琅琊山抽水蓄能电站引水系统

　　
　　摘要：通过琅琊山抽水蓄能电站引水系统环向帷幕灌浆灌浆工程实例，简单介绍了环向帷幕灌浆的施工，希望琅琊山抽水蓄能电站引水系统环向帷幕灌浆的施工经验可供同行业的技术人员参考。
　　关键词：蓄能电站，引水系统，环向帷幕灌浆
　　1工程概况
　　琅琊山抽水蓄能电站位于安徽省滁州市西南郊，距离市区约3km。电站共安装4台立轴单级混流可逆式水泵水轮机组，单机容量150MW，总装机容量600MW。工程等级为二等。
　　琅琊山抽水蓄能电站引水系统由压力管道和尾水支管组成，四条压力管道尾水支管围岩为灰岩，以微风化～新鲜为主，围岩多为Ⅲ类，断层及其影响带是侵入的以全风化为主的闪长岩脉为局部不稳定岩体，围岩为IV～V类。沿线地下水位较高，岩体中存在一定的透水性岩层层面，存在地下水渗水、涌水。环向帷幕灌浆位置在压力管道上平段及尾水支管钢衬段与混凝土衬砌段对接处。
　　2施工依据
　　2.1压力管道及尾水支洞灌浆孔布置图（1/3~3/3），图号为BJ99S-H4-4-28~30；
　　2.2《琅琊山抽水蓄能电站水道系统水泥灌浆施工技术要求》；
　　2.3《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）。
　　3环向帷幕灌浆材料
　　帷幕灌浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。灌浆用的水泥符合规定的质量标准，不使用受潮结块的水泥。水泥不存放过久，出厂期超过三个月的水泥不使用。
　　帷幕灌浆用水符合《混凝土拌和用水标准》JGJ63-89第3.0.4条的规定，拌浆水的温度不高于40℃。
　　4施工所用设备
　　帷幕灌浆钻孔采用SGZ-ⅢA型钻机，该钻机钻进效率高；可供绳索取芯钻进和使用多种钻杆钻进；转速范围宽，可满足金刚石钻进、钻硬质合金钻进等工艺的需要；结构紧凑，使用安全，性能可靠。
　　SGZ-IIIA型钻机配备主要参数见下表所示；
　　　　灌浆采用3SNS型灌浆泵，它的技术参数和结构特别适用于大浓度、高压力灌浆；有足够的排量，强度好，使用安全，性能可靠，且该泵是三缸单作用柱塞式定量灌浆泵。
　　3SNS型灌浆泵配备主要参数见下表所示；
　　

　　灌浆 3SNS型灌浆泵配备主要参数

工艺流程
　　帷幕灌浆孔深入岩12.00m，灌浆分段为第一段2.00m，第二段5.00m，第三段5.00m。
　　帷幕灌浆流程：第一段钻孔（入岩2.00m）→第一段冲孔→第一段灌浆→第二段钻孔（5.00m）→第二段冲孔→第二段灌浆→第三段钻孔（入岩5.00m）→第三段冲孔→第三段灌浆→（监理验收检查合格后）→封孔→（14天后）→帷幕灌浆质量检查
　　5.1钻孔
　　帷幕灌浆孔的开孔孔位应符合施工图纸要求，因故变更孔位须监理人同意，并记录实际孔位。
　　钻机安装应平整稳固，钻孔方向应按施工图纸要求确定，钻孔时必须保证孔向准确。
　　垂直或顶角小于5°的帷幕孔，其孔底偏差值不得大于下表规定的数值：
　

　帷幕灌浆孔孔底允许偏差表

　　帷幕灌浆孔均应全孔测斜，采取可靠的防斜措施。如发现钻孔偏斜超过规定时，应及时纠偏；纠偏无效时，应按监理人指示重新钻孔。
　　灌浆孔的施钻按灌浆程序，分两序分段进行。
　　5.2钻孔冲洗和压水试验
　　帷幕灌浆钻孔结束后应进行钻孔冲洗，冲净孔内岩粉、杂物。
　　帷幕灌浆孔在灌浆前用压力水进行裂隙冲洗，冲洗压力可为灌浆压力的80%，第一段为0.32MPa；其余两段为0.8MPa。裂隙冲洗应冲至回水澄清结束或总的时间要求不大于10min。
　　帷幕灌浆孔的压水试验应在裂隙冲洗后进行，灌浆前压水试验孔数不宜少于总孔数的10%。压水试验可以根据监理人的指示，采用“单点法”。
　　压水试验的压力为灌浆压力的80%，第一段为0.32MPa；其余两段为0.8MPa。
　　吸水量的稳定标准为：在压力稳定后，每5min测读一次压入流量，连续四次读数，其最大值与最小值之差应小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1.0L/min。
　　5.3灌浆施工程序
　　帷幕灌浆采用孔内循环方式灌注，射浆管距孔底不得大于0.5m。
　　帷幕灌浆按监理人的指示选用自上而下分段灌浆法，灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5m处，以防漏浆；灌浆时应对混凝土表面进行抬动监测，以防止衬砌混凝土破坏。
　　环向帷幕灌浆由三排孔组成，先进行下游排孔的灌浆，再进行上游排孔的灌浆，最后进行中间排孔的灌浆，每排可分两序施工。
　　帷幕灌浆的浆液水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.5:1。开灌水灰比为3:1。
　　灌浆应分段进行灌注，第一段灌浆压力为0.4MPa，其余两段灌浆压力为1.0MPa。灌浆应尽快达到设计压力。
　　灌浆过程中，应采用GJY-IV型三参数灌浆自动记录仪进行数据采集和分析。
　　5.4浆液变换标准
　　灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。
　　当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。
　　5.5灌浆结束标准
　　灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于1.0L/min，继续灌注30min，可结束灌浆；
　　每个灌浆孔全孔灌浆结束后，会同监理人及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。
　　5.6封孔
　　帷幕灌浆采用“全孔灌浆封孔法”，施工中凡水平以上的灌浆孔、检查孔均采取预埋塑料管封孔的方法。技术要求：水平以上的灌浆孔、检查孔预埋2根塑料管，其中1根塑料管下至孔底不大于0.3m，作回浆管；另1根长度1.5m,作进浆管。水平以下的灌浆孔采用机械压力灌浆封孔法。
　　每段灌浆结束后，灌浆塞应留在孔内，待灌浆塞的背压降到零时，方可取出。
　　5.7帷幕灌浆特殊情况处理
　　（1）灌浆过程中遇断层、岩脉等异常区时，应加强异常区可能连通部位的观测，为节省水泥用量，当发现跑、冒、串、漏浆现象必须及时封堵处理后方可恢复灌浆。
　　（2）灌浆工作必须连续进行，若因故中断，必须马上处理，尽早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，在恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，在恢复灌浆。
　　（3）灌浆段注入量大而难以结束时，在灌浆手段上采取低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆的方式；在选择浆液上可采取灌注速凝浆液、混合浆液以及膏状浆液的办法。
　　（4）灌浆过程中如回浆变浓，可换用相同水灰比的新浆灌注，若效果不明显，继续灌注30min，即可结束灌浆。
　　5.8帷幕灌浆质量检查
　　按施工图纸指示，对帷幕灌浆检查孔予钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱。使用统一制作的专用岩芯箱，标识牌使用有防雨封套的硬纸板或塑料板，用不退色的钢笔填写，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。
　　芯样的最大长度限制在2m以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，立即取出。对于1m或大于1m的钻进循环，若芯样获得率小于80%，则下一次减少循环深度50％，以后依次减少50％，直至50cm为止。
　　对每盒或每箱芯样拍3张彩色照片，作好钻孔操作的详细记录。
　　帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水试验成果为主，结合对施工记录、成果资料和检验测试资料的分析，进行综合评定。
　　帷幕灌浆质量检查采用压水试验的方法，在该部位灌浆结束14天后进行，自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用单点法。检查孔的数量为灌浆孔总数的10%，检查孔各孔段压水试验的压力为灌浆施工时该孔段所使用的最大灌浆压力的80%。
　　帷幕灌浆压水试验检查结果合格率为90%以上；不合格段的透水率值不超过设计规定值的100%，且不集中，灌浆质量为合格。帷幕灌浆压水试验的检查标准为1.0Lu。
　　