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  • 江西江口水电站左岸溢洪道帷幕灌浆工艺设计与探索

    15-03-05 18:08 来源:未知 ; 浏览:
      1、工程介绍 
      江西江口水电站位于江西省赣江支流袁河中游的新余市江口镇附近,是一座以发电为主,兼有防洪、灌溉、供水、水产养殖的综合利用工程。水库总库容为8.9亿m3,水库正常蓄水位72m,枢纽工程主要由主坝、副坝、左右岸溢洪道、引水厂房系统等建筑物组成。 
      江口水电站于1958年开始建设,属于三边工程,1959年9月水库开始蓄水。从观测资料来看,左岸溢洪道地段渗漏量较大、基础扬压力偏高,且扬压力基本上与库水位同步变化,分析认为溢洪道基础防渗帷幕基本没有形成。后虽经1963年至1964年、1988年至1990年两次帷幕灌浆加固处理,从灌浆后检查孔岩芯上看,只发现少量水泥结石或未见水泥结石,灌浆未取得理想效果,基础仍存在渗漏量较大、基础扬压力偏高的问题。 
      2、地质情况介绍 
      左岸溢洪道工程区域内基岩岩性以砂质千枚岩为主,局部为泥质千枚岩,岩层产状为N20~65°W NE∠30~65°左右。溢洪道左岸有全风化层分布,厚度达10m,强风化层厚约4~7m;溢流段基岩以弱风化岩体为主,建基面以下弱风化岩体厚5m~10m,岩体较完整;溢洪道右岸强风化层厚度为0.5m~13m,弱风化层厚5m~6m。溢洪道两侧建基面开挖深度小,破碎~完整性差的岩体所占比例较高。 
      勘测资料表明,在帷幕灌浆范围内,基岩与混凝土接触段透水率较大,达10Lu~20Lu左右;强风化及较破碎的弱风化岩体渗透性较强,透水率多在3~15Lu左右;微风化及较完整的弱风化岩体渗透性较弱。 
      库区内及下游库尾水PH值约7.9,呈弱碱性,按《水利水电工程地质规范》判别,对混凝土无腐蚀性,对混凝土中的钢筋无腐蚀性,对钢结构呈弱腐蚀性。而钻孔中所取地下水PH值达10.1-11.9,其HCO3-含量≤0.7mmol/L,对混凝土具备重碳酸型中等腐蚀性。 
      3、历次灌浆失败原因分析和灌浆工艺设计注意事项 
      3.1历次灌浆失败原因分析 
      依据地形、地质条件,总结历次帷幕灌浆工艺,灌浆失败原因分析如下: 
      (1)在水库蓄水的条件下,渗流对水泥浆有稀释作用,历次灌浆过程中水灰比都比较大,水泥溶液中的石灰浓度一直处于稀释状态,因此很可能导致无法形成水泥结石,从而无法形成有效帷幕。 
      (2)与其他常规工程不同,本工程是在水库蓄水的情况下进行帷幕补强施工,历次灌浆均按照常规灌浆结束标准结束灌浆,孔段灌浆结束后孔内压力降低,在外水压力的作用下,灌入的水泥颗粒可能会被顶回孔内,从而降低水泥帷幕的质量。 
      (3)根据环境水腐蚀检测情况,上、下库的水PH值约为7.9,而钻孔中的水PH值达到10.1-11.9,重碳酸盐的含量很小或者为零,符合溶出性侵蚀的特征。软水侵蚀的主要原因是环境水溶解水泥结石的氢氧化钙,故灌浆的水泥品种应考虑选择水化产物中氢氧化钙含量小的品种作为灌浆材料,同时要求水泥结石应具有良好的抗水性和密实度。 
      3.2灌浆工艺设计注意事项 
      (1)为保证灌入的水泥浆液能形成结石并使得结石有一定的强度,应考虑采用浓浆开灌。 
      (2)对于库水位以下的孔段,施工工序中,达到灌浆结束标准后应重视屏浆待凝过程。
      (3)在水泥中掺入适量Ⅰ级粉煤灰,以提高水泥结石的抗侵蚀能力,提高帷幕的抗水性和密实度。 
      (4)溢流段建基面基岩呈弱风化性状,受建筑物体型限制,帷幕灌浆孔位于上游胸腔和闸门之间,设计采用单排、Ⅲ序帷幕。溢洪道两侧建基面基岩呈全、强风化性状,且透水率较大,设计采用双排、Ⅲ序帷幕,通过先施工下游排的帷幕来堵住上游侧帷幕灌浆浆液向下游渗透的通道,从而保证上游排的帷幕灌浆质量。 
      (5)由于部分基岩为全、强风化岩石,节理裂隙比较发育,同时考虑到建基面接触带部位贯通性好,为防止灌浆压力过大而导致基岩劈裂及建筑物抬动,帷幕灌浆应采用自上而下的方式,灌浆压力随孔深逐渐加大。 
      (6)灌浆压力选取太小将影响灌浆效果,灌浆压力过大可能会导致基岩劈裂或建筑物抬动,影响建筑物安全。设计根据建筑物地基应力及压水试验提供灌浆压力建议值,施工期间可根据抬动变形观测情况考虑适当增减灌浆压力。 
      4、帷幕灌浆工艺设计 
      4.1灌浆材料 
      采用普通硅酸盐水泥灌浆,水泥强度等级不低于42.5。水泥中掺入15%(重量比)的Ⅰ级粉煤灰。 
      4.2浆液水灰比 
      水泥灌浆浆液应由稀到浓逐级变换,浆液水灰比(重量比)可采用1:1、0.8:1、0.6:1三个比级。 
      4.3灌浆压力 
      灌浆压力应采用分级升压方式逐级升压至设计压力,可以压水试验压力为基础,按0.5P、0.8P、1.0P三级逐级升压至设计压力,分级升压时每级压力的纯灌时间不小于15min。 
      4.4灌浆方法 
      单排帷幕灌浆:采用循环式、自上而下的灌浆方式。 
      双排帷幕灌浆:先灌注下游排,再灌注上游排,每排分三序;采用循环式、自上而下的灌浆方式。 
      4.5灌浆结束标准 
      对于处在库水位以下的孔段,在该灌浆段最大设计压力下,当注入率不大于1L/min时,继续灌注30min,可结束灌浆,灌浆结束后改用水灰比1:1的浆液,仍在规定的灌浆压力下纯压式灌注,灌注时间不小于浆液初凝时间,随后将回浆管和进浆管的阀门都立即关闭,使得灌入的浆液暂时仍然处于受压状态,直至压力自行消失为零。

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