导流隧洞出口围堰施工及水流控制

第1节导流隧洞出口围堰施工及水流控制

1、概述

4.1.1 工作内容

本合同段的施工导流及水流控制主要工作内容包括：

（1）导流隧洞出口围堰设计、施工。

（2）为保证本标段内各项工程顺利施工所必须设置的所有各等级控制导引和排干水流的设施。

（3）出口围堰的防汛、度汛工作。

（4）导流洞出口围堰的拆除。

4.1.2 施工导流

本工程导流洞出口围堰按全年挡水围堰设计，设计标准按全年五年一遇洪水标准。挡水时段为2003 年5 月～2004 年5 月，在此时段内在出口围堰的防护下，进行导流洞出口明挖、1#隧洞出口段洞挖及出口砼浇筑等工作，2004 年6 月30 日完成拆除围堰。

2、出口围堰设计

4.2.1 堰顶高程计算

依据招标文件，导流隧洞为IV 级水工建筑物，出口围堰按照五年一遇洪水标准设计，P=20%时最大洪峰流量为11100m3/s，所对应的洪水水位464.08m，考虑施工现场不确定因素，堰顶设计高程为465.5m。

4.2.2 围堰堰型设计

考虑到现场地形、地质条件和进围堰施工道路布置，出口围堰设计为土石围堰。

围堰防渗采用高压旋喷墙上接土工膜的形式，其中高程445m 以下采用高喷墙防渗，高压旋喷墙灌浆孔设一排，孔距1m，最大深度20m。高程445m 以上采用土工膜防渗，土工膜呈“之”字形布置，折皱高度80cm，水平宽度2.0m，随堰体填筑逐层加高。

堰顶高程465.5m，堰底高程在430.0m 左右，堰体迎水坡坡比为1：1.5，背水坡坡比为1：1.8，围堰顶宽8m，泥结碎石路面宽7.5m，两侧设置浆砌石防撞墩。堰体填料采用就地利用河床砂卵石及出口开挖石碴。

出口围堰平面布置及断面设计详见附图GPT/C02-T-03、GPT/C02-T-04。

4.2.3 出口围堰主要工程量

出口围堰工程量见表4-1。

表4-1 出口围堰工程量表

3、出口围堰施工

4.3.1 高喷防渗墙施工

下游围堰2#导流洞下部河床覆盖层厚10～20m，为崩塌、崩积、坡积块石、碎石、粘土及冲洪积的砂砾石混杂，碎块石含量较高，透水性较强。

根据本工程特点，拟采用三管高压旋喷法进行施工，选用XY-2PC 地质钻机造孔，BZK-3A 步履式喷灌机作业，并设置质量控制点进行重点控制。

4.3.1.1 施工布置

（1）施工平台：在防渗墙轴线两侧各2m 范围，堰体填筑严格控制块石用量，尽量使用含泥量较高的碎渣填筑。碎块块径控制在10cm 以内。在形成的高喷作业平台上，防渗墙轴线两侧布置高喷机械和钻机作业平台、机械行走道路、排水沟、排浆沟和冒浆回收池、废浆沉淀池、水泥浆制浆平台、高压水泵泵房、供水管, 空压机供风系统等。

（2）机具布置：根据现场实际，考虑钻孔、旋喷、废浆排放的安全与方便，将高喷机械设备布置在防渗轴线的一侧平台上，钻具、喷管等机具均摆放在防渗轴线的另一侧平台上。

（3）水泥浆系统的布置：水泥浆制浆平台按喷机配套设置，布置在防渗墙轴线一侧。制浆平台为木结构形式，平台面积10×12m2，安装1 台NJ—600 型高速浆液搅拌机和一台1m3低速浆液搅拌桶。新鲜的水泥浆由1 台2SNS 柱塞式灌浆泵泵送至高喷作业部位进行灌浆。（4）在制浆站附近布置高压水泵泵房，安装2 台3D2 SZ75/50 高压水泵和1 个1 m3水箱，水源采用系统供应。

（5）每个供风站安装1 台 VY9/7 空压机。

（6）其他布置：供电线路用电缆就近搭火，顺轴线方向架设一趟照明线，安装碘钨灯照明。

4.3.1.2 施工程序

（1）开工前先根据本工程特点、设计要求和我公司类似工程的施工经验确定工艺、参数、浆液配比等，并根据施工实际情况随机进行调整。

（2）高喷防渗墙施工拟分段（部位）作业，依次成墙。

（3）高喷防渗墙各旋喷孔分序施工，间隔成墙，然后连接成整墙。即按旋喷孔编号划分为一序孔和二序孔，先完成一序孔（奇数孔）的造孔与喷射灌浆后，再钻进二序孔（偶数孔），并完成旋喷灌浆。

（4）高压旋喷灌浆的施工工艺流程见图4-1。

（4）施工方法及主要技术措施

高喷防渗墙采用旋喷形式，成墙有效厚度为50cm，防渗能力满足围堰防渗要求。

根据地层情况和设计要求，拟采用的施工参数为：

孔距 1.0m 水量 70-75L/min 浆压 2MPa

进浆流量 80L/min 提升速度 8-10cm/min 浆液比重≥1.6g/cm3

旋转速度 7~8r/min 水压 35~38MPa 风压 0.5-0.7MPa

①测量放样：在防渗墙施工平台形成后，由测量人员准确放出防渗墙轴线和旋喷孔的孔位，在孔位打上木桩作为标记，确保孔位准确，并在适当位置布置控制点，进行施工期的检测和校核。

②钻孔：根据工程的特点，采用“三重管钻孔喷射法”进行施工，即选用BZK-3A步履式高喷机喷灌，XY—2PC 型地质钻机进行旋喷孔钻孔作业，孔径φ130mm，用SM或NG 植物胶泥浆固壁。钻进过程中要记录完整，终孔要经值班技术员签字认可，不得擅自终孔。

为了确保墙体的连续性，采取切实可行的钻进措施，控制孔位偏差不大于5cm；

每钻进5~10m 孔深，用KXP—1 型测斜仪检测一次孔斜，发现超斜，及时纠偏，确保钻孔偏斜率控制在1.5% 以内。钻孔孔深深入基岩面以下0.5m。

③下喷射管：将喷射管下放到孔底，为防止喷嘴堵塞，可采用边低压送水、气、浆，边下管的方法。

下放喷射管之前，进行全面试压，一切正常后下放入孔；喷管下到孔底时，通知质检人员到场检查，确认具备灌浆条件后方开喷。

④喷射灌浆：当喷射管下放到设计深度后，送入合乎要求的水、气、浆，孔底驻喷3min，待注入的浆液冒出地面后，按预定的提升速度、旋喷速度，自下而上边喷射、边转动、边提升，直到设计高度。

喷射灌浆开始后，现场工程师、质检员经常检测和监测高喷的流量、气量、压力、浆液密度以及转动速度、提升速度等各项施工技术参数是否符合设计要求，并且随时做好记录。

喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，且在邻孔喷射时利用孔口冒浆反复回灌（在粘土层中或淤泥层中喷射时的冒浆不能回灌），直至孔口浆液面不再下沉为止。

⑤冒浆回收和处理：施工过程中，对于孔口冒浆通过排浆沟引流到现场回收池内，用污水泵抽回制浆站进行再生处理；对于不能利用的废浆则导入废浆沉淀池，按规定进行处理，避免废浆乱排乱流，搞好文明施工。

⑥清洗：当喷射到设计高程，喷射完毕后，及时将各管路冲洗干净。

4.3.1.3 高喷灌浆的过程质量控制

（1）原材料的质量控制：水泥采用强度等级为42.5 级的普通硅酸盐水泥(有出厂合格证和材质证明单)，进场水泥必须进行抽检。

（2）钻孔的成孔率是决定高喷成败的关键,在堰体抛填松散体中造孔,尤其是在河床块石和砂卵石层中造孔,成孔比较困难，通常的做法是跟管钻进，但此方法不仅成本高，而且工效低，不能满足进度要求，故拟采用SM 或NG 植物胶低固泥浆固壁钻进。通过三峡工程的运