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1、第09章钻孔及灌浆工程9.1 工程概况及主要工程量9.1.1 工程概况碧玉河四级水电站位于云南省怒江州兰坪县境内的下游河段，为混合式开发水电站，距云南昆明市公路里程约637km,距云南大理市公路里程约309km,距兰坪县城公路里程约91km,坝址、引水线路和电站厂区临近中（排）河（西）公路布置，交通便利。碧玉河四级水电站为碧玉河开发的最末一级，坝址处设计多年平均流量17.4m3s,多年平均径流量5.4967亿m3；水库正常蓄水位2018m,死水位1985m,总库容3450万m3,调节库容为2675万m3,电站装机2台，单机容量50MW,总装机容量1075KWo本工程首部枢纽拦河坝施工导流采用隧
2、洞导流方案，导流隧洞位于左岸。导流隧洞长约667.37m,导流洞进口底高程1955.0m,出口底高程1948.0m,纵坡0.0105,断面形式为城门洞型，高8m,宽6m。隧洞围岩类型以In类为主，局部为IV类、V类。导流洞采用全断面混凝土衬砌。导流隧洞进口设闸门井，用于下闸封堵隧洞。导流洞后期改建为排沙放空洞。排沙放空洞前部采用龙抬头形式，后部利用导流洞，断面尺寸与导流洞相同。排沙放空洞采用全断面混凝土衬砌。9.1.2 1.2水文气象碧玉河为山区性河流，洪水由暴雨形成，下游植被茂盛、坡降大、汇流快，流域调蓄作用小，具有山区河流的一般特性。碧玉河四级水电站位于碧玉河下段，集水面积1271km2,
3、主河长73.2km。每年较大洪水主要出现在410月间，4月1日10月31日为汛期，11月1日3月31日为枯水期。9.1.3 工程地质条件导流隧洞布置在河流左岸，进口位于大坝上游约20Om的岸边，底高程1955.0m；出口位于大坝下游约300In的岸边，底高程1948.0m。导流隧洞区山体雄厚，地形坡度约4550,隧洞埋深一般10145m。隧洞沿线大部分基岩裸露，基岩主要为第三系古新统云龙组（Ey）的粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩及钙质泥岩，地层总体产状NW290。SWZ70oo局部地表覆盖有13m厚的残坡积含碎石粉质粘土，强风化岩体下限埋深515m不等。隧洞区地质构造以节理、裂隙为主；地下水以基岩裂隙
4、水为主，强风化岩体中透水性较强，往深处逐渐变弱，地下水对混凝土的腐蚀性尚不明确，需待地下水分析成果出来后再行评价；除在坝轴线附近左岸坡脚发育有一处崩塌堆积(Q4col)体外，其它部位未见滑坡、崩塌、危岩等其它不良地质现象。根据进、出口段地表调查及统计，主要发育三组节理裂隙：NW290o305。SWZ70o75,为层面，卸荷张开宽l10cm,岩屑充填，延伸长大于20g裂隙密度13条/叱NE15o30SEZ80o,卸荷张开宽l5cm,岩屑半充填，延伸长46m,裂隙密度34条m,EWNZ35o46,卸荷张开宽l3cm,岩屑半充填，延伸长大于IOIn,裂隙密度34条/m。导流洞围岩初步分段评价：(1)
5、 030m:围岩类别为IV类，fK：3,KO：25MPac(2) 30640m:围岩类别整体为In类，局部裂隙切割密集带处为WV类，fK：24,KO：515MPa.cmT。此洞段将穿过浅埋段，隧洞开挖将有淋水或滴水现象。(3) 640-667.37m：围岩类别为IV类，fK：13,KO：25MPacm9.1.4 钻孔和灌浆工程施工范围及主要工程量(1)施工范围：导流洞进口围堰和导流洞出口围堰帷幕灌浆。导流洞洞身回填灌浆和固结灌浆。排沙放空洞回填灌浆和固结灌浆。导流洞、排沙放空洞洞口和洞身排水孔。(2)主要工程量见表9.1-1。表9.1-1钻孔及灌浆工程主要工程量表工程部位工程项目单位工程量备注
6、进口围堰帷幕灌浆m506出口围堰帷幕灌浆m1080导流洞回填灌浆2m4730固结灌浆m6542排沙放空洞回填灌浆2m2868固结灌浆钻孔m1364(1)水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL/T5148-2001；(2)通用硅酸盐水泥GB1752007；(3)水利水电工程钻探规程SL291-2003；(4)水工混凝土试验规程DL/T5150-2001；(5)水利水电工程岩石试验规程SDJ2042001；(6)水利水电工程岩石物探规程SL326-2005；(7)混凝土拌和用水标准JGJ632006；(8)水利水电工程钻孔压水试验规程S315-2003o9.3施工平面布置根据本工程特点，在导流洞进口、
7、出口和排沙放空洞进口三个作业面各布置一个作业面。根据施工进度安排，三个面没有同时施工的情况，故机械设备只需要配备一套。9.3.1 钻孔及灌浆工程施工通道进场后新修的“导流洞施工道路”可满足施工要求。9.3.2 风、水、电系统布置施工供风：洞内使用开挖时的供风管道，围堰采用地质钻机造孔。施工供水：使用明挖和洞挖的供水布置。施工供电：使用洞挖和明挖的供电布置。9.3.3 制浆系统布置根据本工程的钻孔灌浆工作面、工程量特点，采取移动式制浆站制浆。制浆系统的要布置形式见下图:图9.3-1制浆系统布置图制浆站内设置ZJ-400型高速搅拌机1台，J-600型储浆搅拌机1台，BW-200型灌浆泵1台；工作面
8、设1台JJS-2B型搅拌机和1台BW-200型灌浆泵。高压灌浆时(固结灌浆压力为O.30.6MPa时)采用SGB6-10型高压灌浆泵灌浆。9 .3.4浆液配给及输送制浆系统主要采用2管输浆。输送浆液流速为1.42.0ms,各制浆系统按碎浇筑情况进行多次移设。10 3.5排污系统的布置钻孔施工时会产生大量废水，施工时必须精心布置排污系统，妥善解决钻孔及灌浆产生的污水、废浆，实施文明施工，满足环保要求。钻孔灌浆会产生大量的污水，施工主要设沉淀池(施工中视情况进行设置)进行沉淀排放。沉淀池的排水沟、廊道底板沉渣采用人工清理，自卸车运至弃渣场。9.4灌浆材料所有灌浆材料：水泥、外加剂、掺合料等，均符合
9、有关的材料质量标准，并有生产厂家的质量证明书，每批材料入库前均按规定进行检查验收，并将检验成果报送监理人。1.1.2 4.1水泥(1)根据施工图纸及文件或监理人指示，用于灌浆的水泥标号为42.5普通硅酸盐水泥。对于地下水中硫酸根离子含量超标切对混凝土由弱结晶型腐蚀的大公山、马路坡隧洞的局部洞段，灌浆水泥选用抗硫酸盐水泥。(2)灌浆水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。水泥吧应存放过久，出厂期超过三个月的水泥不应使用。(3)在灌浆施工过程中，应对水泥的强度、细度、凝结时间等进行抽样检查。1.1.3 施工用水灌浆用水应符合JGJ63的规定。1.1.4 掺合料的使用经监理人批准，可在水
10、泥浆液中掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃等掺合料。各种掺合料质量应符合水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(DL/T5148-2001)规定，其掺入量应通过试验确定，试验成果应报送监理人。1.1.5 外加剂的使用经监理人批准，可在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及其它外加剂。各种外加剂的质量应符合DL/T5148-2001规定，其最优掺加量应通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果应报送监理人。所有能溶于水的外加剂应以水溶液状态加入。9.5钻孔与灌浆施工设备的选用原则9.5.1 钻孔设备选用的原则(1)在地室使用气动钻孔设备时，应带有消音器和除尘装置。(2)钻孔的钻机和钻头应根据工程的地质条件选
11、用，固结灌浆不需取岩芯时，可采用风动式钻机。有取芯要求的安全监测仪器埋设孔的钻孔宜采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头。(3)使用的钻孔冲洗和压水试验设备，水泵的工作压力应按施工图纸的要求选定，并应保证在所有压力下都有足够的供水量，保证压力稳定、出水均匀、工作可靠。(4)准备足够的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等备品。9.5.2灌浆设备选用的原则(1)在提供使用的灌浆泵性能应与灌浆液的类型和浓度相适应，其工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，并有足够的排浆量和稳定的工作性能，灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。(2)灌浆管路应保证浆液流动畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆
12、泵和灌浆孔口处均应安装压力表，进浆管路亦应安装压力表，所选用的压力表在使用前应进行率定。使用过程中应经常检查核对，不合格和已损坏的压力表严禁使用。压力表和管路之间应设有隔浆装置。(3)灌浆塞应与采用的灌浆方法、灌浆压力及地质条件相适应，胶塞应具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并易于安装和卸除。(4)灌浆压力大于3MPa时，应配置下列灌浆设备和机具：(5)所有灌浆设备、仪器、仪表均应始终保持工作状态正常，并配有足够的备品。9.6钻孔施工(1)钻孔孔位、深度、孔径、钻孔顺序和孔斜等应按施工图要求和监理人指示执行。(2)在钢筋混凝土结构中，浇筑混凝土前须按施工图纸要求
13、埋设固结灌浆、回填灌浆、及排水孔埋管。埋管宜采用钢管。其露头应低于混凝土面3cm,回填关键爱那个预埋孔末端应超过混凝土的实际浇筑厚度。所有埋设孔口须固定好。(3)钻孔结束，会同监理人进行检查验收，检查合格，并经监理人签认后，方可进行下一步操作。9.6.2灌浆孔的钻孔施工(1)钻孔的孔位、深度、孔径、钻孔顺序和孔斜等应按施工图纸和监理人指示执行。(2)钻孔结束，会同监理人进行检查验收，检查合格，并经监理人签认后，方可进行下一步操作。9.6.3检查孔和排水孔的钻孔(1)灌浆检查孔的孔位按监理人的指示确定。(2)灌浆检查孔的孔底偏差要求与灌浆孔相同，其他各类钻孔的孔底偏差应不下雨1/40孔深或符合施
14、工图纸规定。(3)除监理人批准外，在排水孔周边30m范围内(或监理人指示范围内)的灌浆孔尚未灌浆之前不得钻进排水孔。(4)排水孔钻进过程中，如遇有断层破碎带或软弱岩体等特殊情况，及时通知监理人，并按照监理人的指示进行处理，若钻进排水孔遭堵塞，应按监理人指示重钻。钻孔完成后对松散体、断层破碎带或土层等特殊部位按施工图要求或监理人的指示及时放入反滤软式通水管或HM型塑料盲沟管，并将其固定在孔壁上。1.1.2. 6.4钻孔保护按设计要求保护施工图纸所示或监理人只是对所有钻孔妥加保护(包括埋管)，直到验收合格为止。9.6.5. 孔冲洗和压水试验9.6.6. 1说明(1)在灌浆前，对所有灌浆孔(段)进行
15、钻孔冲洗、裂隙冲洗和简易压水试验。(2)在断层、大裂隙及岩溶等地址条件较复杂的区域，其裂隙冲洗应按监理人指示或通过现场试验确定的方法进行。9.6.5.2冲洗(1)灌浆孔均应进行冲洗。根据监理工程师指示采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；裂隙冲洗方法应根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。(2)冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过IMPa时，则采用IMPa；冲洗风压采用50%灌浆压力，压力超过0.5MPa,则采用0.5MPao(3)裂隙冲洗时间应至回水清净时止，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。(4)当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。(5)灌浆孔(段)裂隙冲洗后，该孔(段)应立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。9.6.5.3压水试验(1)压水试验应在裂隙冲洗后进行，根据监理工程师的指示，采用“简易压水”“单点法”及“五点法”进行压水试验。(2)简易压水试验应在
