魚泉水電站漏水處理施工報告

PAGE湖北宣恩魚泉水電站帷幕灌漿處理工程施工管理工作報告葛洲壩集團第五工程有限公司基礎工程處二00九年七月編制：田德文校核：批準：PAGE1目錄工程概況工程施工依據施工布置、進度與完成的主要工程量帷幕灌漿施工工藝施工質量管理灌漿成果灌漿效果分析檢查孔壓水試驗檢查建議PAGE18一、工程概況1地理位置與工程簡介：魚泉水電站位于湖北省宣恩縣境內距沙道溝約47km的車洞河流域上。大壩為面板堆石壩，地處“U”型河谷，河床狹窄，壩頂高程1100.0m，壩底址板高程1023.0m。魚泉水電站面板堆石壩由于年前進行大壩水庫蓄水后發(fā)現下游有明顯漏水，在蓄水至設計水位后漏水量最大達0.7m3/s,滲透系數較大。經初步分析主要原因為原帷幕灌漿線漏水，加之水庫蓄水后上、下游水位差加大，滲透水流加強，可能會產生較大的滲漏量引起滲透變形破壞，危及大壩安全運行，故決定對原帷幕灌漿線進行檢查，以對主要滲漏部位進行二次帷幕灌漿處理，通過在帷幕灌漿施工前對原帷幕灌前檢查孔施工的情況看，有很多段次壓水檢查結果為無壓無回。本次帷幕灌漿處理包括檢查孔共計施工帷幕灌漿孔132個，注入水泥量共2260.54噸。二、工程施工依據：（1）《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》（DL/T5148-2001）。（2）魚泉水電站設計下發(fā)水泥灌漿施工技術要求、相關文件及圖紙。（3）根據2009年2月4日業(yè)主、施工單位關于帷幕灌漿（二次處理）方案現場會議意見編制的《宣恩魚泉水電站帷幕灌漿（二次處理）施工方案》。三、施工布置、進度與完成的主要工程量3．1施工布置根據現場條件和生產需要，本著便于施工、易于管理、安全可靠、經濟合理的原則進行施工總體布置。內容包括：施工供水供電、水泥平臺、制漿系統(tǒng)、生活營地。平面布置見附件“魚泉水電站二次帷幕灌漿平面布置圖”。3.1.1生產布置根據現場施工條件，考慮到地理條件、生產的相互干擾與操作的安全，分左右岸兩個機組進行二次帷幕灌漿施工。左岸4臺鉆機，每臺鉆機擺在特制加工的作業(yè)平臺上，從河床址板開始沿著左岸址板帷幕灌漿線分序向上施工，為便于灌漿臺車移動，在溢洪道架設安裝了卷揚機。右岸4臺鉆機，其中三臺鉆機擺在特制加工的作業(yè)平臺上，從河床址板開始沿著右岸址板帷幕灌漿線分序向上施工，采用手拉葫蘆進行灌漿臺車移動；另外1臺在右岸壩肩沿著帷幕灌漿線分序施工。3.1.2施工供水供電施工用水就地解決：鉆孔、灌漿用水就近自右岸山邊小溪中抽取使用。施工及生活用電從業(yè)主方提供的變壓器處接線。夜間施工順軸線方向架設一趟照明線，安裝碘鎢燈照明。3.1.4制灌漿系統(tǒng)水泥漿制漿按鉆機分左、右岸配套設置，布置在水泥簡易平臺附近。左岸布置一個水泥制漿站，安裝1臺TTP-400型高速漿液攪拌機，右岸布置兩個水泥制漿站，安裝2臺TTP-400型高速漿液攪拌機。灌漿系統(tǒng)由TTB100/10A型柱塞式灌漿泵和TTJ-300雙層攪拌桶組成。3.1.5生活營地生活營地右岸機組采用簡易工棚，搭建在大壩右岸壩肩上，距施工現場約10米，可容納20人，滿足右岸生產人員住宿要求。左岸機組居住于業(yè)主提供的住宿區(qū)。3.2施工進度按照施工總體規(guī)劃，我部于2009年1月2日進場，于2009年1月8日開始對魚泉水電站原已施工的帷幕灌漿線進行鉆孔壓水試驗檢查，根據以前的灌漿資料分析及和業(yè)主、監(jiān)理各方現場商定，本著代表性、重點性的原則于原帷幕灌漿線上進行選點檢查，先后在右岸壩肩、左岸壩肩、溢洪道、右岸址板、左岸址板等部位共計施工檢查孔13個，根據壓水試驗反映的情況顯示，除河床外，其它部位檢查孔多段在壓水過程中均出現無壓無回的強透水情況，說明大壩防滲帷幕線漏水情況嚴重，需對趾板和兩岸壩肩帷幕線進行全面補孔灌漿，我處根據前期檢查孔的施工情況，分析了本工程施工存在的難點及制約工期的主要因素主要為：地層透水率較大、可灌性強、水泥用量大、設備移動較困難，同時因工期緊張，設備需要量較大。2009年2月10日，我處共組織鉆孔設備8臺套、灌漿系統(tǒng)4臺套及其配套設施、生產人員進場，2009年2月20日開始施工。我部于2009年2月20日開始正式施工帷幕灌漿孔。因地質條件復雜，有些技術問題待專家解決、施工期間又因施工周邊環(huán)境復雜、協調困難等因素影響材料運輸待料，三度停工。為加快施工進度，在工程施工中，采取了許多針對性的措施，于2009年6月9日全部補孔帷幕灌漿，共計施工132孔（含對原帷幕線的檢查孔），施工完后，進行了帷幕檢查（共施工檢查孔8個），經壓水試驗檢查，透水率值均達設計要求值。3．3完成工程量：施工工程量如下表：二次帷幕灌漿工程量表部位施工項目施工孔數(個)孔口管埋設（根）覆蓋層鉆孔進尺(m)基巖鉆孔進尺(m)灌漿進尺(m)壓水試驗(段)純灌水泥（Kg）耗砂用量（m3）備注右岸灌漿孔（含灌前檢查孔）666691.82370.82370.8651500458.2252.2包括6加密孔，11個灌前檢查孔，壓水試驗為灌前檢查孔壓水試驗檢查孔537.4168.4168.436左岸灌漿孔（含灌前檢查孔）5740105.01963.01963.04759271.8941.07包括2個灌前檢查孔，壓水試驗為灌前檢查孔壓水試驗檢查孔315.5143.0143.030合計131110209.74645.24645.21352259730.1293.27四、二次帷幕灌漿施工工藝4.1二次帷幕灌漿施工方法：魚泉水電站二次帷幕灌漿施工采用小口徑鉆孔，孔口封閉，孔內循環(huán)式灌漿法?？卓诠荑偳渡疃热霂r2米，帷幕灌漿深層最大灌漿壓力1.5Mpa。4.2孔距、孔深及布置形式：魚泉水電站二次帷幕灌漿根據工程特點及大壩結構，分別在河床、址板、壩肩沿原帷幕灌漿帷幕線先進行了灌前檢查孔施工，再依據檢查孔情況確認帷幕灌漿施工部位。址板及壩肩孔距為2.5m，左岸延伸段沒有沿著原帷幕灌漿帷幕線施工，因沒有灌漿平洞故直線向山體搭設排架延伸4孔，水平孔距為2.5m；址板帷幕孔孔深I序孔按段壓水透水率在3Ln內，再加深一段依然在3Ln內即終孔；II序孔按段壓水透水率在3Ln內即可終孔，左右岸壩肩高程1099米以下75.0米至85.0米3Ln內終孔。孔位布置詳見附件。4.3施工程序：二次帷幕灌漿孔分序施工，間隔形成防滲帷幕線。即先完成一序孔灌漿后，再完成二序孔灌漿。鉆灌工藝流程圖如下：施工放樣施工放樣安裝鉆機灌漿上孔口封閉器壓水開孔鉆進（第一段）對孔位埋設孔口管待凝下一段鉆進、沖孔阻塞壓水灌漿依次循環(huán)至終孔封孔鉆灌工藝流程圖4.4施工方法4.4.1采用小口徑鉆孔，孔口封閉（無栓塞）孔內循環(huán)式，全孔自上而下分段鉆灌，前三段洗縫、第三段以下不洗縫，正常灌漿結束不待凝。4.4.2左右岸同時施工，采用XY-2PC和XY-2回轉鉆機造孔，金剛石鉆頭鉆進，配合相應器材，采用TTJ-300雙層攪拌桶和TTB100/10A型柱塞式灌漿泵灌漿、ZJ-400高速制漿機制漿。4.4.3灌漿材料：采用思施市鶴峰華新水泥廠生產的新鮮無結塊的P.O32.5級普通硅酸鹽水泥，細度為通過80цm方孔篩的篩余量≤5%。4.4.4右岸帷幕灌漿施工程序：灌前檢查孔→灌漿Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→加密孔→檢查孔。4.4.5左岸帷幕灌漿施工程序：灌前檢查孔→灌漿Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→檢查孔。4.4.6孔口管埋設：深入基巖2.0米。4.4.7鉆灌段長度劃分：第一段進入基巖2.0m，第二段5.0m，第三段及以下各段原則為5.0m，當遇特殊情況時，可根據實際情況適當調整。4.5主要技術要求4.5.1孔口管埋設：開孔孔徑為Φ91mm，段次為該孔第一段,鉆進時確保垂直鉆進，孔深為進入基巖2.0m，第一段按灌漿技術要求灌漿結束后，下Φ75mm孔口管至孔底，孔口管長為基巖加覆蓋層厚度并外漏出0.1m且確保垂直，在注入0.5：1水泥漿或水泥砂漿至孔口管與孔壁注滿出漿后待凝2～3天，再進行下一段次施工。4.5.2灌前檢查孔：孔徑采用開孔Φ100mm、埋管Φ91mm、鉆孔Φ73mm，每一段作穩(wěn)定壓水試驗并灌漿至孔底，段長劃分同灌漿段長。4.5.3鉆孔：開孔孔徑Φ91mm，孔口管采用Φ75mm，灌漿孔徑采用Φ60mm，金剛石鉆頭鉆進。4.5.4沖洗：鉆孔結束終段（孔）后沖洗，采用孔口敞開式沖洗，回水清后5-10min結束，孔內殘留小于20cm。灌漿孔第一、二段作脈動裂隙沖洗，第三段以下不再洗縫；裂隙沖洗采用孔內高低壓循環(huán)壓水式沖洗，壓力不大于0.5Mpa，時間不小于30min結束；在臨近正在灌漿或灌漿結束不到24h，不再進行裂縫沖洗。4.5.5壓水試驗：（1）灌漿孔灌漿前作簡易壓水，壓水壓力采用灌漿壓力的80%，當大于1Mpa時采用1Mpa；每5min測記流量讀數一次，連續(xù)四次讀數不小于20min后即可結束，計算透水率q值時取最后一個讀數。（2）檢查孔采用“單點法”進行壓水試驗，在穩(wěn)定壓力下純壓30分鐘,每5min測記流量讀數一次，計算透水率q值時取最后一個讀數。4.5.6灌漿：（1）.灌漿方法①．帷幕灌漿采用灌漿孔口封閉孔內循環(huán)式，采用鉆桿作為射漿管，射漿管管口距孔底不大于50cm。②.灌漿孔第一段灌漿為接觸段（覆蓋層與基巖）灌漿，采用孔內阻塞孔內循環(huán)式灌漿，灌漿塞阻塞于基巖以上覆蓋層。③.第二段及以下各段采用“小口徑、孔口封閉、自上而下、孔內循環(huán)法”灌漿。④.壓水試驗及灌漿均采用人工記錄。（2）灌漿斷長劃分：鉆灌段長度劃分：第一段進入基巖2.0m，第二段5.0m，第三段及以下各段原則為5.0m，當鉆孔遇嚴重失水時，段長據情況適當縮短，終孔段一般不超過7.0m。（3）灌漿壓力的使用參見下表：二次帷幕灌漿壓力段次1234段以后壓力(Mpa)I序孔0.30.61.01.5II序孔0.50.81.01.5III序孔0.50.81.01.5（4）灌漿水灰比：采用（3、2、1、0.8、0.5）：1五個重量比級，開灌比為3：1。（5）變漿標準：當灌漿壓力保持不變，注入量持續(xù)減少時，或注入量不變而灌漿壓力持續(xù)上升時，不得變漿。a.當某級灌液注入量已達到300升以上，或灌注時間已超過30min，而灌漿壓力注入量均無明顯改變，可改換下一級漿液。b.當注入量大于30升/min且注入量已達到300升以上時，可據現場實際情況越級變漿。（6）灌漿結束標準和封孔：在最大設計灌漿壓力下，注入量不大于1升/min后，繼續(xù)灌注60分鐘即可結束。全孔灌漿結束后，用最濃漿液量換孔內稀漿后采用終孔段灌漿壓力作灌漿式封孔。（7）特殊情況處理：①灌漿過程中，對冒漿、漏漿、無回壓、無回漿等情況，先查看情況，可采嵌縫、封堵、低壓、濃漿、限流、間歇等方法處理。②灌漿過程中與鄰孔互串，若正在鉆孔串漿時，可采取停鉆，待灌漿結束后再鉆，若與已具備灌漿條件孔串漏可同進進行灌漿或一泵一孔同時灌注。③灌漿過程中因故中斷，中斷時間不宜超過30分鐘，當超過30分鐘時，或恢復灌漿后孔內不吸漿或吸漿率很小，小于中斷前2/3時，應重新掃孔復灌。復灌時應用開灌水灰比。④。對于斷層、破碎部位注入量較大時，灌漿結束后，應待凝72小時后，再繼續(xù)鉆灌。⑤針對二次帷幕灌漿過程中存在的大漏量孔段采取以下處理方法：a.漿液比級:開灌水灰比根據壓水情況確定開灌比：q≤20Lu以3：1水泥漿液開灌,20Lu≤q≤50Lu可以2：1水泥漿液開灌,50Lu≤q≤100Lu可以1：1水泥漿液開灌,遇到壓水無壓無回的孔段，直接以0.5：1漿液開灌。b.一般大漏量的處理:遇一般大漏量的孔段時，可適當縮短段長采取低壓、濃漿、間歇、限量、限流、摻加速凝劑等方法處理。c.特別大漏量孔段的處理c.1特別大漏量孔段在壓水q≥100Lu，同時以0.5：1漿液灌注灰量達到3噸仍然無壓無回的孔段，進行停灌待凝處理，待凝時間不少于12小時。c.2特別大漏量孔段第二次灌注以0.5：1漿液灌注灰量達到2噸仍然無壓無回時，則應采用灌注砂漿方法處理。c.3灌注砂漿可采用在孔口進行人工拌和0.4～0.5：1：1的水泥砂漿通過自流方式向孔內灌注，在灌注過程中可采用測繩測量孔深，確定大漏量深度位置。c.4砂漿灌注用砂視孔內情況可采用不同細度的砂。c.5灌注砂漿采用自流方式向孔內灌注時，一定要拌和均勻呈流態(tài)向孔內灌注，以防止骨料堵孔，必要時刻間斷用水泥漿從孔口沖灌，以保持孔內暢通。c.6當砂漿量達到5M3無明顯變化時，應間歇8小時后再進行灌注，復灌前應掃孔沖洗后再灌。c.7當砂漿回填已充填至大漏量孔段層面之上時，即改用0.5：1濃漿進行灌注，直至按設計壓力及標準結束。c.8特別大漏量孔段在本孔施工完畢后，依據專家意見在此孔旁增設加密孔，鉆孔深度視底層及灌漿情況確定。c.9采用0.5：1濃漿灌注大漏量孔段時，根據吸漿量的遞減情況，逐漸升高壓力，以一定的注入量灌注，采用低壓小流量長時間灌注及高壓大流量的灌注的控制方法，最終達到設計壓力及結束標準結束灌注。4.5.7檢查孔（1）帷幕檢查孔在該部位灌漿結束7～14天后進行。（2）檢查孔采用自上而下分段檢查，段長劃分為第一段2.0m，第二段5.0m，第三段及以下各段為5.0m，終孔段不超過7.0m。（3）壓水試驗采用“單點法”進行壓水試驗，壓水壓力為第一段0.5Mpa,第二段及以下各段1.0Mpa；在穩(wěn)定壓力下純壓30分鐘,每5min測記流量讀數一次，計算透水率q值時取最后一個讀數。檢查合格標準為基巖透水率q≤3.0Lu。（4）檢查結束后對檢查孔進行全孔灌漿后封孔，壓力為1.5Mpa。五、施工質量管理5.1施工質量保證體系及實施情況：帷幕灌漿施工過程中，我隊嚴格按照施工規(guī)范施工，不斷分析問題、查找原因，使帷幕灌漿施工過程的各個環(huán)節(jié)得到有效控制。嚴格按照本隊制定的質量體系文件，做好施工過程受控，使工程質量的工序質量處于受控狀態(tài)。工程在開工之初成立了質量管理機構，建立以項目經理為第一責任人的質量安全管理責任制，并由項目經理組織實施，項目總工程師負責工程質量監(jiān)控和解決施工中所遇到的技術問題。原材料的質量控制：水泥采用華新鶴峰水泥廠生產的強度等級為32.5級的復合硅酸鹽水泥(有出廠合格證、材質證明單及抽檢檢驗報告)。水泥漿液的拌制，高速攪拌機制漿時間不少于3min，制好的漿液用濾網過濾，并進行漿液密度檢測，合格后才送入孔內使用。工程施工前，由總工程師負責主持，有組織、有領導、有步驟地進行施工技術交底，編制實施階段的施工作業(yè)指導書，向施工、技術人員交待工程特點、施工工藝、技術方案、技術組織措施、規(guī)范標準、質量要求、操作要點、安全措施等，使現場施工的技術人員做到情況了解，心中有數，掌握關鍵，避免失誤。嚴格認真地進行技術復核，對復核、檢查中發(fā)現的問題，及時處理解決，避免發(fā)生錯誤造成返工而影響工程質量和使用。施工過程中，認真做好各項施工記錄，確保各種記錄真實準確、清淅、齊全、及時；堅決執(zhí)行質量法，人人樹立質量至上思想，加強質量教育，施工中嚴格按技術要求執(zhí)行，服從監(jiān)理工程師、項目部及業(yè)主的指令。5.2施工質量控制：5.2.1鉆孔質量控制：（1）孔斜控制：開鉆前，用水平儀將鉆機前、后和左、右校正和調整平穩(wěn)。鉆進過程中加長鉆具和防止鉆機擺動，以保證鉆孔的垂直度。（2）孔深控制：按設計孔深鉆孔完成后立即沖孔，施工班組自驗孔深后交項目部、業(yè)主、監(jiān)理工程師驗收。5.2.2灌漿質量控制：（1）漿液比重、漿液變換控制：每孔每灌一級水灰比，施工人員用比重計認真檢測漿液比重。若比重超過允許范圍，施工人員則進行認真細致的調整，直至達到合格要求止。漿液變換在施工質檢人員的嚴格控制下按下列原則進行變換：①、當灌漿壓力保持不變，吸漿量持續(xù)減??；或當吸漿量不變，壓力持續(xù)升高而未超過壓力規(guī)定值時，灌漿工作持續(xù)下去，不改變水灰比；②、當某級漿液的灌入量已達300L以上，而灌漿壓力和單位吸漿量均無改變，則變濃一級；③、當單位吸漿量大于30L/min時，視具體情況，可越級變漿；（2）灌漿壓力控制：壓水、灌漿使用的壓力表符國家有關的質量要求標準；壓水、灌漿過程中壓力表指針擺動平穩(wěn)，或擺動時取中間值控制，且整個壓水、灌漿過程中加強過程受控。（3）灌漿過程控制：施工中，建立健全質量檢測和檢驗制度，堅持對施工過程主要因素實行質量控制點管理；嚴格執(zhí)行“三檢制”，把一切質量隱患消滅在施工前和施工過程中。灌漿過程中有許多孔灌漿過程孔口不返漿，尤其YW-31～YW-38號孔間，由于灌漿過程孔口不返漿，加入速凝劑和填砂經多次待凝、復灌處理等措施，直到回填至孔口翻漿正常時才開始進行下一段施工，并經專家現場查看后針對該部位進行加密孔施工進行處理。YW-41孔在63.0～68.0m壓水灌漿情況很好，在進行下一段的鉆孔只鉆進0.4m時突然失水，即進行壓水，壓水漏水率60L/min,壓力最大只有0.1Mpa,灌漿經復灌一次結束。2009年4月6號下一段鉆至74.0m無壓無回，灌漿時導流洞發(fā)現兩處水泥漿液外漏點，分別距導流洞堵頭4.4m、6.8m,業(yè)主、監(jiān)理、項目部均在現場，后用棉花勘堵外漏點后正常灌漿結束。2009年4月15號，YW-39第14段55.0～60.0m在灌漿時導流洞發(fā)現外漏，分別距導流洞堵頭5.8m、9.3m,業(yè)主、監(jiān)理、項目部均在現場，后用棉花勘堵外漏點后正常灌槳結束。（4）灌漿結束標準控制：帷幕灌漿灌漿是連續(xù)進行的施工作業(yè)，按下列標準結束灌漿：達到設計壓力后，孔段的吸漿量小于1L/min，并延續(xù)60分鐘結束灌漿。（5）封孔：射漿下入孔底，采用0.5：1濃漿將孔內全部置換后，以1.5Mpa壓力延壓60min后結束。六、灌漿成果6.1右岸灌漿成果右岸共鉆灌孔數66個，灌漿進尺2370.8m，共純灌水泥1500458.23Kg，平均單位注入量632.89Kg/m（各灌漿孔灌漿成果見二次帷幕灌漿成果報表匯總表）。6.2左岸灌漿成果左岸共鉆灌孔數57個，灌漿進尺1963.0m，共純灌水泥759271.89Kg，平均單位注入量386.79Kg/m（各灌漿孔灌漿成果見二次帷幕灌漿成果報表匯總表）。七、灌漿效果分析：7.1、各序孔壓水試驗對比分析：左右岸灌前各序孔全都進行了穩(wěn)定、簡易壓水試驗。各壩段各序孔灌前平均透水率如下表：各序孔平均透水率頻率分布表（不含檢查孔）部位灌漿次序孔數鉆孔長度（m）灌漿長度（m）壓水總段數（段）單位透水率頻率(區(qū)間段數/頻率%)<11～55～1010～100>100右岸Ⅰ241109.41076.32594120272386Ⅱ17697681151095191522Ⅲ+加密孔11257.6246.3560423110左岸Ⅰ291174.91122.42408107474434Ⅱ28909.4857.31873103382115各序孔平均透水率頻率曲線圖從上可以看出：透水率值隨灌漿孔序的增加遞減明顯，說明灌漿效果明顯。7.2、平均單位注入量對比分析：各壩段各序孔平均單位注入量如下表：各序孔平均注入量頻率分布表（不含檢查孔）部位灌漿次序孔數鉆孔長度（m）灌漿長度（m）單位注入量（kg/m）單位注入量頻率(區(qū)間段數/頻率%)總段數<1010～5050～100100～1000>1000右岸左岸Ⅰ241109.41076.3913.272591884272386461511274113519Ⅲ+加密孔11257.6246.3279.33563312047右岸Ⅱ291174.91122.4460.52401989297033Ⅰ28909.4857.3291.511871910772924各序孔單位注入量頻率曲線圖從上可以看出：Ⅱ序孔的平均單位注入量與Ⅰ序孔的平均單位注入量遞減率明顯，說明Ⅰ序孔灌漿時漿液填充了裂隙的很大部份，Ⅱ序孔只充填和擠壓很小部份的裂隙，符合吸漿規(guī)律。綜上所述：隨著灌漿次序的增加，巖體內平均透水率和平均單位注入量均減小且減小量較大，說明灌漿效果顯著。7.3壩后漏水情況對比分析由于多種原因，大壩下游尚有少量漏水。魚泉水庫于2009年3月25日開始下閘蓄水，4月3號水位蓄至1056.0m,在壩后初步發(fā)現有微小外漏流水，隨著蓄水水位的上升，外漏流量也慢慢增加，4月18號水位蓄至1073.1m（二次帷幕灌漿左岸址板帷幕已完，右岸址板高程1078m以下完成，同時電廠已經開始發(fā)電）,測定漏水流量為0.073m3/s；6月8號水位蓄至高程1071.9m（二次帷幕灌漿址板及壩肩基本完成），測定