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惠蓄电站高压隧洞7.5MPa高压化学灌浆施工技术
【摘 要】惠州抽水蓄能电站输水系统化学固结灌浆灌浆压力7.5 MPa。7.5 MPa的高压化学灌浆在国内是首次应用,对惠州抽水蓄能电站输水系统高压化学固结浆灌设计与施工的总结分析,了解抽水蓄能电站高压水头岩体的可灌性及必要性,对水工高压输水隧洞围岩在高压水头和特殊地质缺陷部位,高压化学灌浆进行加固理由进行了分析与探讨,同时探讨其相关的措施、工艺和参数的确定,对其他工程有一定借鉴作用。
  【关键词】惠蓄电站;高压隧道;化学灌浆
  1、概况
  广东惠州抽水蓄能电站(以下简称为惠蓄电站),装机容量2400MW,枢纽工程由上水库、下水库、输水建筑物、地下厂房洞室群、地面开关站及永久公路等组成。电厂分为A厂和B厂,“一洞四机”布置,上库正常蓄水位 762m,调节库容2740万m3;下库正常蓄水位 231m ,平均水头532.40m ,隧洞钢筋混凝土衬砌,洞径在3.5~8.5m之间。为了提高隧洞结构对高水头压力的防渗能力,设计在高压管段和地质缺陷地段进行环氧树脂化学灌浆处理(以下简称为化学灌浆)。
  高压隧洞(下斜洞、下平洞及高压岔管和支管)均为花岗岩;地面高程386~526m,山坡坡度10~35°,隧洞两侧山体较雄厚,山体稳定;洞顶埋深250~380m;岩性为花岗岩及少量后期侵入的闪长玢岩脉;共揭露5条断层,均为陡倾角断层,且断层走向与洞向夹角较大,其中(f65)、(f33)断层带宽0.5~5.0m,其余断层带宽度在0.1~0.3m之间。
  围岩呈微风化状,洞顶弱~微风化岩厚250~372m。洞段岩体完整~较完整为主(RQD值80~100%,声波平均值4860m/s),受断层影响完整性差。大岩体透水性微弱,属相对隔水层;但断层带透水性好,是透水通道,其中(f65)与f304连通,构成良好的透水通道。洞段以Ⅰ、Ⅱ类围岩为主,为Ⅲ、Ⅳ类围岩。Ⅰ类围岩占42.7%,Ⅱ类围岩占43.0%,Ⅲ类围岩占11.2%,Ⅳ类围岩占3.1%。
  2、化学灌浆目的
  为了保证水道系统的安全和稳定,在水泥灌浆结束后进行化学灌浆,化学灌浆的前提是将水泥灌浆做好,严格制约水泥灌浆质量,水泥浆液是充填、劈裂封堵大裂隙,增加结构强度,才能确保化学灌浆质量的有效性。高压化学灌浆技术就是利用灌浆机产生的持续高压,将化学料液灌注到围岩及砼内部的缝隙中,并将缝中的水完全挤走,将缝隙完全填充满,达到补强和防渗加固的目的。
  (1)加固补强的高分子化灌材料进行固结灌注充填,使隧洞围岩松动圈及地质构造缺陷的基岩得以加固。
  (2)进行化学灌浆使隧洞混凝土衬砌与围岩的接缝有效紧密结合,起到好的补强效果。
  (3)高压灌注,利用改性环氧防水补强抗渗剂的高渗透性,能够发现隧道衬砌结构的缺陷部位,并可以起到有效修补作用。
  化学浆材选择应掌握的原则:一是浆材的可灌性,所选化学浆材能够灌入裂缝,充填饱满,灌入后能凝结固化,以达到补强和防渗加固的目的;二是浆材的耐久性,所选用材料在使用环境条件下性能稳定,不易起化学变化,并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度,不易脱离分开。
  3、主要性能指标
  化学材料主要物理及力学性能指标见表1、2
  4、施工技术
  4.1 化学灌浆施工工序
  (1)环间不分序,从低处往高处灌注,环内从底孔至孔顶灌注;
  (2)高压引水岔管灌浆次序:先帷幕化学灌浆后固结化学灌浆,环间、环内均不分序、不分段,环内从底孔至孔顶灌注的方式灌注。
  (3)引水支管灌浆次序:帷幕化学灌浆先进行下游排孔灌浆,后进行上游排孔灌浆,环间不分序,帷幕灌浆施工完成后进行固结灌浆,环间不分序,环内从底孔至孔顶灌注。
  
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