溪洛渡大坝基础固结灌浆工程混凝土抬动控制措施.doc

溪洛渡大坝基础固结灌浆工程混凝土抬动控制措施 摘要：为防止大坝基础固结灌浆引起对混凝土有害的抬动变形，甚至开裂，在灌浆期间需要时刻观测大坝的抬动变形情况。本文主要介绍抬动观测的重要性和抬动控制措施。 关键词：抬动变形 观测 控制措施 大坝混凝土 固结灌浆 1 工程概况 溪洛渡水电站位于青藏高原、云贵高原向四川盆地的过渡带，地处四川省雷波县与云南永善县接壤的溪洛渡峡谷段，是金沙江下游河段开发规划中的第3个梯级，也是长江流域综合利用规划要点报告推荐的金沙江开发第一期工程之一。工程以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等综合效益，并可为下游电站进行梯级补偿，主要供电华东、华中地区，兼顾川、滇两省用电需要，是金沙江“西电东送”距离最近的骨干电源之一。溪洛渡水电站是金沙江下游四个巨型水电站中最大的一个，总装机容量为1260万千瓦，是国内目前仅次于三峡电站的第二大水电站。 溪洛渡水电站大坝为混凝土双曲拱坝，坝高278米，正常蓄水位600m，最大水头230m，对坝基的物理、力学性能要求高。大坝建基面地层均为二叠系上统峨眉山玄武岩（P2），建基面岩体类型主要为1和类岩体，岩体结构类型主要为次块状、块状、镶嵌碎裂结构等。在玄武岩地层中广泛分布着层间错动带、层内错动带、挤压带以及节理裂隙等，这些地质构造对坝基岩体的整体性、均质性带来了不利的影响，同时根据目前勘探资料显示，河床坝段建基面以下尚有部份物理力学性能较差的2岩体，因此需对拱坝坝基采取固结灌浆，以提高坝基岩体的均质性、整体性，增强坝基的承载能力、抗变形能力和防渗能力。 2 抬动观测的重要性 溪洛渡大坝基础固结灌浆具备以下特点： 2.1 施工进度的紧迫性 溪洛渡大坝400m高程以下拱坝坝基采用有混凝土盖重灌浆，固结灌浆工程量巨大（特别是河床坝段），笔者参建的18#坝段坝体固结灌浆工程量为15041.0m，19#坝段为13596.7m，根据施工总进度安排，两个坝段均采用“三进三出”的方式，即利用大坝混凝土浇筑的间歇期，各三次进场完成，第四次进行灌后检查孔施工。因此固结灌浆工期紧，与大坝混凝土施工相互影响，要求短时间内组织大量的施工资源（钻孔、灌浆及制浆设备等），同时作业面转换频繁，对工程总体进度影响大，必须统筹安排固结灌浆施工与大坝混凝土混凝土浇筑施工。 2.2 施工孔距的密集性 拱坝坝基固结灌浆分为常规灌浆和加密灌浆两大类。常规灌浆主要用于对坝基各级岩体进行灌注；加密灌浆主要对于常规灌浆孔在灌前压水试验透水率大于5Lu而灌浆水泥单耗小于20Kg/m的序孔进行的补灌。河床坝段常规固结灌浆孔距也由投标阶段的3.03.0m、2.52.5m 两种加密为1.51.5m、1.53.0m两种类型，18、19坝段中下游侧地质缺陷区内补强孔孔距全部为1.51.5m。 2.3 基岩整体性差，灌浆注入率较大，灌浆压力较大 大坝基础固结灌浆的灌浆压力在施工过程中多次根据实际情况和专家组意见进行调整，尤其是混凝土和基岩接触段，、序孔灌浆压力由原来的1.0MPa调整为1.0MPa、1.5 MPa，、序孔和加密孔更是调整为2.5MPa。同时基岩有较多的物理力学性能较差的2岩体，岩体结构类型主要为次块状、块状、镶嵌碎裂结构，裂隙较发育，尤其是、序孔混凝土和基岩接触段的注入率较大，平均注灰量多在在200Kg/m以上。 2.4 溪洛渡水电站大坝混凝土因自身体积变形较大，坝段长宽比也较大，坝体混凝土本身的抗裂能力较差，加之采用高风压钻孔，对刚浇筑的混凝土也容易造成损害。 鉴于以上特点，大坝基础固结灌浆施工对大坝混凝土可能产生不利的影响，为防止大坝混凝土的抬动变形，甚至开裂，在灌浆期间需要时刻观测大坝的抬动变形情况。 3 抬动装置的安装 进行有混凝土盖重固结灌浆时，要求相应坝段混凝土盖重厚度不小于7.5m，且当混凝土强度达到10MPa后方可开始进行钻孔灌浆，同时靠近坝段左右边缘6.0m范围的灌浆孔灌浆时，其相邻坝段混凝土浇筑厚度也应达到6.0m以上。 3.1 抬动观测孔根据设计要求布置，18#、19#坝段均各设置3个抬动孔，右岸置换RE区设置1个抬动孔，孔向铅直，孔深超过灌浆范围2.0m，抬动观测孔采用CM351全液压钻机造孔，钻孔孔径为91mm。 3.2 抬动孔钻孔时间超前固结灌浆作业层12层混凝土，钻孔完成并验收合格后，引管至上层混凝土面以上，待上层混凝土浇筑完成后安装抬动观测装置，抬动观测装置如图1所示。对于采取分次进行的有盖重固结灌浆，抬动观测装置随混凝土上升而将埋管焊接上引，上引时，严格控制引管的垂直度。 3.3 灌浆工作结束后，抬动观测孔应按监理人的要求将其进行封孔处理。 4 大坝混凝土抬动的观测及控制措施 在进行裂隙冲洗、压水试验及灌浆施工的过程中，均进行抬动变形观测，根据溪洛渡工程大坝施工技术要求（版）的要求，基岩抬动变形允许值为200m，混凝土抬动变形允许值为100m，本工程主要针对混凝土的抬动控制。 4.1 自动抬动观测记录仪的引入 在固结灌浆施工过程中，我们主要采用了自动抬动记录仪，并辅以人工观测的形式，对灌浆过程中的大坝混凝土抬动情况进行观测。本工程引进了自动抬动记录仪系统，其主要是采用电子位移传感器将抬动位移信号通过信号线传输至自动抬动记录仪主机的形式，每台主机具有四个通道，可以同时观测和记录四个抬动孔的抬动情况，同时也可以绘制“抬动变形-时间”曲线，形象的描绘出大坝混凝土在一段连续的时间内（一天甚至一周）的抬动变形情况。主机可设定抬动报警值，当抬动数值超过报警值时，主机报警器将发出声光电报警，抬动记录员会立即根据要求，针对抬动情况采取相关措施。 施工过程中，为确保其灵敏性和准确性，防止水泥、污水对其损坏以及人为触动，将抬动装置用专用保护箱将其罩住。 4.2 出现抬动情况时采取的措施 观测过程中，每个专职观测员配备对讲机，当自动抬动记录仪出现报警时能迅速传达给质检员，质检员根据当时的施工区域以及抬动情况，通知该部位的灌浆机组采取相应的措施。 灌浆压力是灌浆能量的来源，注浆率的大小决定浆液在岩体中的扩散半径及承压面积，控制好灌浆压力与注浆率的关系，避免在较大注入率时使用过高的压力，是控制地表抬动变形的关键。 如果是因灌浆施工较密集引起的抬动，在灌浆施工安排时，在水平面上拉开距离，空间上错开孔段，同序孔灌浆时采用跳排跳孔法施工，避免同一排2孔及以上同时施灌，对抬动出现较频繁的区域，同高程同灌孔按每100m2范围不大于1个控制，对于串通孔，按同灌孔不大于3个控制。 实际施工过程中按以下原则控制抬动：在抬动值50m时，灌浆压力的升压过程严格按正常的灌浆压力与注入率的协调关系控制；在50m抬动值100m时，灌浆升压过程严格控制注入率小于10L/min，如果抬动值不再上升，逐级升压，否则停止升压；在抬动值100m时，停止灌浆，待凝8h后扫孔复灌。当因变形值较大而待凝时，扫孔复灌以低压小流量开始灌注，控制注入率不大于10L/min，并加密变形观测。我们在实际施工过程中，将自动抬动记录仪报警值设定为50m，一旦出现报警，质检员立即对相应部位的混凝土表面等进行检查，若发现有冒浆、冒气泡、裂缝等现象，立即暂停灌浆施工，并及时上报监理工程师；若未发现以上现象，则严格按照技术要求进行施工。 5 结束语 在施工过程中，经过采取有效的预防和应对大坝混凝土抬动的措施，各仓混凝土没出现因固结灌浆施工引起的有害抬动，也没有产生混凝土