长洲水利枢纽内江、中江工程地基处理施工

'长洲水利枢纽内江、中江工程地基处理施工第28卷第6期2009年12月红水河HongShuiRiverV01.28.No.6Dec.20o9长洲水利枢纽内江,中江工程地基处理施工王贤(中国水利水电第四工程局,青海西宁810006)摘要:长洲水利枢纽工程地质条件较复杂,结合南方软基地质条件及施工难度较大的实际情况,在不同部位采用不同处理措施,经过优化施工方案,采用先进施工技术,取得较为理想效果.文章重点介绍了内江,q-江工程不同部位地基处理的施工工艺.关键词:地基处理;灌浆;高压摆喷;旋喷;施工;长洲水利枢纽中图分类号:TU753.6文献标识码:B文章编号:1001—408X(2009)06—0100—041概述1.1工程概述长洲水利枢纽位于珠江流域西江水系浔江干流下游河段,坝址坐落在梧州市上游12km处的长洲岛端部,坝址下游约1.5km为苍梧县县城.枢纽坝轴线横跨三江两岛(内江,中江,外江,长洲岛和泗化洲岛),河段地势开阔,附近地区人口稠密,对外交通十分方便.长洲水利枢纽为低水头径流式水电站,属一等工程,以发电为主,兼有航运,灌溉和养殖等综合利 用效益.电站总装机容量630MW,保证出力247.0MW,年发电量30.143亿kW?h,采用15台灯泡贯流式发电机,转轮直径7.51TI.电站正常蓄水位20.6rn,汛期限制水位l8.6ITI,最大坝高56.0m,总库容56亿IT1,正常蓄水位时库容18.6亿1T10.1.2工程地质概述坝址区地貌为侵蚀～剥蚀低山丘陵地貌,浔江流向自西向东,河床宽阔.坝区地层主要为第四系地层大面积覆盖,按其成因分为人工堆积,冲积和残积;下伏基岩全为燕山早期侵入的花岗岩,沿河出露面积很小.根据设计提供的坝区岩土工程勘察有关资料,场地岩土组成自上而下大致如下:①素填土(qs)筑坝粘性土;②含泥粉细砂;③黄褐色粉质粘土;④褐黄色粘土;⑤褐黄色粉质粘土;⑥深灰色粉质粘土;⑦深灰色粉土;⑧含泥质砂卵砾石;⑨强风化花岗岩层.坝址附近不良物理地质作用主要表现为:近岸一级阶地前缘在浪蚀,水流冲刷等作用下,岸坡已普遍发生再造,小型塌岸较为普遍,以泗化洲两侧及长洲岛右侧岸坡段较为突出,原长洲岛右侧岸坡大部分已设置护坡,但在水流冲蚀作用下局部已被损坏.2基础处理工艺的采用长洲水利枢纽坝区地质条件较差,除坝体运用固结灌浆,帷幕灌浆外,为加强地基承载能力和防渗处理效果,长洲水利枢纽工程还运用了水下混凝土灌注桩,高压摆喷,旋喷灌浆,粉喷桩等基础处理工艺进行施工.现简要分述如下.2.1地基固结灌浆 由于风化基岩破碎,节理裂隙发育,为提高基岩的整体性,承载力和防渗能力,对泄水闸和厂房范围内的强风化地基基岩进行有盖重固结灌浆.低堰闸坝固结灌浆间距控制在31TIX311"1,孔深8ITI,消力池固结灌浆孔间距为4mx4m,孔深5.5m,孑L径60mm,灌浆压力为0.4～0.8mPa.断层破碎带固结灌浆孔距加密为(1.5～2m)×(1.5～2m).固结灌浆施工待混凝土浇筑达到50%的强度后进行,总体施工程序:放点一钻机对位一钻进第一段(钻孔冲洗,压水)一灌浆一钻进第二段(钻孔冲洗,压水)一灌浆一依次循环直至全孔结束封孔.灌浆过程中发现冒浆,漏浆时,根据具体情况采用嵌缝,表面封堵,低压,浓浆,限流,限量,间歇,待凝等方法进行处理;灌浆过程中发生串浆时,若串浆孔具收稿日期:2009～09—16作者简介:王贤(1972一),男,甘肃庄浪人,工程师,中国水利水电第四工程局长洲水利枢纽工程项目部经理,主要从事水利水电施工技术管理,E—mail:gongpinghu1976@sina.com.100王贤:长洲水利枢纽内江,中江工程地基处理施工备灌浆条件,需一泵--:tL同时进行灌浆;否则,塞住串浆孔,待灌浆孔灌浆结束后,再对串浆孔进行扫孔,冲洗,而后继续钻进或灌浆.2.2帷幕灌浆为提高基岩防渗性,在水工建筑物挡水线前沿设防渗帷幕线一道,孔深11～20m,孔径76Film,孔距3m;灌浆压力:表层段0.2～0.3MPa,底层0.4～0.6MPa,分三序孔施工.相对不透水层指标为 W≤0.05L/min?m?rn.施工中对比较严重的断层破碎带加深了帷幕孔,并增设一道帷幕线.帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法,灌浆孔封孔采用"分段压力灌浆封孔法";采用自下而上分段灌浆时,采用"置换和压力灌浆封孔法"或"压力灌浆封孔法".对于全孔一段灌浆的孔采用全孔一次灌浆法灌浆,射浆管距孔底小于0.5m;分段灌浆的孔采用自上而下,循环分段灌浆法,灌浆塞置于该段段顶0.5m处,射浆管距孔底不大于0.5m.灌浆孔灌浆前要进行孔壁冲洗和裂隙冲洗,孔壁冲洗采用风水联合冲洗或用导管通人大流量水从孑L底向孔外冲洗的方法;裂隙冲洗采用水压为80%的灌浆压力,压力超过1MPa时,采用1MPa,冲洗风压采用50%灌浆压力.2.3锚筋桩为平稳内江泄水闸与厂房之间的水流紊动,设计在其问增设了厂坝导墙.厂坝导墙体型为"L"型,为确保"L"型厂坝导墙稳定,不受水流压力影响,在靠近泄水闸底板侧布置三排锚筋桩.锚筋桩型式为4根36钢筋,孔径150mm,锚杆完成后内用M30水泥砂浆灌注固结,在临近坝轴侧混凝土段锚筋桩,桩长9m,深入基岩深度为7m,其余锚筋桩桩长7m,深入基岩深度为5m,间排距1.0×0.9m,梅花形布置.2.4抗浮钢筋锚杆低堰消力池顺水流向长32m,底板上布置有C30混凝土的消力墩及齿槽尾坎,板厚1.4～2.0m,因底板本身的抗浮力远远不足,故需要在消力池底板下设锚杆抗浮.锚杆采用32钢筋,孔径65 mm,进入岩石的设计深度为6m,间距为(2.5～3m)×(2.5～32m).2.5高压摆喷灌浆施工导截流工程土石围堰基岩覆盖土层均为第四系全新统河流冲积层,围堰填筑时须抛石,填土(素填土一筑坝粘性土).下伏基岩为燕山早期花岗岩,场地岩土自上而下大致如下:素填土(Qs)筑坝粘性土,含泥粉细砂,土石围堰采用高压摆喷板墙形成防渗帷幕,减少土石围堰透水性,提高围堰稳定性.灌浆采用三管法摆喷形式,摆喷孔距1.6m,摆喷角度30.,灌浆后形成微折形连续板式防渗墙.板墙要求上界为相对隔水的人工填筑的防渗土层1.0m,下界为进入强风化花岗岩层1.0ITI.由于各段上部相对隔水层层位及埋深不同,下伏基岩面埋深标高也相差较大,其板墙高度约7～16ITI.2.6高压旋喷灌浆左,右岸重力坝是工程防渗的重要部位,坝基地质条件较复杂,均为第四系全新统河流冲积层,下伏基岩为燕山早期花岗岩,场地岩土自上而下大致如下:筑坝粘性土,含泥粉细砂,黄褐色粉质粘土,褐黄色粘土,强风化花岗岩层.左右岸重力坝及长洲岛副坝基础处理采用高压旋喷板墙形成防渗帷幕,高压喷射灌浆采用三管法旋喷形式,灌浆后形成重叠连续搭接板式防渗墙,设计孔距横向为1.2m,纵向为1.3m,旋转角度为360..高压旋喷板墙穿过强透水层含泥质砂卵砾石,进入强风化花岗岩层1m.由于各段上部相对隔水层层位及埋深不同,下伏基岩面埋深标高也相差较大,其板墙高度分别在11～39m之间. 2.7水下混凝土灌注桩内江混凝土拌和楼属于左岸施工临建工程,位于坝轴线上游回填土场地上,主要承担内江工程的混凝土供应,其基础由92根灌注桩组成.场地自上而下多层分布:素填土,褐灰色粘土,灰黑色粉质粘土,含泥质砂卵砾石,下伏弱风化花岗岩.灌注桩桩径1m,平均深度23m,桩身人岩2m,根据钻孔结构要求,采用SPE一500型冲击钻.2.8粉体喷射搅拌桩长洲水利枢纽工程左右岸边坡,因基础位于河床内,上部覆盖层2m范围为淤泥质土,下部2.5rn为河沙层,地下水丰富,采用传统工艺护坡坡脚无法施工至持力层,适用粉体喷射搅拌桩施工.粉体喷射搅拌法利用桩头搅拌力及压力,将石灰,水泥等粉体固化材料与地基土一道强制均匀搅拌,形成土和掺和料的混和物,从而产生一系列的物理一化学反应,形成柱状加固体,增大了桩体与桩间土的摩擦力,提高土的稳定性能和力学性能,并与桩间土共同形成良好的复合地基.一般在掺入15%水泥的情况下,90d龄期的无侧限抗压强度可达20MPa.该工程属软地基处理工程,设计桩直径为0.8m,桩圆101红水河2009年第6期心距1,3m,重叠成桩,桩持力层砂砾石层1m,搅拌水泥浆以增加地基承载力.3基础处理施工及其效果3.1固结,帷幕灌浆工程固结灌浆和帷幕灌浆均采用50mrlq金刚石钻头或合金钻头,灌浆材料以纯水泥浆液为主,标号 为超细P.042.5水泥,先进行试验调整相关参数再进行全面施工,上覆盖重的抬动值小于0.1l"nl"n,灌浆后的质量检查均以压水试验为主,压水试验的压力采用灌浆压力的80%,且不大于1MPa.固结灌浆采用栓塞试孔内循环全孔一次灌浆工艺;帷幕灌浆采用孔口封闭自上而下灌浆工艺.电站厂房固结灌浆分二序施工,灌浆压力为0.4--0.8MPa,一序孑L单位水泥注入量为45.32kg/m,二序孔单位水泥注入量为39.84kg/m,平均单位水泥注人量为42.58kg/m,检查孔单位水泥注入量为2.63kg/m,减少94.4%,灌前透水率为45.5Lu,检查孔透水率仅为0.5Lu,岩石波速从1700m/s上升到3500m/s.泄水闸灌浆压力为0.45a,单位水泥注入量为36.23kg/m,检查孔单位水泥注入量16.17kg/m,灌前透水率为10.58Lu,检查孔透水率仅为1.7Lu.灌浆效果显着.帷幕灌浆压力为0.3～0.7MP3.电站厂房帷幕孑L平均单位水泥注入量为43.08kg/m,检查孔单位水泥注入量为1.95kg/m,减少95.5%,灌前透水率为7.O6Lu,检查孔透水率仅为0.7Lu;泄水闸帷幕孔分三序施工,平均单位水泥注入量为18.93kg/m,检查孔单位水泥注入量1kg/m,各序孔灌前透水率为2.54～1.98Lu,检查孔透水率仅为0.95Lu.帷幕灌浆防渗效果良好.3.2锚筋桩预应力锚筋桩分布在内江厂房混凝土围堰1～4结构段,其中1段桩长9m,人岩7m,三排共60根,2～4结构段桩长7m,入岩5m,三排共180根. 锚筋桩利用4根36钢筋捆绑焊接,12的定位钢筋与主筋焊接,20钢管固定在钢筋上,通至孔底加注M30水泥砂浆.钻孔采用锚固钻机钻孔,孔径为1501TIITI.施工工序如下:施工准备一布孔一钻孔一清孔一注水泥砂浆一插锚筋桩一孔口封堵一注浆一验收.锚筋桩在后方加工厂下料制作,加工时将进回浆管一起放人锚桩中,加工完成后整体运至施工区.锚筋桩安装采用机械配合人工安插.封孔采用水泥掺加水玻璃进行,掺加量为水泥用量】02的3%,水灰比采用(0.38～0.45):1.施工完在混凝土围堰第一结构段选择3根锚筋桩进行拉拔试验,结果满足设计要求,施工效果优良.3.3锚杆锚杆均为全长注浆的水泥砂浆锚杆,采用"先注浆后安装锚杆"的程序施工.水泥砂浆标号M20砂浆.锚杆施工前要进行锚杆注浆密实度试验,确定水泥砂浆的配合比,使砂浆配合比满足粘度和强度的要求,保证灌注的水泥砂浆完全充满锚杆孔.锚杆孔深小于4ITI的采用手风钻;孔深大于4m的采用KHYD75A岩石电钻钻孔.锚杆孔的钻孔按施工图纸布置的孔位进行,孔位偏差不大于10cm,孑L深偏差不大于5cm,锚杆孔的孔轴方向一般垂直于开挖面,局部滑动的节理面位置可调整钻孔的入岩方向,其与滑动面的交角要大于45..锚杆灌浆水泥用P.042.5普通硅酸盐水泥,中细砂,最大粒径不大于2.5mm,使用前进行过筛.0.4L拌浆机现场拌浆,灌浆机灌注砂浆.锚杆安 装前,将锚杆孔用高压水冲洗干净,锚杆安装徐徐插入并作好孔口的封浆,以免砂浆流失造成锚杆密实度不够,锚杆插入后孔口加楔固定并封堵严实,在砂浆未终凝前不得敲击,碰撞或拉拔.护坡锚杆施工按钻孔,固壁,扫孔,锚杆安装,注浆等步骤进行.遇涌水,漏失现象严重处,要用水泥水玻璃将不稳定孔段进行封孔待凝24h再钻孔,锚杆安装后立即用砂浆泵泵注M20砂浆,孔口用人工拌合水泥砂浆将孔口充填密实.抗浮锚杆施工按钻孔,钻孑L清洗,注浆,插锚筋,封口等步骤进行.钻孔验收合格后,用砂浆泵将水泥砂浆泵人孔内,孔口用人工拌合水泥砂浆将孔口充填密实.3.4高压摆喷,旋喷灌浆高压摆喷灌浆:内江,中江土石围堰均采用高压摆喷板墙形成防渗帷幕,设计孔距1.6m,摆喷角3O.,采用三管法摆喷形式,灌浆后形成微折形连续板式防渗墙.本工程施工分为两个作业区,一区在上游围堰由左岸向右岸进行,二区在下游围堰由左岸向右岸进行,最后在右岸纵向围堰汇合.高喷灌浆的施工步骤为先成孔,后将灌浆管插至孔底,由下而上进行喷射灌浆.钻机采用地质钻机(SGZ一Ⅲ型),在经检查孔号,桩位正确后开孔,开孔段采用慢速成孔,待进行一定深度后正常作业.摆喷作业前将摆喷方位及角度调整到设计要求值,提升时应先将三重管下至设计孔深,将配制好的水泥浆液,水,王贤:长洲水利枢纽内江,中江工程地基处理施工空气通过浆泵,高压水泵,空压机输入水,气,浆管,待泵压,水压,气压均达到设计参数且孔口返浆比重 达到不小于1.3g/cm3后按要求的提升速度作业.浆液原料为P.042.5水泥及水,即水灰比约为0.8:1～0.6:1.严格控制提升速度,并随时观察浆压和流量的变化;为了保证搭接良好,不形成渗漏通道,在河床砂砾石层与基层接触面积砂砾石层与粘土层接触面均进行复喷,复喷时间为2min.施工结束后,采用围井注水法对摆喷灌浆进行质量检查.经质量检查结果发现,防渗墙的垂直度,连续性,均匀性和搭接程度,浆体固结体强度等,均在设计要求范围内,效果良好.高压旋喷灌浆:内江工程左,右岸重力坝与土坝相接部位防渗灌浆施工采用高压旋喷灌浆形式,灌浆孔孔距横向为1.2m,纵向为1.3m,旋转角度360.,水泥浆液采用P.042.5硅酸盐水泥,浆液比重1.6～1.7,高压喷射灌浆采用三管法旋喷形式,灌浆后形成重叠连续搭接板式防渗墙.在经检查孔号,桩位正确后,钻机就位一调平,垫稳钻机一成孔.引孑L施工达到要求移机后,高压旋喷及时跟进,旋喷施工时地面高程较高,成孔较深的部位采用三排成墙,地面高程较低,成孔较浅的部位采用两排成墙的成墙方法.旋喷作业前将高喷台车的水平度及喷管的垂直度调整到要求值,提升时先将三重管下至设计孑L深,将配制好的水泥浆液,水,空气通过浆泵,高压水泵,空压机输入水,气,浆管,待泵压,水压,气压均达到设计参数方可提升喷管进行旋喷施工.对于不同土层可以根据勘察资料和试喷结果进行提升速度的合理调整,在深部含泥砂卵砾石层中为确保帷幕形成可考虑提升速度略慢,在上部淤泥质土层中可考虑提升速度略快. 施工结束后,采用钻孔压水检查法进行质量检查,质量检查结果发现防渗墙的连续性,均匀性,浆体固结体强度,均在设计要求范围内,渗透系数小于l×10一cm/s.效果良好.3.5水下灌注桩施工拌和楼灌注桩钻孔平台安设在200mm×300InlTl的枕木上,钻孔平台用水平仪校平,确保施工过程中不发生倾斜,移动等现象.泥浆池分段就地开挖,容积约为桩体积的1.5～2倍,钻孔护壁泥浆以原土造浆为主,人工造浆为辅,人工造浆材料采取高朔性粘土或膨润土,制浆时先浸水再机械搅拌成浆.注入干净泥浆的比重控制在1.2～1.45左右,排出泥浆的比重控制在1.3～1.6之间.成孔过程中定期测量泥浆的比重,测定泥浆的粘度20~22s,含砂率小于8%.土层钻进可适当提高转速,增加压力.钻进表面不平整的岩层时,降低转速,停止施加压力,必要时提钻钻进或安装导向筒,待钻人全断面基岩后再恢复正常钻进.正常钻进时泥浆比重保持在1.2～1.4左右,不宜过低,避免岩渣浮不上来,掏渣困难.清孔时将管头提离孔底20～50ClTI,维持冲洗液正循环流动,直至孔底沉碴最大厚度小于设计要求为止,清孔后,控制孔口泥浆的相对密度为1.05～1.20,粘度为12~20S,含砂率小于4%.钢筋制安均按照设计图纸及有关要求进行.混凝土施工时,采用强度C25,坍落度18～22ClYl,第一罐混凝土量为1.5m3.开始后量约为1.2m3.开始浇筑前,先检查孔底沉渣厚度,不合要求时重新清孔;浇筑时,保证导管底部距孔底0.3～ 0.5ITI,且保证混凝土的储备量,使导管底第一次埋入混凝土面以下1.5m以上.当导管内混凝土面不满时徐徐灌入混凝土,以防止桩体内混凝土疏松;当混凝土面上升顶托钢筋笼时,放慢灌注速度,适当控制导管埋深,防止钢筋笼上浮.灌注桩施工结束后28d,对成桩项目进行检验和检测,灌注桩的每根取一组混凝土样,每组3块,强度和密度均达到设计要求;采用RS一1616K基桩动测仪,高阻尼速度传感器等设备,利用反射波法原理检测桩身完整性和承载力,检验证明桩身完整性较好,桩基承载力满足设计要求.3.6粉喷桩施工长洲水利枢纽工程两岸边坡,属冲积粘性土质边坡,地质条件复杂,坡底软地基较薄弱.采用粉体喷射搅拌桩施工进行坡底基础地基处理,可增加坡底软基础的承载力,桩径0.8m,桩圆心距1.3m,深度进入持力层.喷粉桩加固地基的机理是利用粉体喷射桩机在钻孔过程中,用高压空气将粉状固化剂以雾状喷入被加固的软土中,凭借机械上特制的钻头叶片的旋转,使固化剂与原位软土就地强制搅拌混合;固化剂吸水后进行一系列物理化学反应,使桩位原土由软变硬,形成整体性好,水稳性强和承载力高的新桩体;这种桩体与桩问土相互作用形成比天然软土地基承载力有大幅度提高的复合地基.施工工序流程如下:桩机就位一预搅下沉一喷浆提升一复搅下沉一搅拌提升一桩机移位.在经检查桩位正确后,搅拌机就位一调平,回转搅拌钻进,钻进过程中,仔细观察下沉速度,如出现异常情况,及时分析原因并采取相应措施,终孔深度(下转第110页)103 红水河2009年第6期7档案安全保管及现代化管理件,方便查询和利用,以实现档案更有效管理.为保证档案管理工作的正常开展,公司在成立开始就为档案室配备了档案专用库房及专用档案柜,可满足工程前期档案保管的需求.但随着工程建设进展,临建及辅企项目陆续完成,主体标段也陆续开工建设,小的档案库房及落后的档案装具已不能满足保管要求.因此在2008年规划建设新办公楼时即同时要求规划了可满足整个枢纽工程档案保管的库房,紧挨库房设置了阅览室和档案人员办公室,为了便于保管与管理,档案装具采用了目前较先进的手动密集柜.同时购置东方飞扬档案管理软8结语通过多年的探索与实践,长洲水利枢纽工程的档案管理工作取得了很好的成效,建立了完善的管理体系和健全的档案管理制度,统一规范了各参建单位竣工档案的整理,各参建单位的竣工档案整编,归档工作正在有序进行.下一步我们将继续探索重点建设工程项目档案管理的新方法,使长洲水利枢纽工程档案管理工作能再上一个台阶,为长洲水利枢纽工程顺利通过达标投产考核做出应有的贡献.StudyonFileManagementforConstructionProjectofChangzhouHydraulicComplexLIWen-xing,YANGXu(GuangxiChangzhouHydropowerDevelopmentCo.,Ltd,Wuzhou543002)Abstract:Thesystem,per~nneltraining,filereviewandhandover,processcontrol,professionaltraininginre—lationtofilemanagementofChangzhouHydraulicComplexareintroducedforreferenceofkeyprojects. Keywords:file;managementsystem;managementregime;review;handover;ChangzhouHydraulicComplex(上接第103页)达到设计桩底要求.预搅下沉(至设计标高),原位搅拌喷灰(浆)30s;搅拌均匀后提升,控制好提升速度;同时喷干水泥粉或水泥浆搅拌(依试桩情况确定各项参数),停灰(浆)面高于桩顶设计标高0.3～0.5m;重复搅拌提升,直到停灰(浆)面,上部回填5%灰土(或水泥土)并压实;关闭搅拌机械移位至下一桩位.长洲边坡坡脚粉喷桩施工,共施工粉喷桩17600m,有效地提高边坡坡脚承载力.4结语长洲水利枢纽工程的厂房,泄水闸已投入运行.虽然工程地质条件复杂,但基础处理针对不同情况,采用了多种方法,制定一整套有效的施工计划,优化施工工艺,确保工程项目的顺利进行,经工程运行结果表明长洲水利枢纽内江,中江工程基础处理是成功的,效果良好,可供其他类似工程提供成功经验.FoundationTreatmentforWorksonInnerandMidRiversofChangzhouHydraulicComplexWANGXian(SinohydroEngineeringBureau4Co.,Ltd,Xining810006)Abstract:ThegeologicconditionsofChangzhouHydraulicComplexarerathercomplicatedDifferenttreatmentmeasuresaretakenfordifferentpartssincethefoundationissoftandtheconstructionengineeringmeetsgreatdifficulties.Desirableresultsareachievedthankstooptimizationofconstructionschemeandapplicationofad—vancedengineeringtechnique.TechniquesoffoundationtreatmentfordifferentpartsofworksattheinnerandthemidriversoftheComplexarepresented. Keywords:foundationtreatment;grouting;high—pressureswingjetgrouting;rotaryjetgrouting;construc—tion;ChangzhouHydraulicComplex110'