三里坪双曲拱坝接触、接缝灌浆施工工艺

1、三里坪双曲拱坝接触、接缝灌浆施工工艺摘 要：三里坪大坝岸坡接触灌浆是为了对大坝砼与坝拱肩岩石之间缝隙进行灌浆，加强大坝砼与坝肩岩石的结合能力，增强接触面密实性，填充缝隙，阻止漏水；接缝灌浆是在大坝蓄水前，用水泥浆灌注大坝诱导缝（横缝），保证坝体在蓄水后运行的整体性和有效传递应力。关键词：碾压混凝土；接缝灌浆；接触灌浆；变浆；中热硅酸盐水泥；超细水泥三里坪水利水电工程位于湖北省房县境内，地处汉江中游右岸一级支流南河的中游，坝址在三里坪村下游1.0km处，李子沟口上游490m处的链子崖。大坝为碾压混凝土对数螺旋线双曲拱坝，坝顶高420. 00m，最大坝高133.00m，坝顶上游面弧长284.62m

2、，弧高比2.14，拱冠顶厚5.50m，底厚22.70m，厚高比0.17m，本工程为等大（2）型工程。总库容4.95亿m3，电站总装机容量为70MW。一、大坝接触、接缝灌浆概况三里坪大坝共设置六条诱导缝（横缝），诱导缝（横缝）通过设置预制混凝土诱导块和现浇梯形键槽而成，诱导缝（横缝）每个灌浆区内均布置有灌浆管路，并形成一个自封闭区。灌浆区高度为6.016.5 m ,绝大多数灌区高度为6m。接缝灌浆总面积：27788m。岸坡接触灌浆采用引埋管法进行施工，接触灌浆孔距为2m,排距见设计图纸，梅花形布置，孔深30cm，钻孔方向垂直坡面。灌浆区高度为6.515.0 m ,共28个灌区，接触总面积：701

3、8m2。二、接缝灌浆施工1 接缝灌浆的作用三里坪碾压砼大坝有六条诱导缝（横缝），分布在不同高程，接缝灌浆就是在大坝蓄水前，用水泥浆灌注大坝诱导缝（横缝），保证坝体在蓄水后运行的整体性和有效传递应力。2 开工前的准备工作2.1施工用水用水泵直接从李子沟大桥处抽取符合混凝土拌和标准的南河河水，并存入右岸预制厂的水池或水箱内，然后泵送到各工作面处。2.2施工用电由坝后右岸EL306m处400KV变压器下线引出，总配电盘设置在灌浆平洞洞口处，然后通过分配电箱引至各施工设备。施工照明采用100W灯泡（每隔5m布置一个），布置在灌浆洞下游洞壁。2.3施工用风施工用风采用移动式3立方电动空压机供风。2.4临

4、时设施安排右岸预制厂附近设置1个制浆站，该制浆站的送浆管路专线专用。3 灌浆施工3.1基本要求(1)专家会议及灌浆专题会议确定，EL332m以下接触、接缝灌浆可以施工。(2)灌区两侧坝块混凝土龄期大于6个月，对少数特殊灌区因施工原因小于6个月龄期时，应采取补偿混凝土变形等相应措施，报监理人批准后实施，但砼凝土龄期不小于4个月。(3)除通至坝面的灌区外，灌区上部宜有9m厚混凝土压重，且其温度应达到设计规定值。(4)缝面的张开度不宜小于0.5mm；灌区密封，管路和缝面畅通。3.2施工工艺与技术要求(1)灌区布置：三里坪水电站拱坝共有六条诱导缝(1#5#、基础诱导缝)。详见大坝接缝灌浆分区布置图及各

5、灌区施工详图。(2)管路布置:为保证灌浆质量，减少处理工作，诱导缝标准灌区采用三套灌浆管路和一套排气、冲洗管路；预制横缝标准灌区采用两套灌浆管路和一套排气、冲洗管路；现浇横缝标准灌区：采用两套灌浆管路和一套排气管路，灌浆管路和键槽之间预埋的升浆管连接，将浆液传送到灌区顶部。具体布置详见设计图。诱导缝通过布设双向间隔的诱导块（诱导块两侧对扣）形成，诱导块单块长100cm、高30cm，诱导块之间水平间距50cm，上、下游坝面附近诱导块沿水平方向连续布置25块。预制横缝通过布设双向连续的诱导块（诱导块单块长100cm、高30cm）形成。现浇横缝由连续键槽（键槽长150cm）组成。2#、3#诱导缝EL

6、345mEL386m接缝灌浆缝面形式分布情况（1）EL345mEL348m为现浇横缝。（2）EL348mEL356m分为：大坝碾压混凝土区为预制横缝；大坝上、下游（2.5m区域）常态混凝土区为现浇横缝。（3）EL356mEL374m为现浇横缝。（4）EL374mEL386m分为：大坝碾压混凝土区为预制横缝；大坝上游（2.5m区域）常态混凝土区为现浇横缝。(1)诱导缝、预制横缝:标准灌区高6m，从下而上布置有23套进、回浆管和一套排气、冲洗管路。每套进、回浆管上均安装有重复灌浆套阀，排气管为60mm镀锌管，在诱导块内每隔15cm水平对穿一组排气孔。进、回、冲洗管为外径32mm镀锌管。排气管和冲洗

7、管采用变径连接。(2)现浇横缝：布置有2套进、回浆管和一套排气管，排气管为32mm硬塑料管，进、回浆管为外径40mm硬塑料管，升浆管采用拔管方法施工。进浆管路采用三通和升浆管连接。排气管埋设在先浇块中，进、回浆管埋设在后浇块中，只有在形成一个封闭灌区后，才可以改变浇筑块的先后次序。升浆管施工工艺：在先浇块的模板上按升浆管的部位先贴上30mm的半圆木条，使之先浇块成半圆槽，预留槽一定要光滑铅直。灌区开始层，后浇块浇筑前，安装好进、回浆管路后，把20mm铁管管口插入进浆管的三通内，然后把铁管放入半圆槽内，利用预埋圆钉及铅丝固定好，拔管时间一般在混凝土浇完一天后进行；可视气温变化作适当调整，灌区结束

8、层，使管口高出缝面50cm拔出，并用木塞把孔口堵死。所有管路在连接过程中管口用堵头保护，管口保持高出混凝土面1m，防止混凝土碾压浇筑过程中移位、变形和损坏。灌浆区各套进、回浆管路出露坝面长度不小于30cm，按统一顺序排列，做好标记和记录，以防混淆，并做好孔口保护以免堵塞。(3) 预制横缝与现浇横缝相结合的缝面管路安装：碾压混凝土区安装预制横缝模块，共安装5层预制模块，自下而上分别1号、 3号、2号、4号、1号模块，第1层模块（1号模块）安装一组进浆管路，第5层模块（1号模块）分别安装回浆灌路和排气管（排气管按大坝接缝灌浆分区布置图图号：203（1）E65-01-07-020制作），预制横缝模块

9、管路安装结束后，分别将管口引入上、下游常态混凝土区内，用弯管将管口引出先浇块模板，并安装堵头保护。上、下游常态混凝土区灌浆管路安装：在先浇块模板水平方向贴上60的半圆木条（位置为先浇块模板上下两端的中部），使之先浇块形成半圆槽，键槽模板形式及水平尺寸按大坝接缝灌浆分区布置图图号：203（1）E65-01-07-022施工，键槽高度同相应预制横缝进、回浆管路安装高度而定（一般为1.8m）。在后浇块施工前将预制横缝预留的管路采用3个弯管和3个10cm长直管连接至半圆槽内与重复灌浆套阀连接（重复灌浆套阀安放在半圆槽内），然后采用“V”形铁皮固定在半圆槽处，两端采用编织物堵塞保护（排气花管处保护措施同

10、重复灌浆套阀保护措施）。查明灌浆管路的畅通情况。灌区管路应畅通，其流量宜大于30L/min。查明缝面的畅通情况。采用“单开通水检查”方法，排气管的单开出水量宜大于25L/min。查明灌区密封情况。缝面发现外漏必须进行处理。(1)当灌浆管路发生堵塞时，应采用压力水或风水联合冲洗等措施疏通。若无效，可采用钻孔、掏洞、重新接管等方法恢复管路系统。(2)当排气管与缝面不通时，可先进行返向压水处理。若无效，则应补钻排气孔，修复排气通道。(3)当因止浆片或混凝土有缺陷而漏水时，应采取嵌缝、封堵等措施处理。同一接缝的各层灌区，应自基础层开始，逐层依序自下向上灌注。灌区内各灌浆回路按自下而上次序灌浆（即先灌注

11、1号回路，再依次灌注2号、3号回路等，先一回路灌浆结束，立即进行下一回路的灌浆工作，后一回路灌浆起始浆比为先一回路灌浆的最终浆比）。同一高程各横缝灌区条件具备时可采用同时灌浆，也可采用逐区连续灌浆。同一条横缝，上一层灌区灌浆工作应待下层灌区灌浆结束14d后进行。若上、下层灌区均已具备灌浆条件采用连续灌浆方式时，上、下层灌区灌浆间隔时间不得超过4h ,否则仍应间歇14d后进行。同一高程的灌区，相邻灌区应间歇3d，灌区连续灌浆应在前一灌区灌浆结束后，8h内开始后一灌区的灌浆，否则仍应歇3d灌浆使用水泥应优先采用强度标号为PO42.5的中热硅酸盐水泥，其细度要求：当缝面张开度大于0.5mm时，要求通

12、过80um标准筛的筛余量小于5；当缝面张开度小于0.5mm时，要求通过71um标准筛的筛余量小于2，水泥应保持新鲜，受潮结块者不得使用。制浆用水抽取南河河水。灌浆泵采用多缸柱塞式灌浆泵，搅拌机选用高速搅拌机。制浆采用高速制浆机进行拌制，搅拌时间不低于30s。浆液从制备到用完的时间不超过4h；浆液温度一般应在540之间。灌浆时，进浆压力控制为0.4MPa,对缝面开度较小且通水检查时单开流量小于25L/min灌区，可适当增加压力至0.6 MPa，升压时应保持压力均匀上升，以免影响灌浆质量。浆液水灰比采用2：1, 1：1, 0.5：1，（或 0.6：1）三级，开灌水灰比为2：1，待排气管出浆后，浆液

13、水灰比可改用1：1，当排气管出浆水灰比接近1：1或水灰比为1：1的浆液灌入量约等于灌区容积时，即改用水灰比为0.5：1（或0.6：1）的浆液灌注，直至结束。当缝面张开度较大，管路畅通，排气管单开出水量均大于30L/min时，开始就可灌注水灰比为1或0.6的浆液。为了进快使浓浆充填缝面，开灌时排气管应全部打开放浆，其它管路应间断打开放浆。当排气管排出最浓一级浆液时，再调节排气管的排浆量以控制压力，所有管口放浆时均应测定浆液的密度，记录弃浆量。结束条件：当排气管排浆达到或接近最浓比级浆液，且管口压力或缝面增开度不宜大于0.3mm，注入率不大于0.4L/min,持续20 min即可结束。立即轮换对进

14、、回浆管进行冲洗。冲洗压力为0.050.1 MPa，若用水冲洗管路无法实现时，可视情况增加冲洗压力。排气管冲洗一般在灌浆结束1030min之间进行，要求在灌浆浆液初凝前完成，冲洗压力0.40.45MPa。诱导缝、预制横缝应进行二次灌浆，第一次灌浆之后冲洗管路，第二次灌浆技术参数同第一次灌浆，现浇横缝只能进行一次灌浆，灌浆结束后应先关闭各管口阀门后再停机，闭浆时间不宜少于8h。缝面在灌浆过程中，与之处于相同高程的未灌浆的邻缝灌区应通水平压。随灌区压力增大，上层灌区应通循环水，以防串浆堵塞灌浆管路和缝面。通水过程应观察、记录通水压力、流量和出水浓度等。同一坝缝的上、下层灌区相互串通，采用同时灌浆方

15、式，应先灌下层灌区，待上层灌区发现有浆串出时，再开始用另一泵进行上层灌区的灌浆。灌浆过程中，以控制上层灌区灌浆压力为主，调整下层灌区的灌浆压力。下层灌区灌浆宜待上层灌区开始灌注最浓比级浆液后结束。4 工程质量检查4.1灌区灌浆质量合格条件：(1)灌区两侧坝块混凝土温度达到设计值(2)排气管出浆密度达到1.5g/cm3以上(3)排气管出浆压力达到设计要求压力。4.2工程质量检查接缝灌浆在该部位灌浆结束后28d天进行工程质量检查。(1)钻孔取芯、压水试验和槽检工作，应选择评为被评为较差灌区进行，若该灌区各项检查均满足要求，即可认为灌浆质量合格。孔检、槽检结束后应回填密实。(2)接缝灌浆灌区的合格率

16、应达到80%以上，不合格灌区不得集中，且每一坝段内灌区的合格率不应低于70%，即可认为接缝灌浆质量合格。否则，应按监理人批准的措施进行处理。三、接触灌浆施工1 接触灌浆的作用三里坪大坝岸坡接触灌浆是为了对大坝砼与坝拱肩岩石之间缝隙进行灌浆，加强大坝砼与坝肩岩石的结合能力，增强接触面密实性，填充缝隙，阻止漏水。风、水、电及施工准备与接缝灌浆相同。2 工程施工2.1岸坡接触灌浆接触灌浆管路编排见下图 X坝段编号灌区编号主进FA备用I、O、P排气管回浆管进浆管砼砼温度、灌区缝面张开度测定通水检查缝面浸泡灌浆灌浆管路、检查孔的回填。接触灌浆孔的钻孔采用风动钻机造孔，孔径不小于56mm，孔深入岩30cm

17、，钻孔方向为垂直，孔距2m。每个灌区由主进回浆管、灌浆支管、排气管、出浆盒组成。出浆盒安装到孔底（外露30cm），出浆盒之间采用25灌浆支管（钢管）连接，在灌区上下游各布置一组灌浆主管路，管材采用32硬塑料（下游为主进、主回；上游为备进、备回），将灌区每排孔与主管路进浆管连接，主管路进回浆管在灌区底采用沉污管连接。具体安装情况见下图排气管(32硬塑料)排气槽灌浆支管(主灌浆管(32硬塑料)备用灌浆管沉污管(32硬塑料)灌浆孔沉污管(1)灌浆前应进行的工作测定混凝土的温度。测定灌区缝面的张开度。对灌区的灌浆系统进行通水检查，通水压力一般为设计灌浆压力的80%。灌浆前必须进行预灌性压水检查，压水压

18、力等于灌浆压力。对检查情况应作记录。 灌浆前应对缝面浸泡24h，然后用风、水轮换冲洗各管道及缝面，直至排气管回清水，当水质清洁无悬浮或沉淀物，在排出缝内积水后，才能进行灌浆。(2)各灌区需符合下列条件，方可进行灌浆：混凝土的温度基本达到年平均地温，约17度；灌区混凝土龄期应大于6个月；接缝的张开度不宜小于0.5mm；灌区密封，管路和缝面畅通；(3)灌浆顺序及间歇时间在相邻大坝横缝灌浆完成后进行该部位接触灌浆，顺序为先进行回填砼开挖坡面的接触灌浆，再进行岸坡坝段的接触灌浆，岸坡坝段接触灌浆按分区，由下至上的原则进行施工。同一坝段不同灌区宜同时进行灌浆，各相邻灌区其结束时间差不宜超过4小时，否则应

19、间歇14天才能进行相邻灌区的灌浆。(4)灌浆材料接触灌浆采用强度等级为42.5的中热硅酸盐水泥。灌浆用水泥必须符合相应的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。采用超细水泥时，应严格防潮和缩短存放时间。水泥选用以缝面开度和压入流量大小控制，缝面开度0.5mm，且压入流量15L/min,采用超细水泥灌注其细度的要求为通过71um方孔筛的筛余量不大于2%。缝面开度0.5mm，但压入量25L/min或缝面开度0.5mm，压入流量15L/min,采用PO42.5的中热硅酸盐水泥，其细度要求通过80um标准筛的筛余量小于5。灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。灌浆泵宜用多缸柱塞式灌浆泵，搅拌机宜选用高速搅

20、拌机。(5)灌浆压力灌浆压力以灌区顶层（排气槽）压力作为控制值，以进浆管口（灌区层底）压力作为辅助控制值。接触灌浆压力：灌区层顶一般采用0.50.6MPa。(6)灌浆结束标准灌浆过程中，必须严格控制灌浆压力和缝面增开度。灌浆压力应达到设计要求。 当缝面张开度 0.5mm且灌区通畅条件下，浆液水灰比变换可采用1：1、0.6：1（或0.5：1）两个比级；当缝面张开度大于2mm时，进回浆管与排气管相互通畅，两个排气管单开出水量均大于30/min时，可直接灌注0.6：1（或0.5：1）浆液；当缝面张开度0.5mm时，应采用磨细水泥灌浆，对水泥细度的要求为通过71um方孔筛的筛余量不宜大于2%，或采用其

21、他经监理人批准的灌浆材料。当排气管出浆浓度达到最浓一级浆液，排气管口压力和缝面增开度达到设计规定值，注入率小于/0.4min时，持续20min，灌浆即可结束。灌浆结束时，应先关闭各管口阀门后再停机，闭浆时间不宜少于8h。当灌浆回路与排气系统不通时，按灌浆压力或累计灌入量控制变换水灰比，即可按灌浆压力达到0.30.35MPa，累计灌入量达到300500L时加浓一级，当灌浆压力达到设计进浆压力0.4 MPa，灌入量累计达到6001000L时可变为最浓级灌至结束。按规范和标准或监理人的通知进行，各灌区的接触灌浆质量，以灌浆过程控制和资料分析，结合钻孔取芯、槽检等质检成果，进行综合评定。钻孔取芯、缝面

22、槽检和压水检查工作，选择有代表性的灌区进行。我部提交接触灌浆管道施工处理钻孔、接触灌浆质量检查孔等资料，回填施工工艺报监理人审批，在接触灌浆质量检查以后并经监理人与设计单位同意再进行回填。灌浆管路及检查孔一律用0.5：1水泥浆封堵。封堵时采用循环式，先由进浆管进0.5：1水泥浓浆，同时将回浆管敞开，直至回浆管的浆液浓度达到0.5：1（以比重控制，0.5：1浓浆比重为1.85），将回浆管扎死，最后用纯压式封堵，直至不进浆时结束。四 质量控制1 管路埋设质量控制管路埋设：灌浆管路的规格、类型及布置应按施工详图执行。安排技术熟练、责任心强的人员，进行管路的安装及维护。在管路埋设前对施工人员进行培训和技术交底，并配置足够的施工技术人员，及时做好技术、质量管理工作。管路埋设过程检查：由于管路安装过程，大坝砼也同时在施工，仓面不允许有积