固结灌浆设计优化特点及对工期的影响

根据前述的分析,对三峡工程基础处理特别是二期工程基础固结灌浆进行了优化设计,这次优化设计以缓解工序矛盾、节省工期及减少投资为目的,有如下特征：

(1)对固结灌浆钻灌工程设计作了较大幅度调整(较前几个设计阶段),重点部位得到加强,整体钻灌工程量减少。对建基岩体质量较好,可灌性较差的部位,大幅度削减了钻灌工程量；而对受开挖卸荷、爆破作用,岩体完整性受到影响的浅部表层基岩、断层构造、裂隙密集带和有特殊要求的部位,固结灌浆则得到加强。根据基岩断裂构造特征对固结灌浆的孔位、孔向及孔深进行了调整,部分钻灌工程量还有所增加。但整体固结灌浆工程量有较大幅度减少,相对单项技术设计阶段,节减混凝土钻孔工程量68.8%,基岩钻灌工程量47.6%；相对招标设计节减混凝土钻孔工程量53.7%,基岩钻灌工程量17.23%。

固结灌浆工程量的大幅度减少,理所当然的将会大大缩短固结灌浆施工工期,有利于混凝土浇筑工期安排。以泄洪坝段一个坝段有盖重固结灌浆为例,按一台冲击钻机钻孔、一台灌浆泵灌浆组成钻灌机组,每钻灌机组月平均生产工作效率为钻灌450m/月,一个仓面在1月内完成为分析计算基础,比较施工详图阶段与单项技设阶段,因固结灌浆工程量减少而缩短施工工期的情况。

1)单项技设阶段：固结灌浆基岩钻灌量40140m,在1月内完成,平均月施工强度40140m/月,需钻灌机组数89个。

2)施工详图阶段：固结灌浆基岩钻灌量24482m,在1月内完成,平均月施工强度24482m/月,同样投入89个钻灌机组作业,每钻灌机组只需完成275m/月。

从上述分析计算,可以得出这样的结论：在施工工序和投入的机械设备数量不变的情况下,固结灌浆工程量减少后,每个机组仅需生产275m/月,比原计划450m/月的施工强度降低1/3以上,在保证每个机组工作效率不变的情况下,固结灌浆施工工期可以缩短约1/3。节省的工期可供混凝土浇筑使用,能有效缓解固结灌浆与混凝土浇筑施工的工期矛盾,减少互相间的施工干扰。

(2)推行封闭式找平混凝土下的固结灌浆。根据不同的基岩地质条件,可选用不同的固结灌浆施工方式。继而对断层构造及裂隙密集带、岩体不完整、变形模量较低的基岩,建基面较陡的部位和有特殊要求的部位,则采用有盖重固结灌浆的方式。采用有盖重固结灌浆的部位,还可采用埋管,或引管至坝外或坝内附近的廊道中,或在坝外和坝内廊道中打斜孔的方式进行灌浆,埋管或引管占用的工期只是钻孔和埋管工期,这样既能保证灌浆质量,又能减少固结灌浆与混凝土浇筑施工相互干扰,并达到少占用直线工期的目的。

而对于岩体完整,变性模量较高的基岩,采用无盖重固结灌浆的方式。由于找平混凝土方量相对较少和找平混凝土浇筑及随之进行的固结灌浆施工安排的灵活性,适应二期工程在混凝土浇筑手段未完全形成之前,仅浇筑较少方量的找平混凝土封闭基岩面,满足固结灌浆的施工条件,提早进行了固结灌浆施工；以及适应二期工程需在高温季节浇筑基础强约束区混凝土等特殊情况,先浇筑找平混凝土进行固结灌浆。这样既完成了固结灌浆施工,避免固结灌浆施工占用混凝土施工的低温黄金季节,减少固结灌浆施工与混凝土浇筑的互相干扰；又能为大规模的混凝土浇筑创造连续施工的条件,在混凝土浇筑手段形成后,让混凝土浇筑短间歇连续上升。有利于混凝土浇筑工期安排,保证了混凝土浇筑工期。(www.xing528.com)

大大减少了混凝土层钻孔工程量,避免了在厚层混凝土面上固结灌浆钻孔施工时打断冷却水管及钢筋及其对结构受力和混凝土温控、接缝灌浆造成的质量事故,从而节减了钻孔时间和减少因处理质量事故所需要的时间。

减少了在基础约束区薄层(3～4m)混凝土面上长时间间歇进行固结灌浆施工可能会出现的混凝土裂缝问题,节减了处理混凝土裂缝的时间。

从目前泄洪坝段大坝混凝土浇筑施工进度及工期来看,在其仓面找平混凝土达到50%以上强度后,进行固结灌浆的时间一般只有7天左右,混凝土能短间歇连续上升。

(3)减少施工程序、优化施工工艺。钻孔灌浆时应分序分段进行施工。上部浅层基岩由于因开挖爆破松动,可灌性较好,可采用稠的浆液和相对较低的灌浆压力进行灌浆,形成上部有效封闭层,对后续孔段的灌浆起到有盖重作用。对于未扰动的较深部岩层,则需要用高渗透性的浆液和高的灌浆压力进行灌浆,这样既能保证灌浆质量,又有利于防止水力劈裂和控制抬动,减少灌浆事故,保证灌浆作业的顺利进行和按期完成。

对于基岩可灌性较好的部位,可根据Ⅰ序孔的灌浆前压水资料和灌浆资料来确定是否可以优化Ⅱ序孔的灌浆,根据Ⅱ序孔的灌浆前压水资料和灌浆资料来确定是否可以免除检查孔的检查作业,达到既保证灌浆效果和质量,又能减少钻灌工程量,缩短施工工期的目的。

据初步分析计算,一个作业面(一机一泵)每优化减少一个作业程序,可以节省工期5天左右,这对施工工期异常紧张的泄洪坝段,是特别宝贵的,为三峡泄洪坝段按期浇筑到顶取得了时间。