水工遂洞高壓固結(jié)灌漿,國(guó)內(nèi)只有天生橋二級(jí)、天荒坪抽水蓄能電站、廣州抽水蓄能電站等少數(shù)工程采用過(guò)。灌漿技術(shù)參數(shù)、施工工藝等還不是十分成熟，本電站高壓引水管道地質(zhì)情況與廣蓄電站相似，水工建筑物設(shè)計(jì)、布置均參照廣蓄電站。高壓灌漿在吸取廣蓄經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程自身的情況對(duì)灌漿技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)灌漿施工工藝進(jìn)行了補(bǔ)充、完善。本工程高壓灌漿施工取得成功，給國(guó)內(nèi)類似灌漿工程施工，特別是抽水蓄能電站輸水管道（豎井、斜井、高壓岔管、平洞）高壓灌漿施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)；對(duì)推廣和應(yīng)用新進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、新進(jìn)技術(shù)，保證工程質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率起到了積極作用。工程概況C4標(biāo)工程由引水隧洞以及豎井、高壓下平洞、岔管、支管、地下廠房洞室群、尾水遂洞和地面式升壓開關(guān)站等主要建筑物組成。工程利用水頭428m，電站總裝機(jī)容量25萬(wàn)kw。高壓固結(jié)灌漿范圍為高壓豎井和高壓下平段兩大部分,屬引水系統(tǒng)建筑物。其中豎井部分包含豎井井身段及下彎段、豎井施工支洞堵頭、豎井施工旁洞堵頭四個(gè)部位；下平段部分包含下平段、岔管、支管及施工支洞堵頭四個(gè)部位。高壓下平段位于引水豎井下彎段與高壓鋼支管之間。其中主管段長(zhǎng)137.482M，開挖洞徑φ5.9M，砼襯砌內(nèi)徑φ4.7M，樁號(hào)為壓0+015.000~壓0+152.482(即壓支0+00)；Y形岔管段長(zhǎng)12M，岔管段樁號(hào)為壓0+152.482~壓支0+00~0+07，開挖洞徑由φ5.9M漸變?yōu)棣?.9M，砼襯砌相貫線修圓半徑R=1.6m，砼襯砌內(nèi)徑由φ4.7M，漸變至φ2.7M，管道中心線高程為EL183.70M.；1#、2#支管長(zhǎng)均為16m，開挖洞徑為φ3.9m，襯砌內(nèi)徑為φ2.7m，樁號(hào)為壓支0+07~0+23。下平段施工支洞堵頭位于下平洞（壓0+100）處，開挖斷面為7m×5.6m城門洞型，全長(zhǎng)55.8m，前6m為實(shí)心堵頭，其余為設(shè)有3m×3m灌漿廊道段。高壓豎井位于引水隧洞末端，豎井總高度453.7m，中心點(diǎn)為引12+342.408樁號(hào)，包含上、下彎段和中間井身段，井身段總高346.45m，位于EL198.700～EL545.150高程范圍，井身襯砌斷面為圓形φ4.7m，EL198.700～EL362.000段和EL540.150～EL545.150段襯砌厚度為60cm，EL363.000～EL540.150段襯砌厚度為50cm，中間1m為過(guò)渡段，除豎井井身段頂部5m以外，其余井身段配筋皆為單層(內(nèi)層)鋼筋。施工支洞堵頭位于豎井EL368處，開挖斷面為7m×5.6m城門洞型，全長(zhǎng)35m，實(shí)心堵頭段長(zhǎng)4m，其余段設(shè)有3M×3M灌漿廊道。豎井施工旁洞堵頭位于豎井EL353處，設(shè)計(jì)開挖斷面為6.5m×5.6m城門洞型，為方便施工開挖中對(duì)0+100～0+115段右邊墻進(jìn)行了擴(kuò)挖，全長(zhǎng)35m，前3m為實(shí)心段，其余為設(shè)有3M×3M灌漿廊道段。高壓灌漿范圍內(nèi)圍巖巖性為鉀長(zhǎng)花崗巖，巖石致密堅(jiān)硬，巖體微風(fēng)化～新鮮。灌區(qū)內(nèi)圍巖地下水不發(fā)育，僅在下平段北西向節(jié)理局部見(jiàn)滲水。豎井在EL283～EL260m高程發(fā)育N60°E，NW∠80°斷層破碎帶，寬度2～3m，帶中同組節(jié)理發(fā)育，巖石風(fēng)化破碎，巖體強(qiáng)～弱風(fēng)化；主要節(jié)理有北東東向，北西向和北北西向三組高傾角節(jié)理，一般程閉合狀，局部沿節(jié)理形成3～15cm綠泥石蝕變帶。豎井總高度453.7m,Ⅰ類圍巖長(zhǎng)213m,占47%,Ⅱ類圍巖長(zhǎng)192.3m,占42.4%,Ⅲ類圍巖長(zhǎng)25m,占5.5%,Ⅳ類圍巖長(zhǎng)23m,占5.1%。下平段圍巖主要發(fā)育北東東向和北西向兩組高傾角節(jié)理，一般程閉合狀，在豎井下及岔管前節(jié)理局部有囊壯風(fēng)化，范圍較小，遂洞長(zhǎng)156m，Ⅰ類圍巖長(zhǎng)120m，占77%，Ⅱ類圍巖長(zhǎng)36m，占23%。高壓管道圍巖工程地質(zhì)條件好。根據(jù)引水豎井施工方案，豎井施工分三段進(jìn)行，調(diào)壓井為I段，高壓豎井為II段、III段，為避開上下段之間施工的干擾保證施工安全，豎井I段、II段、III段設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)施工平臺(tái)和隔離平臺(tái)(見(jiàn)高壓豎井砼施工技術(shù)措施相關(guān)章節(jié))。灌漿施工信道分別從調(diào)壓井上池啟閉檢修吊藍(lán)、引水上平洞、豎井施工支洞、引水下平洞直接到達(dá)豎井EL642高程、EL557高程、EL369高程、EL180.75高程。高壓管道（豎井、下平段）的高壓固結(jié)灌漿（2.5～5.7Mpa）工程量為6515.7m。二、灌漿材料和設(shè)備采用42.5R普通硅酸鹽水泥灌漿,每一批次水泥進(jìn)入工地均附有出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告。工地設(shè)有專庫(kù)保存，根據(jù)施工進(jìn)展情況計(jì)劃采購(gòu)，盡量縮短存放時(shí)間，杜絕受潮結(jié)塊的水泥進(jìn)入制漿站。經(jīng)科研實(shí)驗(yàn)中心項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，灌漿水泥通過(guò)80um250Pa負(fù)壓篩篩余量為1.6%,通過(guò)75um方孔篩篩余量為2.4%,符合灌漿規(guī)范要求。灌漿所采用的設(shè)備和機(jī)具見(jiàn)表一。表一灌漿施工主要設(shè)備、機(jī)具表序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)主要性能產(chǎn)地備注1高壓灌漿泵SGB6-100額定工作壓力110Mpaa，排漿量量100LL/minn杭州2自動(dòng)記錄儀GJY—Ⅳ滿足高壓灌漿要要求武漢10Mpa流量量計(jì)和壓力力計(jì)3高速攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為14400轉(zhuǎn)/minn自制4低速攪拌機(jī)JJS-2B杭州5高壓閥門額定壓力10MMPa江蘇6高壓膠管2-25-144MPa額定壓力14MMPa福州7穩(wěn)壓器穩(wěn)定灌漿管路壓壓力，減小小壓力波動(dòng)動(dòng)自制8高壓機(jī)械灌漿塞塞額定工作壓力110MPaa自制三、灌漿施工固結(jié)灌漿工藝流程框圖。見(jiàn)附圖12、固結(jié)灌漿方式采用填壓式，灌漿施工工藝見(jiàn)附圖2。3、固結(jié)灌漿施工（1）高壓固結(jié)灌漿采取排間分序的方法分兩個(gè)次序施工，奇數(shù)排為Ⅰ次序，偶數(shù)排為Ⅱ次序，各灌漿孔又分兩段施灌。具體施工順序?yàn)椋孩虼涡蚨毋@灌Ⅱ次序一段鉆灌Ⅰ次序二段鉆灌Ⅱ次序二段鉆灌Ⅱ次序一段鉆灌Ⅰ次序二段鉆灌Ⅰ次序一段鉆灌（2）高壓固結(jié)灌漿分兩段進(jìn)行鉆孔灌漿，第一段長(zhǎng)為1.4~2.0m，第二段長(zhǎng)為2.1~8.0m。采用自上而下分段灌漿法，第二段灌漿塞在第一灌漿段頂以上0.5m處，以防漏灌。（3）固結(jié)灌漿孔鉆孔按灌漿程序，分序分段進(jìn)行鉆孔。采用JY7655手風(fēng)鉆造孔，第一段鉆孔孔徑φ50mm，第二段鉆孔孔徑φ45mm。孔向全部采取徑向造孔。（4）灌漿孔鉆孔結(jié)束后進(jìn)行鉆孔沖洗，沖凈孔內(nèi)巖粉、泥渣。裂隙沖洗采用1Mpa壓力水沖洗，至止回水清凈為止。（5）為便于分析判斷灌漿效果，在固結(jié)灌漿孔巖石裂隙沖洗結(jié)束后，在一次序中選擇不少于總孔數(shù)5%的孔進(jìn)行灌前壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)使用一級(jí)壓力單點(diǎn)法，第一段壓水壓力1.0Mpa，第二段壓水壓力4.0Mpa。壓入流量的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在穩(wěn)定的壓力下每3min～5min測(cè)讀一次壓入流量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時(shí)，本階段試驗(yàn)結(jié)束，取最終值作為計(jì)算值。壓水試驗(yàn)的成果用透水率q表示，單位為呂榮（Lu）。在1Mpa的壓力下，每米試段長(zhǎng)度每分鐘注入水量為1L時(shí)，q=1Lu。壓水試驗(yàn)的計(jì)算方法：q=Q／PL式中：q——試段透水率，Lu；Q——壓入流量，L/min；L——試段長(zhǎng)度，m。計(jì)算成果取兩位有效數(shù)字。（6）高壓固結(jié)灌漿栓塞采用機(jī)械橡膠塞。各灌漿孔第一段可采用兩孔并聯(lián)灌，并聯(lián)孔宜對(duì)稱，第二段采用一泵灌注一孔。(7)灌漿壓力:第一段為2.5Mpa;第二段為5.7Mpa（5.8Mpa）。灌漿壓力控制：第一段灌漿，采用一次升壓法；第二段采用分級(jí)升壓法，起始?jí)毫Σ捎?.5MPa，然后視單耗情況每2min升壓0.5~1.0MPa；當(dāng)壓力由4.5MPa升至5.7Mpa時(shí)，每30s升幅0.5～0.6Mpa。并同時(shí)加強(qiáng)觀測(cè)，當(dāng)變形值超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定值時(shí)，必須立即降壓施灌。（8）固結(jié)灌漿起始水灰比為3：1，并按3：1、2：1、1：1、0.6(或0.5):1（重量比）四個(gè)比級(jí)使用。固結(jié)灌漿時(shí)，當(dāng)灌漿壓力保持不變，吸漿量均勻減少時(shí)，或當(dāng)吸漿量不變，壓力均勻升高時(shí)，灌漿工作持續(xù)下去，不得改變水灰比。固結(jié)灌漿中，當(dāng)某一級(jí)水灰比漿液的灌入量已達(dá)到300L以上，或灌注時(shí)間已達(dá)1h，而灌漿壓力和注入率均無(wú)顯著改變時(shí)，改濃一級(jí)灌注。固結(jié)灌漿，當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，可根據(jù)具體情況適當(dāng)越級(jí)變濃。固結(jié)灌漿時(shí)，當(dāng)改變漿液后，如灌漿壓力突增或吸漿量突減，立即查明原因，進(jìn)行處理。（9）灌漿中每個(gè)灌漿孔的灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行。若因故中斷，必須盡早恢復(fù)灌漿，中斷超過(guò)30min時(shí)，進(jìn)行沖洗，如沖洗無(wú)效時(shí)，掃孔重灌，重灌時(shí)從開始灌漿時(shí)的水灰比開始。灌漿過(guò)程中，如冒漿、串漿、漿液變濃等情況，處理方法按《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5148-2001）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。并詳細(xì)記錄，同時(shí)將采取的處理措施、結(jié)果通知監(jiān)理工程師。在已完成或正在灌漿的地區(qū)，其附近30m以內(nèi)不得進(jìn)行爆破作業(yè)。（10）高壓豎井灌漿施工豎井Ⅱ段（EL463.00~EL540.15）灌漿壓力2.5~3.5Mp，采取全孔一次性灌漿，灌漿過(guò)程中嚴(yán)格控制灌漿壓力和注入率。確保砼安全和灌漿質(zhì)量。表1灌漿壓力和注入率的關(guān)系灌漿壓力MMpa11~22~3>3注入率LL/minn3030~2020~1010灌漿灌漿結(jié)束準(zhǔn)按DL/T5418-2001標(biāo)準(zhǔn)6.6.2執(zhí)行。豎井Ⅲ段灌漿排間不分序，所有灌漿孔首段低壓灌漿后再進(jìn)行后段分序灌漿（即同排先灌單號(hào)孔后灌雙號(hào)孔）。豎井下彎段，開挖時(shí)為方便施工挖成直角彎，底部砼太厚（約5m左右），該部位灌漿孔在砼施工時(shí)已造孔引至砼表面。該部位灌漿孔采用4.5MPa壓力全孔一次性灌漿。4、固結(jié)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)第一段在設(shè)計(jì)灌漿壓力下,注入率不大于1L/min,繼續(xù)灌注30min結(jié)束灌漿;第二段當(dāng)壓力升至4.5Mpa,吸漿率≤2.5L/min時(shí),按照壓力升幅辦法將壓力升至5.7（或5.8）Mpa,并穩(wěn)壓5min,若不出現(xiàn)水力劈裂現(xiàn)象則結(jié)束灌漿,若壓力使巖石劈裂,則回降壓力后施灌,并通知監(jiān)理工程師，全孔灌漿結(jié)束后采取“全孔灌漿封孔法”和人工封孔相結(jié)合進(jìn)行灌漿封孔。5、固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查（1）固結(jié)灌漿壓水試驗(yàn)檢查在該部位灌漿結(jié)束3天后進(jìn)行，采用單點(diǎn)法壓水檢查，一次性造孔