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下水库工程进/出水口施工及闸门井尾水隧洞建设

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:尾水事故(检修)闸门井共有4个,地面平台高程为1408.80m。混凝土运输采用混凝土搅拌罐车运输,进/出水口及尾水隧洞经库底临时道路运至施工现场,闸门井部位经3号路运至施工现场。下水库进/出水口及闸门井混凝土均为常温入仓,主要是浇筑后的保温及养护工作,经试验检测分析浇筑好的混凝土标准差在0.08~4.06MPa范围内。

 下水库工程进/出水口施工及闸门井尾水隧洞建设

(1)开挖与支护施工。

进/出水口明挖从高程1355.00m开挖至最低高程1335.00m,开挖高差约20.0m,开挖边坡比均为1∶0.3,前池底板坡比1∶4。开挖边坡支护形式为系统锚杆22@1.5m×1.5m,L=3m,梅花形布置,喷C20混凝土厚8cm。排水孔φ50@3m×3m,L=3m,仰角15°,与锚杆交错成梅花形布置。尾水隧洞共有4条,衬砌后洞段直径为5m,Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段混凝土衬砌厚60cm,Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段混凝土衬砌厚150cm,支护形式为系统锚杆22@1.5m×1.5m,L=3m,入岩295cm,梅花形布置;喷C20混凝土厚8~10cm,挂网φ8.0@20cm×20cm。尾水事故(检修)闸门井共有4个,地面平台高程为1408.80m。闸门井开挖最大尺寸为15.4m×9.5m×64.3m(长×宽×高)。支护形式为系统锚杆22@150cm×150cm,L=3m,入岩295cm,梅花形布置;喷C20混凝土厚8cm。锁口混凝土C20W6F100(二级配),高280cm,厚40cm。

进/出水口及闸门井工程开挖施工从两个部位同时进行,即闸门井开挖从高程1409.00m平台开始,进/出水口前池段明挖从库盆1355m平台开始。4条闸门井和尾水洞洞挖及支护采取间隔流水作业,闸门井开挖采取“先导井,后扩挖”的施工方法;尾水隧洞石方洞挖采用全断面钻爆法施工,开挖循环进尺2.5m,爆破孔采用汽腿式手风钻钻孔。锚杆孔采用手风钻钻孔,孔径为50mm,锚杆采用“先注浆,后插杆”的方法施工,砂浆用HJ200砂浆搅拌机(3.0m3/h)现场拌制,UH4.8锚杆注浆机注浆。

闸门井段长14.6m,井座为一倒框架结构,内腔横断面尺寸为4.5m×4.5m(宽×高),井身为矩形,开挖尺寸为14.6m×8.7m(长×宽),井身高64.0m,井壁为钢筋混凝土衬砌。尾水隧洞至下水库闸门井井后渐变段由直径为5.0m的圆形断面渐变为4.5m×5.0m(宽×高)的矩形断面,渐变段长8m。闸门井平台高程为1409.00m,紧邻左岸环库公路,其上布置门机轨道和事故闸门启闭机室。闸门井开挖施工程序为:施工准备→测量放样→溜渣井开挖→闸门井扩挖→跟进支护→开挖验收。直径2m的圆形溜渣井开挖采用手风钻钻孔,开挖循环进尺1.5m,周边实施光面爆破,爆破后用空压机通风散烟或轴流风机通风散烟。在高程1409.00m平台溜渣井上方布置4台10t卷扬机,用于溜渣井开挖出渣及材料运输,溜渣井开挖石渣由卷扬机吊料斗出渣至井顶平台,再用2m3侧卸装载机装渣,15t自卸汽车运送至渣场。溜渣井开挖3m深后,进行洞口锁口处理,每开挖完2~3m,进行临时喷锚支护,确保下部施工安全。溜渣井完成后,井口沿井壁浇筑混凝土防护墩,布置施工平台、钢结构门架及10t卷扬机,自上而下按3m一层逐层扩挖闸门井,周边采用光面爆破,中间为松动爆破,扩挖施工人员、材料由卷扬机牵引吊笼上下。装药联网爆破:按钻爆设计参数装药,孔口用沙袋或炮泥堵塞严实,用非电毫秒雷管连接爆破网络,最后一级的起爆雷管采用电雷管,电雷管引爆,周边光面齐爆,自然散烟并辅助迎面喷水雾降尘等综合治理措施。爆破后,人工撬除井壁上残留的危石及碎块,保证进入人员及设备的安全,扩挖采用人工将留在掌子面平台上的石渣向溜渣井内扒渣,石渣顺溜渣井溜到竖井底部尾水洞底板上,再用2m3侧卸装载机装渣,15t自卸车运至渣场。

(2)混凝土施工。

1)混凝土拌制与运输。下水库进/出水口混凝土主要由下水库混凝土拌和系统供应,冬季施工时段由地下厂房及尾水系统混凝土拌和系统供应温控混凝土。混凝土运输采用混凝土搅拌罐车运输,进/出水口及尾水隧洞经库底临时道路运至施工现场,闸门井部位经3号路运至施工现场。

2)混凝土浇筑。井座段混凝土分为两层施工,第一层高程为1336.00~1338.50m,第二层高程为1338.50~1345.00m;井身分8层浇筑,每层8m,均采用满堂架和木模板施工。混凝土采用溜筒从闸门井顶部入仓。井座与井身浇筑过程中采取分层浇筑,每坯层浇筑厚度控制在30cm左右,用软轴振捣器进行振捣。

进/出水口前池底板混凝土按照设计结构缝分块浇筑,采用拉模自下而上进行浇筑。混凝土采用9m3和12m3罐车从拌和楼经库盆施工道路运输至高程1355.00m库底平台,转溜槽入仓。在拦河坝浇筑高度超过高程1355.00m以后,混凝土改为经2号路运输至工作面。底板厚度为50cm,从低到高一次性浇筑,用软轴振捣器振捣。

前池边墙混凝土按照设计结构缝位置分层分块浇筑。混凝土采用9m3和12m3罐车从拌和楼经库盆施工道路运输至1355.00m库底平台,转溜筒入仓。

拦污栅混凝土分9层、扩散段混凝土分3层进行浇筑,混凝土采用9m3和12m3罐车从拌和楼经库盆施工道路运输至拦污栅前,混凝土泵车入仓,仓内浇筑坯层厚度控制在30cm左右,用软轴振捣器进行振捣。

尾水隧洞渐变段混凝土分两层进行施工,隧洞标准段采用针梁式钢模台车全断面进行混凝土衬砌,渐变段与标准段均采取间隔流水作业,并和拦污栅、扩散段浇筑时间错开。混凝土采用9m3和12m3罐车从拌和楼经库盆施工道路运输至浇筑现场,混凝土泵车入仓,浇筑坯层厚度控制在30cm左右,用软轴振捣器进行振捣。

闸门井及尾水隧洞混凝土浇筑进行冬季施工时,井口采用帆布进行封闭,尾水隧洞洞口采用棉布帘封闭,混凝土施工仓面采用火炉进行升温(火炉具备烟囱,通向井口或者洞口)。经检测,仓内温度均在5℃以上,具备浇筑条件。下水库进/出水口及闸门井混凝土均为常温入仓,主要是浇筑后的保温及养护工作,经试验检测分析浇筑好的混凝土标准差在0.08~4.06MPa范围内。

3)混凝土缺陷处理。经检查各部位混凝土存在的质量缺陷主要是表面缺陷和结构缝渗水点,包括蜂窝、麻面及振捣不密实、表面错台、表面挂帘、气泡密集区、外露钢筋头及管件头、表面缺损、非受力钢筋露筋、小孔洞和混凝土渗水点等。

对大于或等于5mm的蜂窝麻面(A类麻面),麻面凿成四边形或多边形,麻面最深凹部位凿除厚度为5mm,平面边缘凿成直角,凿除面清除松动物,用高压风或水冲洗干净。修补面不残留污物(或油污)或灰尘,修补前整个修补面保持干燥和干净。修补材料为环氧砂浆。对小于或等于5mm的蜂窝麻面(B类麻面),只做打磨处理,磨平后表面再涂一层环氧基液,若打磨不能处理彻底,按A类麻面处理。

对振捣不密实、深度超过3cm及出现坑洞部位的混凝土均需全面凿除,回填水泥砂浆后表面用1cm厚预缩砂浆或环氧砂浆抹面。

对于表面错台一般仅做打磨处理,满足表面平整度要求后再涂一层环氧基液,附近伴有窄条形麻面的错台,按照A类麻面处理。表面挂帘处理,磨平后表面再涂一层环氧基液。

气泡密集区的气泡直径和深度均大于5mm,且数量较多,这种气泡密集区按A类麻面进行处理。外表直径大于或等于5mm,且数量不多,用小钢件凿开并清除孔周边的乳皮,经清洗和吸干水分后,采用环氧胶泥修补。外表直径小于5mm的气泡,不做处理。

对于外露钢筋头及管件头,用砂轮机沿混凝土表面将钢筋头、管件头切除,并打磨到混凝土以下1~2mm,清洗干燥后,涂刮环氧胶泥抹平。表面缺损、非受力钢筋露筋以及小孔洞处理,深度小于50mm的缺损,将其周边切割成规则形状并凿至混凝土密实面后(若露筋,则需要加深凿至钢筋以里50mm),分层回填预缩砂浆。深度大于或等于50mm,小于100mm的,应浇小一级配混凝土(即骨料最大粒径为10mm)。深度大于或等于100mm的,应浇一级配混凝土或自密实混凝土。螺栓定位锥形成的孔洞应在混凝土拆模后及时修补,采用预缩砂浆分层回填。

对于面积大于0.5m2且短边长度大于30cm的缺陷,采取凿除填补方式进行处理。凿除深度(修补厚度)按5cm左右控制,在修补面混凝土内布设锚筋,修补体内布置钢筋。修补区域内按水平间距50cm、竖向间距30cm呈梅花形布置锚筋,锚筋采用φ12的钢筋,长度17~18cm,混凝土段长度为15cm。采用φ26的冲击钻造孔,黏接材料采用环氧砂浆或者其他化学黏合剂,先注浆后插筋,待凝2h。每根锚筋头部焊接一根φ10的水平钢筋,长30cm,与锚筋连接呈“T”形。分层回填环氧砂浆。

对于渗/漏水点,在渗/漏水点周围布置钻孔检查,钻孔采用手风钻,孔距0.5~1m,孔深0.5~2m,钻孔由渗/漏水点向两侧逐步扩散,直到钻孔不串漏。对钻孔采用风、水轮换冲洗,水压0.2MPa,风压0.15MPa。最后对钻孔进行灌浆,开始灌浆前,用风反复吹出孔内积水再灌浆。对串漏的钻孔,分组并联灌浆,选一两个位置适中且串通良好的孔作为排气孔,对不串漏孔采用孔内循环法灌浆。

结构缝止水漏水根据需要在局部缝面或全缝面灌注水溶性聚氨酯(WPU)浆液。

混凝土缺陷修补完成后,覆盖养护6~8h,然后进行洒水养护,修补混凝土养护与混凝土表面养护同时进行。

处理材料要求:预缩砂浆抗压强度大于或等于45MPa,抗拉强度大于或等于2MPa,与混凝土黏结强度大于或等于1.5MPa。环氧砂浆抗压强度大于或等于60MPa,与混凝土面黏结强度大于或等于2.0MPa。环氧胶泥抗压强度大于或等于45MPa,与混凝土黏结强度大于或等于2.5MPa。

(3)回填灌浆施工。

4条尾水隧洞段顶部90°~120°范围内和4条尾水闸门井前、后渐变段顶部在混凝土衬砌后需进行回填灌浆,回填灌浆工程量为1680.8m2

回填灌浆主要技术要求为:孔深入基岩0.1m,灌浆压力0.3~0.5MPa,浆液水灰比采用0.6∶1或0.5∶1,结束标准为在规定压力下灌浆孔停止吸浆后,延续灌注10min,即可结束灌浆。检查合格标准为每个单元布置一个或一对检查孔,进行单孔注浆试验或双孔连通试验。单孔注浆试验合格标准:向检查孔内注入水灰比为2∶1的水泥浆,压力与最大灌浆压力相同,初始10min内注入浆量不大于10L为合格。双孔注浆试验合格标准:布置两个间距为2.0m的检查孔,向其中一孔注入水灰比为2∶1的水泥浆,压力与最大灌浆压力相同,若另一孔的出浆量小于1.0L/min则为合格。

回填灌浆钻孔采用YT-28型手风钻从预埋管或混凝土面直接钻进,梅花形布置,每环分两序。同一区段内的同一次序孔,钻孔完成后对混凝土厚度和混凝土与围岩之间的空腔尺寸进行量测记录。

灌浆使用3SNS型三缸柱塞式灌浆机,捷通(JT)型智能灌浆自动记录仪,JJS-2B型低速搅拌桶储浆和配浆。回填灌浆采用纯压式灌浆法,分为两个次序进行,自较低的一端开始,向较高的一端推进。浆液的水灰比采用0.6∶1或0.5∶1,灌浆压力Ⅰ序孔采用0.3MPa,Ⅱ序孔采用0.5MPa,在规定压力下灌浆孔停止吸浆后,延续灌注10min,结束灌浆。灌浆孔完成灌浆后,用干硬性水泥砂浆封填密实。灌浆结束3天后进行检查,检查孔布置在顶拱中心线、脱空较大和灌浆情况异常的部位,采用YT-28型手风钻钻孔,孔深穿透衬砌深入围岩10cm,每个单元布置一个或一对检查孔,进行单孔注浆试验或双孔连通试验。

下水库进/出水口回填灌浆平均单位注入量为182.13kg/m2,Ⅰ序孔单位注入量为107.83~283.86kg/m2,Ⅱ序孔单位注入量为6.37~37.66kg/m2,Ⅱ序孔单位注入量较Ⅰ序孔减少较多。12个的回填灌浆单元,共布置了20个检查孔,检查孔压浆试验初始10min内注入浆量为1.5~7.8L/10min,小于初始10min内注入浆量不大于10L的规范要求。

(4)固结灌浆施工。

4个尾水闸门井周边Ⅲ~Ⅴ类和部分Ⅱ类围岩,每个闸门井整个井身、井底和前、后渐变段,4条尾水隧洞全断面均需进行固结灌浆。灌浆孔呈梅花形布置,排距2.5~3.0m,上拱固结灌浆孔从回填灌浆孔中施钻。固结灌浆钻孔10974.0m,灌浆9080.4m。

1)固结灌浆施工技术要求。在衬砌混凝土达到设计50%强度且不少于3天后,使用YT-28型手风钻机进行固结灌浆钻孔。钻孔后采用导管大流量水冲洗灌浆孔,冲洗结束后测量孔深,孔内沉积物厚度不得超过20cm。裂隙冲洗,采用压力水冲洗至回水清净时止或不大于20min,Ⅰ序孔冲洗压力为0.40MPa,Ⅱ序孔冲洗压力为0.72MPa或0.80MPa。当邻近有正在灌浆的孔或邻近孔灌浆结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。灌浆孔/段裂隙冲洗后,该孔/段应立即进行灌浆作业,因故中断时间间隔超过24h者,在灌浆前重新进行裂隙冲洗。

选择5%固结灌浆孔做灌前单点法压水试验,其余孔结合裂隙冲洗进行简易压水,压水压力为本段灌浆压力的80%。

Ⅰ序孔灌浆压力采用0.5MPa,Ⅱ序孔采用0.9MPa或1.0MPa;在施工过程中严格控制灌浆压力,对于吸浆量大的孔/段,开始不给压力,待灌注到浓浆,吸浆量逐渐减小后再开始升压,灌至结束;对于开始就不太吸浆的孔/段,尽快升到设计压力。

采用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥,其细度要求通过80μm方孔筛的筛余量小于5.0%。固结灌浆水灰比采用2∶1、1∶1、0.8∶1和0.5∶14个比级,开灌水灰比为2∶1,由稀到浓,逐级变换。当灌浆压力保持不变、注入率持续减少时,或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不得改变水灰比;当某一比级浆液注入量已达300L以上或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无显著改变时,换浓一级水灰比浆液灌注;当注入率大于30L/min时,根据具体施工情况,可越级变浓。在该灌浆段最大设计压力下,当注入率不大于1L/min时,再继续灌注30min结束灌浆。

固结灌浆封孔采用“导管注浆封孔法”或“机械注浆封孔法”。

2)灌浆。采用3SNS型三缸柱塞式灌浆机,捷通(JT)型智能灌浆自动记录仪,JJS-2B型低速搅拌桶储浆和配浆。简易集中制浆站采用ZJ-800型制浆机(转速达1440r/min)制浆。

入岩3.0m或4.0m,一次灌注。孔深大于8m的分段灌注,段长一般为6.0m,采取自上而下分段阻塞灌浆法,灌浆塞应卡在应灌段段顶上0.5m处,防止漏灌,射浆管距孔底不大于50cm。

俯孔采用“导管注浆封孔法”,全孔灌浆完毕后,将导管下入到孔底,用灌浆泵向孔内泵入水灰比为0.5∶1浓浆,水泥浆自孔底逐渐上升,可将导管徐徐上提,但导管底口始终保持在浆液面以下,将孔内余浆或积水顶出孔外。待孔内水泥浆凝固后,小于0.5m时用干硬性水泥砂浆人工封填捣实。水平孔或仰孔采用“机械注浆封孔法”。孔内埋设两根管,一长一短(长管尽量接近孔底),用灌浆泵向短管内灌注水灰比为0.5∶1的浓浆,长管回浆浓度达到进浆浓度后关闭,凝固后将表层管凿掉用干硬性水泥砂浆人工封填捣实。

在固结灌浆结束3天后进行压水检查,压水试验采用单点法,检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%。尾水闸门井水平固结和尾水隧洞固结检查孔采用手风钻钻孔,不采取岩芯,仅进行单点法压水检查;尾水闸门井垂直固结检查孔采用XY-2型回转式地质钻机配φ75金刚石钻头、清水钻进钻取岩芯、绘制岩芯柱状图和进行岩芯素描。压水试验的检查合格标准为3Lu,试段合格率在85%以上,不合格孔/段的透水率值不超过设计规定值的150%,且不集中。闸门井固结灌浆Ⅰ序孔单位注入量为46.2kg/m,Ⅱ序孔单位注入量为20.4kg/m,平均为33.0kg/m;隧洞段固结灌浆Ⅰ序孔单位注入量为32.3kg/m,Ⅱ序孔单位注入量为11.0kg/m,平均为22.9kg/m。单位注入量按序递减明显,符合灌浆规律。闸门井布置固结灌浆检查孔49个,压水99段,平均透水率为1.6Lu,最大为2.77Lu;隧洞段布置固结灌浆检查孔21个,压水21段,平均透水率为1.54Lu,最大为2.64Lu。检查结果均小于设计要求的透水率不大于3Lu的标准。(www.xing528.com)

进/出水口明挖从高程1355.00m开挖至最低高程1335.00m,开挖高差约20.0m,开挖边坡比均为1∶0.3,前池底板坡比1∶4。开挖边坡支护形式为系统锚杆22@1.5m×1.5m,L=3m,梅花形布置,喷C20混凝土厚8cm。排水孔φ50@3m×3m,L=3m,仰角15°,与锚杆交错成梅花形布置。尾水隧洞共有4条,衬砌后洞段直径为5m,Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段混凝土衬砌厚60cm,Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段混凝土衬砌厚150cm,支护形式为系统锚杆22@1.5m×1.5m,L=3m,入岩295cm,梅花形布置;喷C20混凝土厚8~10cm,挂网φ8.0@20cm×20cm。尾水事故(检修)闸门井共有4个,地面平台高程为1408.80m。闸门井开挖最大尺寸为15.4m×9.5m×64.3m(长×宽×高)。支护形式为系统锚杆22@150cm×150cm,L=3m,入岩295cm,梅花形布置;喷C20混凝土厚8cm。锁口混凝土C20W6F100(二级配),高280cm,厚40cm。

进/出水口及闸门井工程开挖施工从两个部位同时进行,即闸门井开挖从高程1409.00m平台开始,进/出水口前池段明挖从库盆1355m平台开始。4条闸门井和尾水洞洞挖及支护采取间隔流水作业,闸门井开挖采取“先导井,后扩挖”的施工方法;尾水隧洞石方洞挖采用全断面钻爆法施工,开挖循环进尺2.5m,爆破孔采用汽腿式手风钻钻孔。锚杆孔采用手风钻钻孔,孔径为50mm,锚杆采用“先注浆,后插杆”的方法施工,砂浆用HJ200砂浆搅拌机(3.0m3/h)现场拌制,UH4.8锚杆注浆机注浆。

闸门井段长14.6m,井座为一倒框架结构,内腔横断面尺寸为4.5m×4.5m(宽×高),井身为矩形,开挖尺寸为14.6m×8.7m(长×宽),井身高64.0m,井壁为钢筋混凝土衬砌。尾水隧洞至下水库闸门井井后渐变段由直径为5.0m的圆形断面渐变为4.5m×5.0m(宽×高)的矩形断面,渐变段长8m。闸门井平台高程为1409.00m,紧邻左岸环库公路,其上布置门机轨道和事故闸门启闭机室。闸门井开挖施工程序为:施工准备→测量放样→溜渣井开挖→闸门井扩挖→跟进支护→开挖验收。直径2m的圆形溜渣井开挖采用手风钻钻孔,开挖循环进尺1.5m,周边实施光面爆破,爆破后用空压机通风散烟或轴流风机通风散烟。在高程1409.00m平台溜渣井上方布置4台10t卷扬机,用于溜渣井开挖出渣及材料运输,溜渣井开挖石渣由卷扬机吊料斗出渣至井顶平台,再用2m3侧卸装载机装渣,15t自卸汽车运送至渣场。溜渣井开挖3m深后,进行洞口锁口处理,每开挖完2~3m,进行临时喷锚支护,确保下部施工安全。溜渣井完成后,井口沿井壁浇筑混凝土防护墩,布置施工平台、钢结构门架及10t卷扬机,自上而下按3m一层逐层扩挖闸门井,周边采用光面爆破,中间为松动爆破,扩挖施工人员、材料由卷扬机牵引吊笼上下。装药联网爆破:按钻爆设计参数装药,孔口用沙袋或炮泥堵塞严实,用非电毫秒雷管连接爆破网络,最后一级的起爆雷管采用电雷管,电雷管引爆,周边光面齐爆,自然散烟并辅助迎面喷水雾降尘等综合治理措施。爆破后,人工撬除井壁上残留的危石及碎块,保证进入人员及设备的安全,扩挖采用人工将留在掌子面平台上的石渣向溜渣井内扒渣,石渣顺溜渣井溜到竖井底部尾水洞底板上,再用2m3侧卸装载机装渣,15t自卸车运至渣场。

(2)混凝土施工。

1)混凝土拌制与运输。下水库进/出水口混凝土主要由下水库混凝土拌和系统供应,冬季施工时段由地下厂房及尾水系统混凝土拌和系统供应温控混凝土。混凝土运输采用混凝土搅拌罐车运输,进/出水口及尾水隧洞经库底临时道路运至施工现场,闸门井部位经3号路运至施工现场。

2)混凝土浇筑。井座段混凝土分为两层施工,第一层高程为1336.00~1338.50m,第二层高程为1338.50~1345.00m;井身分8层浇筑,每层8m,均采用满堂架和木模板施工。混凝土采用溜筒从闸门井顶部入仓。井座与井身浇筑过程中采取分层浇筑,每坯层浇筑厚度控制在30cm左右,用软轴振捣器进行振捣。

进/出水口前池底板混凝土按照设计结构缝分块浇筑,采用拉模自下而上进行浇筑。混凝土采用9m3和12m3罐车从拌和楼经库盆施工道路运输至高程1355.00m库底平台,转溜槽入仓。在拦河坝浇筑高度超过高程1355.00m以后,混凝土改为经2号路运输至工作面。底板厚度为50cm,从低到高一次性浇筑,用软轴振捣器振捣。

前池边墙混凝土按照设计结构缝位置分层分块浇筑。混凝土采用9m3和12m3罐车从拌和楼经库盆施工道路运输至1355.00m库底平台,转溜筒入仓。

拦污栅混凝土分9层、扩散段混凝土分3层进行浇筑,混凝土采用9m3和12m3罐车从拌和楼经库盆施工道路运输至拦污栅前,混凝土泵车入仓,仓内浇筑坯层厚度控制在30cm左右,用软轴振捣器进行振捣。

尾水隧洞渐变段混凝土分两层进行施工,隧洞标准段采用针梁式钢模台车全断面进行混凝土衬砌,渐变段与标准段均采取间隔流水作业,并和拦污栅、扩散段浇筑时间错开。混凝土采用9m3和12m3罐车从拌和楼经库盆施工道路运输至浇筑现场,混凝土泵车入仓,浇筑坯层厚度控制在30cm左右,用软轴振捣器进行振捣。

闸门井及尾水隧洞混凝土浇筑进行冬季施工时,井口采用帆布进行封闭,尾水隧洞洞口采用棉布帘封闭,混凝土施工仓面采用火炉进行升温(火炉具备烟囱,通向井口或者洞口)。经检测,仓内温度均在5℃以上,具备浇筑条件。下水库进/出水口及闸门井混凝土均为常温入仓,主要是浇筑后的保温及养护工作,经试验检测分析浇筑好的混凝土标准差在0.08~4.06MPa范围内。

3)混凝土缺陷处理。经检查各部位混凝土存在的质量缺陷主要是表面缺陷和结构缝渗水点,包括蜂窝、麻面及振捣不密实、表面错台、表面挂帘、气泡密集区、外露钢筋头及管件头、表面缺损、非受力钢筋露筋、小孔洞和混凝土渗水点等。

对大于或等于5mm的蜂窝麻面(A类麻面),麻面凿成四边形或多边形,麻面最深凹部位凿除厚度为5mm,平面边缘凿成直角,凿除面清除松动物,用高压风或水冲洗干净。修补面不残留污物(或油污)或灰尘,修补前整个修补面保持干燥和干净。修补材料为环氧砂浆。对小于或等于5mm的蜂窝麻面(B类麻面),只做打磨处理,磨平后表面再涂一层环氧基液,若打磨不能处理彻底,按A类麻面处理。

对振捣不密实、深度超过3cm及出现坑洞部位的混凝土均需全面凿除,回填水泥砂浆后表面用1cm厚预缩砂浆或环氧砂浆抹面。

对于表面错台一般仅做打磨处理,满足表面平整度要求后再涂一层环氧基液,附近伴有窄条形麻面的错台,按照A类麻面处理。表面挂帘处理,磨平后表面再涂一层环氧基液。

气泡密集区的气泡直径和深度均大于5mm,且数量较多,这种气泡密集区按A类麻面进行处理。外表直径大于或等于5mm,且数量不多,用小钢件凿开并清除孔周边的乳皮,经清洗和吸干水分后,采用环氧胶泥修补。外表直径小于5mm的气泡,不做处理。

对于外露钢筋头及管件头,用砂轮机沿混凝土表面将钢筋头、管件头切除,并打磨到混凝土以下1~2mm,清洗干燥后,涂刮环氧胶泥抹平。表面缺损、非受力钢筋露筋以及小孔洞处理,深度小于50mm的缺损,将其周边切割成规则形状并凿至混凝土密实面后(若露筋,则需要加深凿至钢筋以里50mm),分层回填预缩砂浆。深度大于或等于50mm,小于100mm的,应浇小一级配混凝土(即骨料最大粒径为10mm)。深度大于或等于100mm的,应浇一级配混凝土或自密实混凝土。螺栓及定位锥形成的孔洞应在混凝土拆模后及时修补,采用预缩砂浆分层回填。

对于面积大于0.5m2且短边长度大于30cm的缺陷,采取凿除填补方式进行处理。凿除深度(修补厚度)按5cm左右控制,在修补面混凝土内布设锚筋,修补体内布置钢筋。修补区域内按水平间距50cm、竖向间距30cm呈梅花形布置锚筋,锚筋采用φ12的钢筋,长度17~18cm,混凝土段长度为15cm。采用φ26的冲击钻造孔,黏接材料采用环氧砂浆或者其他化学黏合剂,先注浆后插筋,待凝2h。每根锚筋头部焊接一根φ10的水平钢筋,长30cm,与锚筋连接呈“T”形。分层回填环氧砂浆。

对于渗/漏水点,在渗/漏水点周围布置钻孔检查,钻孔采用手风钻,孔距0.5~1m,孔深0.5~2m,钻孔由渗/漏水点向两侧逐步扩散,直到钻孔不串漏。对钻孔采用风、水轮换冲洗,水压0.2MPa,风压0.15MPa。最后对钻孔进行灌浆,开始灌浆前,用风反复吹出孔内积水再灌浆。对串漏的钻孔,分组并联灌浆,选一两个位置适中且串通良好的孔作为排气孔,对不串漏孔采用孔内循环法灌浆。

结构缝止水漏水根据需要在局部缝面或全缝面灌注水溶性聚氨酯(WPU)浆液。

混凝土缺陷修补完成后,覆盖养护6~8h,然后进行洒水养护,修补混凝土养护与混凝土表面养护同时进行。

处理材料要求:预缩砂浆抗压强度大于或等于45MPa,抗拉强度大于或等于2MPa,与混凝土黏结强度大于或等于1.5MPa。环氧砂浆抗压强度大于或等于60MPa,与混凝土面黏结强度大于或等于2.0MPa。环氧胶泥抗压强度大于或等于45MPa,与混凝土黏结强度大于或等于2.5MPa。

(3)回填灌浆施工。

4条尾水隧洞段顶部90°~120°范围内和4条尾水闸门井前、后渐变段顶部在混凝土衬砌后需进行回填灌浆,回填灌浆工程量为1680.8m2

回填灌浆主要技术要求为:孔深入基岩0.1m,灌浆压力0.3~0.5MPa,浆液水灰比采用0.6∶1或0.5∶1,结束标准为在规定压力下灌浆孔停止吸浆后,延续灌注10min,即可结束灌浆。检查合格标准为每个单元布置一个或一对检查孔,进行单孔注浆试验或双孔连通试验。单孔注浆试验合格标准:向检查孔内注入水灰比为2∶1的水泥浆,压力与最大灌浆压力相同,初始10min内注入浆量不大于10L为合格。双孔注浆试验合格标准:布置两个间距为2.0m的检查孔,向其中一孔注入水灰比为2∶1的水泥浆,压力与最大灌浆压力相同,若另一孔的出浆量小于1.0L/min则为合格。

回填灌浆钻孔采用YT-28型手风钻从预埋管或混凝土面直接钻进,梅花形布置,每环分两序。同一区段内的同一次序孔,钻孔完成后对混凝土厚度和混凝土与围岩之间的空腔尺寸进行量测记录。

灌浆使用3SNS型三缸柱塞式灌浆机,捷通(JT)型智能灌浆自动记录仪,JJS-2B型低速搅拌桶储浆和配浆。回填灌浆采用纯压式灌浆法,分为两个次序进行,自较低的一端开始,向较高的一端推进。浆液的水灰比采用0.6∶1或0.5∶1,灌浆压力Ⅰ序孔采用0.3MPa,Ⅱ序孔采用0.5MPa,在规定压力下灌浆孔停止吸浆后,延续灌注10min,结束灌浆。灌浆孔完成灌浆后,用干硬性水泥砂浆封填密实。灌浆结束3天后进行检查,检查孔布置在顶拱中心线、脱空较大和灌浆情况异常的部位,采用YT-28型手风钻钻孔,孔深穿透衬砌深入围岩10cm,每个单元布置一个或一对检查孔,进行单孔注浆试验或双孔连通试验。

下水库进/出水口回填灌浆平均单位注入量为182.13kg/m2,Ⅰ序孔单位注入量为107.83~283.86kg/m2,Ⅱ序孔单位注入量为6.37~37.66kg/m2,Ⅱ序孔单位注入量较Ⅰ序孔减少较多。12个的回填灌浆单元,共布置了20个检查孔,检查孔压浆试验初始10min内注入浆量为1.5~7.8L/10min,小于初始10min内注入浆量不大于10L的规范要求。

(4)固结灌浆施工。

4个尾水闸门井周边Ⅲ~Ⅴ类和部分Ⅱ类围岩,每个闸门井整个井身、井底和前、后渐变段,4条尾水隧洞全断面均需进行固结灌浆。灌浆孔呈梅花形布置,排距2.5~3.0m,上拱固结灌浆孔从回填灌浆孔中施钻。固结灌浆钻孔10974.0m,灌浆9080.4m。

1)固结灌浆施工技术要求。在衬砌混凝土达到设计50%强度且不少于3天后,使用YT-28型手风钻机进行固结灌浆钻孔。钻孔后采用导管大流量水冲洗灌浆孔,冲洗结束后测量孔深,孔内沉积物厚度不得超过20cm。裂隙冲洗,采用压力水冲洗至回水清净时止或不大于20min,Ⅰ序孔冲洗压力为0.40MPa,Ⅱ序孔冲洗压力为0.72MPa或0.80MPa。当邻近有正在灌浆的孔或邻近孔灌浆结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。灌浆孔/段裂隙冲洗后,该孔/段应立即进行灌浆作业,因故中断时间间隔超过24h者,在灌浆前重新进行裂隙冲洗。

选择5%固结灌浆孔做灌前单点法压水试验,其余孔结合裂隙冲洗进行简易压水,压水压力为本段灌浆压力的80%。

Ⅰ序孔灌浆压力采用0.5MPa,Ⅱ序孔采用0.9MPa或1.0MPa;在施工过程中严格控制灌浆压力,对于吸浆量大的孔/段,开始不给压力,待灌注到浓浆,吸浆量逐渐减小后再开始升压,灌至结束;对于开始就不太吸浆的孔/段,尽快升到设计压力。

采用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥,其细度要求通过80μm方孔筛的筛余量小于5.0%。固结灌浆水灰比采用2∶1、1∶1、0.8∶1和0.5∶14个比级,开灌水灰比为2∶1,由稀到浓,逐级变换。当灌浆压力保持不变、注入率持续减少时,或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不得改变水灰比;当某一比级浆液注入量已达300L以上或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无显著改变时,换浓一级水灰比浆液灌注;当注入率大于30L/min时,根据具体施工情况,可越级变浓。在该灌浆段最大设计压力下,当注入率不大于1L/min时,再继续灌注30min结束灌浆。

固结灌浆封孔采用“导管注浆封孔法”或“机械注浆封孔法”。

2)灌浆。采用3SNS型三缸柱塞式灌浆机,捷通(JT)型智能灌浆自动记录仪,JJS-2B型低速搅拌桶储浆和配浆。简易集中制浆站采用ZJ-800型制浆机(转速达1440r/min)制浆。

入岩3.0m或4.0m,一次灌注。孔深大于8m的分段灌注,段长一般为6.0m,采取自上而下分段阻塞灌浆法,灌浆塞应卡在应灌段段顶上0.5m处,防止漏灌,射浆管距孔底不大于50cm。

俯孔采用“导管注浆封孔法”,全孔灌浆完毕后,将导管下入到孔底,用灌浆泵向孔内泵入水灰比为0.5∶1浓浆,水泥浆自孔底逐渐上升,可将导管徐徐上提,但导管底口始终保持在浆液面以下,将孔内余浆或积水顶出孔外。待孔内水泥浆凝固后,小于0.5m时用干硬性水泥砂浆人工封填捣实。水平孔或仰孔采用“机械注浆封孔法”。孔内埋设两根管,一长一短(长管尽量接近孔底),用灌浆泵向短管内灌注水灰比为0.5∶1的浓浆,长管回浆浓度达到进浆浓度后关闭,凝固后将表层管凿掉用干硬性水泥砂浆人工封填捣实。

在固结灌浆结束3天后进行压水检查,压水试验采用单点法,检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%。尾水闸门井水平固结和尾水隧洞固结检查孔采用手风钻钻孔,不采取岩芯,仅进行单点法压水检查;尾水闸门井垂直固结检查孔采用XY-2型回转式地质钻机配φ75金刚石钻头、清水钻进钻取岩芯、绘制岩芯柱状图和进行岩芯素描。压水试验的检查合格标准为3Lu,试段合格率在85%以上,不合格孔/段的透水率值不超过设计规定值的150%,且不集中。闸门井固结灌浆Ⅰ序孔单位注入量为46.2kg/m,Ⅱ序孔单位注入量为20.4kg/m,平均为33.0kg/m;隧洞段固结灌浆Ⅰ序孔单位注入量为32.3kg/m,Ⅱ序孔单位注入量为11.0kg/m,平均为22.9kg/m。单位注入量按序递减明显,符合灌浆规律。闸门井布置固结灌浆检查孔49个,压水99段,平均透水率为1.6Lu,最大为2.77Lu;隧洞段布置固结灌浆检查孔21个,压水21段,平均透水率为1.54Lu,最大为2.64Lu。检查结果均小于设计要求的透水率不大于3Lu的标准。

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