橙子沟水电站调压井固结灌浆施工技术

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1、橙子沟水电站调压井固结灌浆施工技术　　摘要：文章详细介绍了甘肃省白龙江橙子沟水电站引水隧洞调压井衬砌后，出于进度、安全原因，将原设计方案进行优化，将原设计的垂直井壁固结灌浆改为竖直方向环绕井壁固结灌浆，采用自上而下分段深孔固结灌浆方法进行施工，成功解决了进度、安全等施工难题，对以后类似工程施工有很好的借鉴作用。　　关键词：调压井；固结灌浆；技术研究　　1工程概况　　甘肃省白龙江橙子沟水电站位于江甘肃省陇南市境内，是白龙江干流上水电梯级开发规划的第15级电站，坝址位于武都宗家坝村下游300m处，坝址、厂址左岸有212国道公路通过，对外交通便利。橙子沟水电站为径流引水式电站，枢

2、纽工程主要任务是发电，水库正常蓄水位891.50m，坝顶高程895.50m，最大坝高19m，电站设计水头50.4m，设计引用流量259.50m3/s，电站总装机容量115MW，多年平均发电量4.6288亿kW.h，年利用小时数4025h。　　本工程调压井中心位于引17+204.91m，为阻抗式调压井，总高度为83.2m。调压井井顶出露，井顶平台高程920.00m，调压井底板高程836.80m，最高涌浪水位918.40m，最低涌波水位861.48m。　　调压井段岩层呈单斜构造，岩层产状为NW270～300°NE∠45～80°，出露规模较大的结构面为层间挤压带；裂隙结构面较发育

3、。调压井壁结构面较发育，以层面裂隙为主，其它三组结构规模不大，又受层面结构的控制和制约，不易形成规模较大的不利组合体，对裂隙密集发育部位和小型不稳定块体需采取必要的锚固措施。调压井采用钢筋混凝土衬砌，同时采用固结灌浆方式补强和防渗，衬砌厚度为1.5m、1.0m。　　2施工难点及对策　　橙子沟水电站调压井主要为固结灌浆，根据原施工进度安排，固结灌浆是随着混凝土浇筑灌浆作业逐层进行，在井口择较宽敞部位设集中制浆站，通过管路输送至井内施灌。但是实际情况是调压井已全部浇筑完成，调压井总高度为83.2m，井内固结灌浆施工时需要搭设80多米的脚手架，施工中存在严重的安全隐患，同时脚手架

4、的搭设需要投入大量的人力和物力，对施工的总进度计划也有较大影响。因此为加快工程进度、降低安全风险，经各方协商将原固结灌浆布置方案进行优化，采用自上而下分段深孔固结灌浆方法进行施工，将原设计的垂直井壁固结灌浆改为竖直方向环绕井壁固结灌浆。　　优化方案采用井外深孔固结灌浆施工，在调压井？荦921.5m平台上距衬砌混凝土边缘1.5m处布置一圈深孔固结灌浆孔，考虑到井内径上下不同钻孔时需设计斜孔钻进，以保证有效的灌浆范围，开孔角度为以调压井中心线为基准偏斜6度，单孔孔深85.5m，共布置72个灌浆孔，共布设深孔固结灌浆6156m。　　3深孔固结灌浆施工技术　　3.1施工工艺流程　　

5、调压井深孔固结灌浆按设计要求分两序进行钻孔，按分序加密的原则进行，先施工I序孔，后施工II序孔。　　单孔灌浆采用自上而下分段卡塞灌浆法，具体施工工艺流程如下：钻机校平固定→Φ60mm金刚石钻头钻进→钻进第一段→裂隙冲洗→简易压水→第一段卡塞灌浆→钻进第二段→裂隙冲洗→简易压水→第二段灌浆→……→重复以下孔段至终孔段→封孔。　　3.2钻孔施工　　深孔固结灌浆钻孔采用XY-2型回转钻机造孔，开钻前先校平钻机，确保钻机平整稳固，开孔孔径Φ60mm，孔位偏差不大于10cm。开孔时采用慢速、低压钻进。　　在钻孔过程中，应严格控制孔斜，孔斜应符合技术要求的规定，现场控制孔斜措施如下：　

6、　钻孔前，安装钻机平正稳固；钻机立轴方向应与设计孔向一致。使用带扶正器的长钻具，在钻进过程中，应经常校测钻机立轴方向是否与设计孔向一致，每隔10m测量孔斜，发现偏斜超过设计要求及时采取补救措施。　　3.3钻孔冲洗和压水试验　　灌浆孔均需进行冲洗，孔壁冲洗采用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法，冲洗压力可采用80%的灌浆压力，压力超过1MPa时，采用1MPa；裂隙冲洗可结合简易压水进行，裂隙冲洗冲至回水澄清，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。　　固结灌浆孔灌浆前的压水试验在裂隙冲洗后进行，试验孔的数量不少于灌浆总孔数的5%，其余孔段结合裂隙冲洗进行简易压水。简易压

7、水试验，压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa时，压水20min，每隔5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率q表示，单位为Lu。　　3.4灌浆压力要求　　孔口灌浆压力计算：p=p0-ρgh　　式中：p-孔口灌浆压力，MPa；p0-灌浆全压力，MPa；ρ-浆液比重，g/cm3；g-重力加速度，N/kg；h-灌浆段深度，m。　　灌浆全压力采用表所列压力值。　　3.5分段灌浆施工　　灌浆采用分段施工，第一段深入岩石5m，以下每段段长均为5.0m，终孔段不宜大于7m。根据孔深深度单孔划分为1