三里坪雙曲拱壩接觸、接縫灌漿施工工藝

1、三里坪雙曲拱壩接觸、接縫灌漿施工工藝摘 要：三里坪大壩岸坡接觸灌漿是為了對大壩砼與壩拱肩巖石之間縫隙進行灌漿，加強大壩砼與壩肩巖石的結(jié)合能力，增強接觸面密實性，填充縫隙，阻止漏水；接縫灌漿是在大壩蓄水前，用水泥漿灌注大壩誘導(dǎo)縫（橫縫），保證壩體在蓄水后運行的整體性和有效傳遞應(yīng)力。關(guān)鍵詞：碾壓混凝土；接縫灌漿；接觸灌漿；變漿；中熱硅酸鹽水泥；超細水泥三里坪水利水電工程位于湖北省房縣境內(nèi)，地處漢江中游右岸一級支流南河的中游，壩址在三里坪村下游1.0km處，李子溝口上游490m處的鏈子崖。大壩為碾壓混凝土對數(shù)螺旋線雙曲拱壩，壩頂高420. 00m，最大壩高133.00m，壩頂上游面弧長284.62m

2、，弧高比2.14，拱冠頂厚5.50m，底厚22.70m，厚高比0.17m，本工程為等大（2）型工程。總庫容4.95億m3，電站總裝機容量為70MW。一、大壩接觸、接縫灌漿概況三里坪大壩共設(shè)置六條誘導(dǎo)縫（橫縫），誘導(dǎo)縫（橫縫）通過設(shè)置預(yù)制混凝土誘導(dǎo)塊和現(xiàn)澆梯形鍵槽而成，誘導(dǎo)縫（橫縫）每個灌漿區(qū)內(nèi)均布置有灌漿管路，并形成一個自封閉區(qū)。灌漿區(qū)高度為6.016.5 m ,絕大多數(shù)灌區(qū)高度為6m。接縫灌漿總面積：27788m。岸坡接觸灌漿采用引埋管法進行施工，接觸灌漿孔距為2m,排距見設(shè)計圖紙，梅花形布置，孔深30cm，鉆孔方向垂直坡面。灌漿區(qū)高度為6.515.0 m ,共28個灌區(qū)，接觸總面積：701

3、8m2。二、接縫灌漿施工1 接縫灌漿的作用三里坪碾壓砼大壩有六條誘導(dǎo)縫（橫縫），分布在不同高程，接縫灌漿就是在大壩蓄水前，用水泥漿灌注大壩誘導(dǎo)縫（橫縫），保證壩體在蓄水后運行的整體性和有效傳遞應(yīng)力。2 開工前的準(zhǔn)備工作2.1施工用水用水泵直接從李子溝大橋處抽取符合混凝土拌和標(biāo)準(zhǔn)的南河河水，并存入右岸預(yù)制廠的水池或水箱內(nèi)，然后泵送到各工作面處。2.2施工用電由壩后右岸EL306m處400KV變壓器下線引出，總配電盤設(shè)置在灌漿平洞洞口處，然后通過分配電箱引至各施工設(shè)備。施工照明采用100W燈泡（每隔5m布置一個），布置在灌漿洞下游洞壁。2.3施工用風(fēng)施工用風(fēng)采用移動式3立方電動空壓機供風(fēng)。2.4臨

4、時設(shè)施安排右岸預(yù)制廠附近設(shè)置1個制漿站，該制漿站的送漿管路專線專用。3 灌漿施工3.1基本要求(1)專家會議及灌漿專題會議確定，EL332m以下接觸、接縫灌漿可以施工。(2)灌區(qū)兩側(cè)壩塊混凝土齡期大于6個月，對少數(shù)特殊灌區(qū)因施工原因小于6個月齡期時，應(yīng)采取補償混凝土變形等相應(yīng)措施，報監(jiān)理人批準(zhǔn)后實施，但砼凝土齡期不小于4個月。(3)除通至壩面的灌區(qū)外，灌區(qū)上部宜有9m厚混凝土壓重，且其溫度應(yīng)達到設(shè)計規(guī)定值。(4)縫面的張開度不宜小于0.5mm；灌區(qū)密封，管路和縫面暢通。3.2施工工藝與技術(shù)要求(1)灌區(qū)布置：三里坪水電站拱壩共有六條誘導(dǎo)縫(1#5#、基礎(chǔ)誘導(dǎo)縫)。詳見大壩接縫灌漿分區(qū)布置圖及各

5、灌區(qū)施工詳圖。(2)管路布置:為保證灌漿質(zhì)量，減少處理工作，誘導(dǎo)縫標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū)采用三套灌漿管路和一套排氣、沖洗管路；預(yù)制橫縫標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū)采用兩套灌漿管路和一套排氣、沖洗管路；現(xiàn)澆橫縫標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū)：采用兩套灌漿管路和一套排氣管路，灌漿管路和鍵槽之間預(yù)埋的升漿管連接，將漿液傳送到灌區(qū)頂部。具體布置詳見設(shè)計圖。誘導(dǎo)縫通過布設(shè)雙向間隔的誘導(dǎo)塊（誘導(dǎo)塊兩側(cè)對扣）形成，誘導(dǎo)塊單塊長100cm、高30cm，誘導(dǎo)塊之間水平間距50cm，上、下游壩面附近誘導(dǎo)塊沿水平方向連續(xù)布置25塊。預(yù)制橫縫通過布設(shè)雙向連續(xù)的誘導(dǎo)塊（誘導(dǎo)塊單塊長100cm、高30cm）形成?，F(xiàn)澆橫縫由連續(xù)鍵槽（鍵槽長150cm）組成。2#、3#誘導(dǎo)縫EL

6、345mEL386m接縫灌漿縫面形式分布情況（1）EL345mEL348m為現(xiàn)澆橫縫。（2）EL348mEL356m分為：大壩碾壓混凝土區(qū)為預(yù)制橫縫；大壩上、下游（2.5m區(qū)域）常態(tài)混凝土區(qū)為現(xiàn)澆橫縫。（3）EL356mEL374m為現(xiàn)澆橫縫。（4）EL374mEL386m分為：大壩碾壓混凝土區(qū)為預(yù)制橫縫；大壩上游（2.5m區(qū)域）常態(tài)混凝土區(qū)為現(xiàn)澆橫縫。(1)誘導(dǎo)縫、預(yù)制橫縫:標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū)高6m，從下而上布置有23套進、回漿管和一套排氣、沖洗管路。每套進、回漿管上均安裝有重復(fù)灌漿套閥，排氣管為60mm鍍鋅管，在誘導(dǎo)塊內(nèi)每隔15cm水平對穿一組排氣孔。進、回、沖洗管為外徑32mm鍍鋅管。排氣管和沖洗

7、管采用變徑連接。(2)現(xiàn)澆橫縫：布置有2套進、回漿管和一套排氣管，排氣管為32mm硬塑料管，進、回漿管為外徑40mm硬塑料管，升漿管采用拔管方法施工。進漿管路采用三通和升漿管連接。排氣管埋設(shè)在先澆塊中，進、回漿管埋設(shè)在后澆塊中，只有在形成一個封閉灌區(qū)后，才可以改變澆筑塊的先后次序。升漿管施工工藝：在先澆塊的模板上按升漿管的部位先貼上30mm的半圓木條，使之先澆塊成半圓槽，預(yù)留槽一定要光滑鉛直。灌區(qū)開始層，后澆塊澆筑前，安裝好進、回漿管路后，把20mm鐵管管口插入進漿管的三通內(nèi)，然后把鐵管放入半圓槽內(nèi)，利用預(yù)埋圓釘及鉛絲固定好，拔管時間一般在混凝土澆完一天后進行；可視氣溫變化作適當(dāng)調(diào)整，灌區(qū)結(jié)束

8、層，使管口高出縫面50cm拔出，并用木塞把孔口堵死。所有管路在連接過程中管口用堵頭保護，管口保持高出混凝土面1m，防止混凝土碾壓澆筑過程中移位、變形和損壞。灌漿區(qū)各套進、回漿管路出露壩面長度不小于30cm，按統(tǒng)一順序排列，做好標(biāo)記和記錄，以防混淆，并做好孔口保護以免堵塞。(3) 預(yù)制橫縫與現(xiàn)澆橫縫相結(jié)合的縫面管路安裝：碾壓混凝土區(qū)安裝預(yù)制橫縫模塊，共安裝5層預(yù)制模塊，自下而上分別1號、 3號、2號、4號、1號模塊，第1層模塊（1號模塊）安裝一組進漿管路，第5層模塊（1號模塊）分別安裝回漿灌路和排氣管（排氣管按大壩接縫灌漿分區(qū)布置圖圖號：203（1）E65-01-07-020制作），預(yù)制橫縫模塊

9、管路安裝結(jié)束后，分別將管口引入上、下游常態(tài)混凝土區(qū)內(nèi)，用彎管將管口引出先澆塊模板，并安裝堵頭保護。上、下游常態(tài)混凝土區(qū)灌漿管路安裝：在先澆塊模板水平方向貼上60的半圓木條（位置為先澆塊模板上下兩端的中部），使之先澆塊形成半圓槽，鍵槽模板形式及水平尺寸按大壩接縫灌漿分區(qū)布置圖圖號：203（1）E65-01-07-022施工，鍵槽高度同相應(yīng)預(yù)制橫縫進、回漿管路安裝高度而定（一般為1.8m）。在后澆塊施工前將預(yù)制橫縫預(yù)留的管路采用3個彎管和3個10cm長直管連接至半圓槽內(nèi)與重復(fù)灌漿套閥連接（重復(fù)灌漿套閥安放在半圓槽內(nèi)），然后采用“V”形鐵皮固定在半圓槽處，兩端采用編織物堵塞保護（排氣花管處保護措施同

10、重復(fù)灌漿套閥保護措施）。查明灌漿管路的暢通情況。灌區(qū)管路應(yīng)暢通，其流量宜大于30L/min。查明縫面的暢通情況。采用“單開通水檢查”方法，排氣管的單開出水量宜大于25L/min。查明灌區(qū)密封情況?？p面發(fā)現(xiàn)外漏必須進行處理。(1)當(dāng)灌漿管路發(fā)生堵塞時，應(yīng)采用壓力水或風(fēng)水聯(lián)合沖洗等措施疏通。若無效，可采用鉆孔、掏洞、重新接管等方法恢復(fù)管路系統(tǒng)。(2)當(dāng)排氣管與縫面不通時，可先進行返向壓水處理。若無效，則應(yīng)補鉆排氣孔，修復(fù)排氣通道。(3)當(dāng)因止?jié){片或混凝土有缺陷而漏水時，應(yīng)采取嵌縫、封堵等措施處理。同一接縫的各層灌區(qū)，應(yīng)自基礎(chǔ)層開始，逐層依序自下向上灌注。灌區(qū)內(nèi)各灌漿回路按自下而上次序灌漿（即先灌注

11、1號回路，再依次灌注2號、3號回路等，先一回路灌漿結(jié)束，立即進行下一回路的灌漿工作，后一回路灌漿起始漿比為先一回路灌漿的最終漿比）。同一高程各橫縫灌區(qū)條件具備時可采用同時灌漿，也可采用逐區(qū)連續(xù)灌漿。同一條橫縫，上一層灌區(qū)灌漿工作應(yīng)待下層灌區(qū)灌漿結(jié)束14d后進行。若上、下層灌區(qū)均已具備灌漿條件采用連續(xù)灌漿方式時，上、下層灌區(qū)灌漿間隔時間不得超過4h ,否則仍應(yīng)間歇14d后進行。同一高程的灌區(qū)，相鄰灌區(qū)應(yīng)間歇3d，灌區(qū)連續(xù)灌漿應(yīng)在前一灌區(qū)灌漿結(jié)束后，8h內(nèi)開始后一灌區(qū)的灌漿，否則仍應(yīng)歇3d灌漿使用水泥應(yīng)優(yōu)先采用強度標(biāo)號為PO42.5的中熱硅酸鹽水泥，其細度要求：當(dāng)縫面張開度大于0.5mm時，要求通

12、過80um標(biāo)準(zhǔn)篩的篩余量小于5；當(dāng)縫面張開度小于0.5mm時，要求通過71um標(biāo)準(zhǔn)篩的篩余量小于2，水泥應(yīng)保持新鮮，受潮結(jié)塊者不得使用。制漿用水抽取南河河水。灌漿泵采用多缸柱塞式灌漿泵，攪拌機選用高速攪拌機。制漿采用高速制漿機進行拌制，攪拌時間不低于30s。漿液從制備到用完的時間不超過4h；漿液溫度一般應(yīng)在540之間。灌漿時，進漿壓力控制為0.4MPa,對縫面開度較小且通水檢查時單開流量小于25L/min灌區(qū)，可適當(dāng)增加壓力至0.6 MPa，升壓時應(yīng)保持壓力均勻上升，以免影響灌漿質(zhì)量。漿液水灰比采用2：1, 1：1, 0.5：1，（或 0.6：1）三級，開灌水灰比為2：1，待排氣管出漿后，漿液

13、水灰比可改用1：1，當(dāng)排氣管出漿水灰比接近1：1或水灰比為1：1的漿液灌入量約等于灌區(qū)容積時，即改用水灰比為0.5：1（或0.6：1）的漿液灌注，直至結(jié)束。當(dāng)縫面張開度較大，管路暢通，排氣管單開出水量均大于30L/min時，開始就可灌注水灰比為1或0.6的漿液。為了進快使?jié)鉂{充填縫面，開灌時排氣管應(yīng)全部打開放漿，其它管路應(yīng)間斷打開放漿。當(dāng)排氣管排出最濃一級漿液時，再調(diào)節(jié)排氣管的排漿量以控制壓力，所有管口放漿時均應(yīng)測定漿液的密度，記錄棄漿量。結(jié)束條件：當(dāng)排氣管排漿達到或接近最濃比級漿液，且管口壓力或縫面增開度不宜大于0.3mm，注入率不大于0.4L/min,持續(xù)20 min即可結(jié)束。立即輪換對進

14、、回漿管進行沖洗。沖洗壓力為0.050.1 MPa，若用水沖洗管路無法實現(xiàn)時，可視情況增加沖洗壓力。排氣管沖洗一般在灌漿結(jié)束1030min之間進行，要求在灌漿漿液初凝前完成，沖洗壓力0.40.45MPa。誘導(dǎo)縫、預(yù)制橫縫應(yīng)進行二次灌漿，第一次灌漿之后沖洗管路，第二次灌漿技術(shù)參數(shù)同第一次灌漿，現(xiàn)澆橫縫只能進行一次灌漿，灌漿結(jié)束后應(yīng)先關(guān)閉各管口閥門后再停機，閉漿時間不宜少于8h?？p面在灌漿過程中，與之處于相同高程的未灌漿的鄰縫灌區(qū)應(yīng)通水平壓。隨灌區(qū)壓力增大，上層灌區(qū)應(yīng)通循環(huán)水，以防串漿堵塞灌漿管路和縫面。通水過程應(yīng)觀察、記錄通水壓力、流量和出水濃度等。同一壩縫的上、下層灌區(qū)相互串通，采用同時灌漿方

15、式，應(yīng)先灌下層灌區(qū)，待上層灌區(qū)發(fā)現(xiàn)有漿串出時，再開始用另一泵進行上層灌區(qū)的灌漿。灌漿過程中，以控制上層灌區(qū)灌漿壓力為主，調(diào)整下層灌區(qū)的灌漿壓力。下層灌區(qū)灌漿宜待上層灌區(qū)開始灌注最濃比級漿液后結(jié)束。4 工程質(zhì)量檢查4.1灌區(qū)灌漿質(zhì)量合格條件：(1)灌區(qū)兩側(cè)壩塊混凝土溫度達到設(shè)計值(2)排氣管出漿密度達到1.5g/cm3以上(3)排氣管出漿壓力達到設(shè)計要求壓力。4.2工程質(zhì)量檢查接縫灌漿在該部位灌漿結(jié)束后28d天進行工程質(zhì)量檢查。(1)鉆孔取芯、壓水試驗和槽檢工作，應(yīng)選擇評為被評為較差灌區(qū)進行，若該灌區(qū)各項檢查均滿足要求，即可認為灌漿質(zhì)量合格。孔檢、槽檢結(jié)束后應(yīng)回填密實。(2)接縫灌漿灌區(qū)的合格率

16、應(yīng)達到80%以上，不合格灌區(qū)不得集中，且每一壩段內(nèi)灌區(qū)的合格率不應(yīng)低于70%，即可認為接縫灌漿質(zhì)量合格。否則，應(yīng)按監(jiān)理人批準(zhǔn)的措施進行處理。三、接觸灌漿施工1 接觸灌漿的作用三里坪大壩岸坡接觸灌漿是為了對大壩砼與壩拱肩巖石之間縫隙進行灌漿，加強大壩砼與壩肩巖石的結(jié)合能力，增強接觸面密實性，填充縫隙，阻止漏水。風(fēng)、水、電及施工準(zhǔn)備與接縫灌漿相同。2 工程施工2.1岸坡接觸灌漿接觸灌漿管路編排見下圖 X壩段編號灌區(qū)編號主進FA備用I、O、P排氣管回漿管進漿管砼砼溫度、灌區(qū)縫面張開度測定通水檢查縫面浸泡灌漿灌漿管路、檢查孔的回填。接觸灌漿孔的鉆孔采用風(fēng)動鉆機造孔，孔徑不小于56mm，孔深入巖30cm

17、，鉆孔方向為垂直，孔距2m。每個灌區(qū)由主進回漿管、灌漿支管、排氣管、出漿盒組成。出漿盒安裝到孔底（外露30cm），出漿盒之間采用25灌漿支管（鋼管）連接，在灌區(qū)上下游各布置一組灌漿主管路，管材采用32硬塑料（下游為主進、主回；上游為備進、備回），將灌區(qū)每排孔與主管路進漿管連接，主管路進回漿管在灌區(qū)底采用沉污管連接。具體安裝情況見下圖排氣管(32硬塑料)排氣槽灌漿支管(主灌漿管(32硬塑料)備用灌漿管沉污管(32硬塑料)灌漿孔沉污管(1)灌漿前應(yīng)進行的工作測定混凝土的溫度。測定灌區(qū)縫面的張開度。對灌區(qū)的灌漿系統(tǒng)進行通水檢查，通水壓力一般為設(shè)計灌漿壓力的80%。灌漿前必須進行預(yù)灌性壓水檢查，壓水壓

18、力等于灌漿壓力。對檢查情況應(yīng)作記錄。 灌漿前應(yīng)對縫面浸泡24h，然后用風(fēng)、水輪換沖洗各管道及縫面，直至排氣管回清水，當(dāng)水質(zhì)清潔無懸浮或沉淀物，在排出縫內(nèi)積水后，才能進行灌漿。(2)各灌區(qū)需符合下列條件，方可進行灌漿：混凝土的溫度基本達到年平均地溫，約17度；灌區(qū)混凝土齡期應(yīng)大于6個月；接縫的張開度不宜小于0.5mm；灌區(qū)密封，管路和縫面暢通；(3)灌漿順序及間歇時間在相鄰大壩橫縫灌漿完成后進行該部位接觸灌漿，順序為先進行回填砼開挖坡面的接觸灌漿，再進行岸坡壩段的接觸灌漿，岸坡壩段接觸灌漿按分區(qū)，由下至上的原則進行施工。同一壩段不同灌區(qū)宜同時進行灌漿，各相鄰灌區(qū)其結(jié)束時間差不宜超過4小時，否則應(yīng)

19、間歇14天才能進行相鄰灌區(qū)的灌漿。(4)灌漿材料接觸灌漿采用強度等級為42.5的中熱硅酸鹽水泥。灌漿用水泥必須符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不得使用受潮結(jié)塊的水泥。采用超細水泥時，應(yīng)嚴格防潮和縮短存放時間。水泥選用以縫面開度和壓入流量大小控制，縫面開度0.5mm，且壓入流量15L/min,采用超細水泥灌注其細度的要求為通過71um方孔篩的篩余量不大于2%?？p面開度0.5mm，但壓入量25L/min或縫面開度0.5mm，壓入流量15L/min,采用PO42.5的中熱硅酸鹽水泥，其細度要求通過80um標(biāo)準(zhǔn)篩的篩余量小于5。灌漿用水應(yīng)符合拌制水工混凝土用水的要求。灌漿泵宜用多缸柱塞式灌漿泵，攪拌機宜選用高速攪

20、拌機。(5)灌漿壓力灌漿壓力以灌區(qū)頂層（排氣槽）壓力作為控制值，以進漿管口（灌區(qū)層底）壓力作為輔助控制值。接觸灌漿壓力：灌區(qū)層頂一般采用0.50.6MPa。(6)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)灌漿過程中，必須嚴格控制灌漿壓力和縫面增開度。灌漿壓力應(yīng)達到設(shè)計要求。 當(dāng)縫面張開度 0.5mm且灌區(qū)通暢條件下，漿液水灰比變換可采用1：1、0.6：1（或0.5：1）兩個比級；當(dāng)縫面張開度大于2mm時，進回漿管與排氣管相互通暢，兩個排氣管單開出水量均大于30/min時，可直接灌注0.6：1（或0.5：1）漿液；當(dāng)縫面張開度0.5mm時，應(yīng)采用磨細水泥灌漿，對水泥細度的要求為通過71um方孔篩的篩余量不宜大于2%，或采用其

21、他經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)的灌漿材料。當(dāng)排氣管出漿濃度達到最濃一級漿液，排氣管口壓力和縫面增開度達到設(shè)計規(guī)定值，注入率小于/0.4min時，持續(xù)20min，灌漿即可結(jié)束。灌漿結(jié)束時，應(yīng)先關(guān)閉各管口閥門后再停機，閉漿時間不宜少于8h。當(dāng)灌漿回路與排氣系統(tǒng)不通時，按灌漿壓力或累計灌入量控制變換水灰比，即可按灌漿壓力達到0.30.35MPa，累計灌入量達到300500L時加濃一級，當(dāng)灌漿壓力達到設(shè)計進漿壓力0.4 MPa，灌入量累計達到6001000L時可變?yōu)樽顫饧壒嘀两Y(jié)束。按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)或監(jiān)理人的通知進行，各灌區(qū)的接觸灌漿質(zhì)量，以灌漿過程控制和資料分析，結(jié)合鉆孔取芯、槽檢等質(zhì)檢成果，進行綜合評定。鉆孔取芯、縫面

22、槽檢和壓水檢查工作，選擇有代表性的灌區(qū)進行。我部提交接觸灌漿管道施工處理鉆孔、接觸灌漿質(zhì)量檢查孔等資料，回填施工工藝報監(jiān)理人審批，在接觸灌漿質(zhì)量檢查以后并經(jīng)監(jiān)理人與設(shè)計單位同意再進行回填。灌漿管路及檢查孔一律用0.5：1水泥漿封堵。封堵時采用循環(huán)式，先由進漿管進0.5：1水泥濃漿，同時將回漿管敞開，直至回漿管的漿液濃度達到0.5：1（以比重控制，0.5：1濃漿比重為1.85），將回漿管扎死，最后用純壓式封堵，直至不進漿時結(jié)束。四 質(zhì)量控制1 管路埋設(shè)質(zhì)量控制管路埋設(shè)：灌漿管路的規(guī)格、類型及布置應(yīng)按施工詳圖執(zhí)行。安排技術(shù)熟練、責(zé)任心強的人員，進行管路的安裝及維護。在管路埋設(shè)前對施工人員進行培訓(xùn)和技術(shù)交底，并配置足夠的施工技術(shù)人員，及時做好技術(shù)、質(zhì)量管理工作。管路埋設(shè)過程檢查：由于管路安裝過程，大壩砼也同時在施工，倉面不允許有積