锦屏电站隧道施工堵水浆液试验

锦屏电站隧道施工堵水浆液试验分析TestingAnalysisofTheJinpingHydropowerStationTunnelBuildupWaterandSoilTechnology1工程概述锦屏水电站，总装机800～840万kW，包含一级和二级两个梯级电站，是我国继三峡、溪洛渡之后的第三个总装机容量最大的水电站。锦屏一级水电站位于四川省凉山州盐源县与木里县交界处，混凝土双曲拱坝，坝高305m，为世界同类坝型中第一高坝。锦屏水电站枢纽工程辅助洞，根据施工前期对长探洞钻探了解到的地质资料情况分析，及对施工时的三个出水带封堵后的实测水压显示，水压力最大值分别达到10.22MPa和10.12MPa，预测辅助洞的外水压力为9MPa及以上（如图1）。根据设计提供的辅助资料分析，并结合长探洞及施工过程中的“涌水”参数（见表1），对出现的透水涌泥点，总结出了辅助洞在无封堵和一次性封堵两种情况下，不同透水涌泥量的频次预测情况，如表2。图1锦屏水电站枢纽工程辅助洞西端透水涌泥情况实录图表1对涌出“泥浆水”500mL的部分参数检测结果称泥浆分析证P山H体值距质量隙密度孟含土量亮7.7攻547.4g蛮1.09g材/cm贞3避65.5g棉含土分析钩密度象含泥量丙含砂量臣塑性指数蒸2.71g殖/cm虎3蝶96.6%障3.4%赖6.3表2锦屏水电站枢纽工程辅助洞西端预测透水涌泥情况统计音封堵方式障透溜水史涌够泥兆量居(沟L/s壳)刷透停水把涌峡泥握点数量避(易个糕)谨无封堵小0.愈5运～馆20城113湾2每0孔～季100府18烫10恶0扭～洁1000肾10搅＞光1000炭1卸一次性封堵（斩封堵长度按工30m结计）土0.裳5苗～引20限94障2哥0暴～剑100逢11桶10劫0踪～购1000镜9椒＞饼1000酿1从表2及实际检测情况可以看出，该辅助洞系高压、富水、多点型导流洞隧道工程施工，施工的重点是如何确保对透水涌泥的封堵质量，其技术难度是可想而知的。正如著名水电专家、两院院士、中国工程院副院长潘家铮所说，“锦屏一级工程的规模、技术难度和施工技术都是世界级的”。对此，我们选定的方案是采用帷幕深孔注浆堵水施工技术进行止水施工，为确保封堵用浆液质量，对浆液的配制做了大量的研究与试验工作，并对其流动性、物理力学性能和凝结时间等进行了系统地研究和试验，为确保隧洞的安全施工提供了技术保障。辅助洞实际透水涌泥情况非常复杂，主要体现为透水涌泥压力变化很大，对浆液性能要求很高。根据实际施工情况，我们先后对纯水泥浆、“纯水泥浆+早强减水剂”、“纯水泥浆+缓凝剂”和“水泥+水玻璃”双液浆等四种注浆液进行了方案的设计与试验。2试验用原材料及设备2.1原材料水泥：东森P.O32.5水泥，通过0.08mm方孔筛筛余量不大于5%；SW早强高效减水剂：本文简称“早强剂”，未予说明时减水率按18%，掺量按2.0%计算（以胶凝料质量百分比计）；SW缓凝剂：本文简称“缓凝剂”，未予说明时减水率按2%，掺量按0.05%计算（以胶凝料质量百分比计）；水玻璃：模数为2.4～3.0,浓度为(30～45)波美度（Be）。2.2主要仪器设备技术性能（见表3～4）表3ZJB/BP-30型变频高压注浆泵技术参数岭额定工作压力境30MPa新柱塞直径职45mm放吸堆/委排入管直径脏50mm胶/辆25mm圈柱塞行程断100mm价额定功率肃55KW贺额定注浆量则108L吴/min抚表摆4耕站NJ-120肝0酿泥浆吧搅拌机召技术倒参数柔最大容量型1450叨L缩有效容量陆1200姥L男螺旋浆转速滤750矩r/min幕额定功率何11KW/1兆460烫r组/舱min格3醋浆蜜液顿的午流动性能涌试验啄考虑鞋到依隧洞宣的实际侍涌水情况及浆片液的可泵性幸，筒我们对不同饮配合叼比的叹注浆料路流动性进行矿了框试验狸。受当涌水量大，隆要求快速注裁浆时，征则搭选用较浓浆即陵流动度小的浆腔液；当涌水量拉小，皱可兵慢赛速注渗浆时，则选用法流动度连较尤大的浆液。雾经实验表明，优浆液流土动度惩以粒10瓶～吴2现0劲秒储为佳，塘一般钥以驾14持～受1唱8缺秒忠为艘最适宜，这时流的滥浆液项泵畏送情况良好，跌泌水率小慰，拼沉淀稳定性殊良倘好。塘试验的继具体配蓬合闭比和流动性改统计，眯见表养5览。谅表秤5绑宝几种鉴不同配合比盐注抹浆液晶的流动性帆能统计表效W站/虚C珍0.4毙0.5委0.6箭0.7否0.8唉0.9领1省流向动路度垃(跪s)撕20郑19擦18扁17衫15始13欧11氧W稍/默C益0.4收0.5是0.6猾0.7期0.8肚0.9蹄1亲掺升早强荡剂歪2.0%柴流植动烤度动(椅s)缎19滑17扮16验14辨11侍10拦8块W暮/驾C按0.4奶0.5惨0.6道0.7国0.8祥0.9普1看掺旬缓凝蔬剂童0.05%楼流慎动枯度粪(怪s)屈19场18横17华16辛14板12琴11城注：仙水玻璃自身流傲动性变化不大贼，配制的双液皮浆混合后凝结惨时间快，难测茧其流动度。门4蒙浆液的沉淀稳垒定性洋试验糠浆液的沉淀稳矛定性是指浆液硬沉淀后体积的呆收缩变化情况谅，此处以收缩陷率、凝固后材垦料用量、每吨精水泥能配成的哀注浆量等避综合参数滋来表示。晌试验结果表明豆单液灌浆剥5颠h板左右孟就能娱收缩稳定薯、凝固成型右。懂下表傻为妈“劝水泥单液薯浆阀+纠外加的剂私”袋配合比振5h距后且测得的降沉淀稳定性谎数据，见棵表厉6共～贵7伏。林表爬6寺灾“卸水泥单液浆望+科缓凝剂康”包浆液殿沉淀收缩后的虽数据统计表贸W获/释C胶收缩在率随%陡配合比撇计算材料用仍量愚kg/m饭3授实测躬收缩后材料用崇量楚kg/m脾3缺实测爽凝固后材料用穷量题kg/m携3绸每吨水泥注浆大量绍m讨3联水泥圣水聪水泥如水蚂水泥宿水凳0.4尼1.7软1370膀548吩1370属531撇1393桶540阳0.718娱0.5迟4.3按1204须602库1204皱559片1256网583喘0.796挡0.6印9戒1084糠650疼1084竹560笛1182团610胜0.846颤0.7明14弯968披678陶968耗538乓1103铃613银0.907怨0.8森20例882富706撕882每506甩1058云607驱0.945宽0.9鲜26领810过729鹿810德469同1021隆591乳0.979冠1暴30哄749那749扯749汁449松974榴584或1.027写表谦7姐只“等水泥单液竟浆堂+赌早强剂兴”谱浆液解沉淀收缩后的剧数据统计表脆W轰/堆C剧收缩顷率愁%唤配合比驾计算材料用佳量炼kg/m裳3絮实测秘收缩后材料用韵量醋kg/m则3躬实测感凝固后材料用森量抓kg/m户3衣每吨水泥注浆榴量产m孩3称水泥浮水连水泥担水捕水泥邻水盾0.4历2.5酿1370怖548绣1370描523联1404桂536斗0.712运0.5寿6.7烈1204悠602竹1204材535逐1285以571幕0.778顷0.6乓13鼠1084娇650匀1084做520协1225舟588银0.816睁0.7廊19卫968域678扶968赌488件1152务581执0.868少0.8哗24漆882全706序882高466象1094浪578宜0.914靠0.9厘30骑810鞋729井810轿429金1053薄558波0.95采1蕉37磨749她749弃749狡0.379潜1026左519缓0.975抖注圣:啦水泥注浆量充（杨m裙3菜）哲=打水泥殊质量辩（搜k怪g焦）改/骗水泥石中载水泥用量赴（断kg/m鹿3痕）蹲5舱浆液的纹凝结时间鬼试验凡对于高压涌水严，要求浆液封老孔快，凝结早转才能起到有效摔的封堵目的。滚而裳适宜配合比的骆“街水拴泥需+识水玻璃谋”霸双液浆知就遗能够满足早凝座快固的特点。骆表切8镜～胖10遵是有关浆液凝睛结时间的数据呼统计汇总表。枝表辨8违挥“台单液浆刷+材外加签剂够”衔凝誉结耽时间新统计表躁W炮/手C蜡凝莲结绒时间讯（忆mi垒n辈）局早强剂府，童掺量吼(跟%产)刷缓凝剂银，敢掺量醉(眯%危)尿0歼2狗0.06董0.08刚0.1吓0.4温初凝如378降251妇444远472厦687萌终凝耳472询316兆664殿747啦931寒0.5厚初凝弓931柿308悲456染522西797扣终凝框494溪371记750锋831己1048规0.6灰初凝笔441劳325隆532放554葵967谨终凝艘530领380彼788俩932澡1153调0.7耐初凝死464肝330锦558寸585蛙1048吨终凝歌557吩406沿941窗952某1217勤0.8益初凝匹496耗370辣632仙650俱1125关终凝痰618涝440灭985煤991宰1341插0.9扫初凝帽515跳400旋680准737僻1207程终凝碗662祥463擦1032纺1102刃1380辰表益9铜波“真水宵泥诉+住水玻璃你（体积比）滴”付双液浆凝结时菊间麦统计坐表蝴(衫水玻璃浓望度项35Be纱)喜C千/讨S弄W鼠/闸C突凝纲结胁时间歇(而s)闹1:1蛾1:怀0.赏8答1联:喊0.6幻1:0.5侄1:0.4抛1:0.3李0.4娘初凝挑28仆27怨29搁31嗓68疾248翼终凝糖52今48吼50蔑55藏132敌665宝0.5香初凝款30零31胞33肾40苍163骤422膊终凝星62撒63轰65叫68义535白1154塌0.6嗽初凝慢56蛛59愚65茎71拦1390固2471侦终凝贯93狡125屑125险101竹95童61屿0.7嗓初凝妙58余62命61闲80欠1687迅1536碍终凝碗100上139教144奖172盏2615栽5220陕0.8掌初凝舰62源61芒65扬81纽3061圣5040辽终凝亩189仗244而345狐419驼102嚷7620捷0.9预初凝滋92主73拌75扑99仇——街——皱终凝鹅282赔271脖452布599腐——碗——烟1稍初凝敞105锄78亿78悠178公——浴——区终凝常382愤315绸575设864燥——究——搞表兔10竿仿“哗水财泥峡+耐水玻璃（体积崖比）编”病双液浆凝结时热间匠统计慕表静(富水玻璃浓臣度郊3笔0踩Be竞)维C害/吸S若W汗/雷C旱凝宝结编时间贪(泉s)器1:1势1:付0.覆8放1:0.6歼1:0.5闯1:0.4围1:0.3脆0.4冷初凝卖38格42承36冷41恋81夫——锐终凝放59拜60阻58编59粪172卧——宴0.5当初凝熟57巡54梁52浓63喂173夜——眉终凝附97途85渐91户114泰619眼——阿0.6紧初凝莫60增56岸56么84锅1521平——枪终凝逗122险112驱105仆127子2071寇——阵0.7染初凝吐72酒63驾65次93经1881切——珍终凝唱189童186简251紫310冷2950遗——洲0.8挨初凝柏87汁82甩75解114欲3277粱——战终凝择247携277古304翁432倘6780尽——严0.9绩初凝爬101蜓112必130仪126晓3561法——夺终凝姜421督447珠551光680歼8640派——芝1弓初凝量310恼280勾384默653瑞4620演——嗽终凝蒙851盼780饿900桑1051抵9120逝——资6链押注浆料开强度试验旺注浆料凝固后勿的耽强度是铁反应注浆液化能否有效止水梦的重要指标往之一，经对浆松料凝固后融强度试验喘统计，结果如沫表么1浙1把～驶1栏2凉。秃表赤1困1包油水泥筑单液浆跑抗压除强度付(荒MPa圣)左统计表学W锅/司C盯龄期杂早强剂蹦,食掺功量品%恭缓凝剂拆,危掺漆量略%劫0坡2真0.06请0.08端0.1她0.4寒3d饮16.7付20.8顽15.2坟——往——释28d柏46.5赛47.5座47.1柳——赚——号0.5络3d学15.8玉19.9回——慎——婶——殃28d臭44.2专44.2躬——港——圣——赌0.6炼3d咐14.4梳18.4测13.4腾——薯——添28d老40.8章41.1渡38.4袋——缓——井0.7立3d吨13.2月16.4凤——洋——听——门28d代38骑37.5伪——仿——冰——理0.8福3d战12.1莫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