專利名稱：：水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于水利水電工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及高壓水頭下水工洞室內(nèi)出現(xiàn)的大流量高速射流進(jìn)行有效封堵灌漿的施工技術(shù)。
背景技術(shù)：
：水利水電工程施工過(guò)程中，在各工程關(guān)鍵線路中的洞室開(kāi)挖爆破施工過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)地下水位快速涌高、水頭壓力抬升過(guò)快等工程工況，經(jīng)常突發(fā)滲水、涌水情況，同時(shí)伴生有塌方、塌陷、大面積滲水、大流量高速射流等工況，處理難度極大，屬于高危險(xiǎn)作業(yè)，對(duì)施工中關(guān)鍵線路施工進(jìn)度和施工人員設(shè)備安全造成極大影響，對(duì)其進(jìn)行處理的時(shí)間將直接影響到關(guān)鍵線路節(jié)點(diǎn)工期及后續(xù)工程節(jié)點(diǎn)工期的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)其處理的施工質(zhì)量將直接影響主要建筑物的運(yùn)行安全，其處理效果也將直接影響到后續(xù)工程的時(shí)間安排以及因采取各種措施進(jìn)行處理的直接經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。在以前發(fā)生的突發(fā)性出水工況，大多數(shù)均為水頭壓力較小、滲水點(diǎn)面不集屮、流量不大、流速較小，常規(guī)處理措施比較成熟，可用處理辦法較多，一般采用引排堵結(jié)合的原則進(jìn)行處理，即對(duì)水流進(jìn)行一定程度的引排后，強(qiáng)澆混凝土，以混凝土為蓋重，待達(dá)到一定強(qiáng)度后再對(duì)其進(jìn)行灌漿處理。但對(duì)于高壓水頭、大流量、高速射流工況，由于其成因復(fù)雜，同時(shí)伴生各種復(fù)雜況，可能涉及多部位、多工種、多成因，處理方法極為復(fù)雜但又相對(duì)有限，目前為止，國(guó)際國(guó)內(nèi)尚無(wú)極為有效的處理手段。一旦發(fā)生此類(lèi)工況，若處理措施不當(dāng)，必將導(dǎo)致整個(gè)工程進(jìn)度嚴(yán)重滯后，處理工期延長(zhǎng)，處理費(fèi)用增大，會(huì)造成極大直接或間接經(jīng)濟(jì)損失。光照水電站是北盤(pán)江干流的龍頭梯級(jí)電站。電站裝機(jī)容量1040MW(4X260麗)，水庫(kù)正常蓄水位EL.745m，死水位EL.691m，總庫(kù)容32.45億m3，死庫(kù)容10.98億m3，光照水電站導(dǎo)流洞過(guò)流斷面為11.5mX16m(寬X高)的城門(mén)洞型，洞長(zhǎng)804.863m，進(jìn)、出口高程分別為EL.583m及EL.581.5ra。導(dǎo)流洞永久堵頭位于樁號(hào)k0+270k0+300段，長(zhǎng)30m,采用雙楔形結(jié)構(gòu)，堵頭按I級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。電站下閘蓄水后，當(dāng)大壩上游庫(kù)區(qū)水位上升至EL.650.2m時(shí)，導(dǎo)流洞永久堵頭拱頂突發(fā)縫隙大流量高速射流透水，射流高程約EL.599m，射流水平挑距24m,計(jì)算流速22m/s，泄水量約1.08mVs，水流呈霧化狀，出水縫面長(zhǎng)度約6m。透水同時(shí)，在導(dǎo)流洞上部右岸EL.612m灌漿隧洞底板有明顯冒氣現(xiàn)象。大部分專家提出了將庫(kù)水放掉將水位降低后進(jìn)行封堵處理的方案，從安全上考慮，該方案是最可靠的處理方案，但由此將造成的直接經(jīng)濟(jì)損失會(huì)超過(guò)2億元，間接損失也非常巨大。為了減少這些損失，則必須在130tn高水頭條件下迸行封堵，這是一道世界水電工程施工中未曾遇到的難題。在此之前已經(jīng)對(duì)透水常規(guī)處理中，主要采取模袋灌漿為主、臨時(shí)平壓堵頭為輔的處理方案。常規(guī)前期處理措施中，共計(jì)耗去前期常規(guī)處理費(fèi)用150萬(wàn)元。完成鉆孔27個(gè)，基巖鉆孔1651.8m，投入各種規(guī)格模袋18個(gè)，灌入漿量63.452m3，拋投封堵級(jí)配料24.5m3，拋投封堵卵石9.02m:'，拋投麻棒486段，拋投封堵橡膠球4949個(gè)(4)40咖4>70mm)，漏水縫面擋水板封堵2塊。前期處理措施即是采用常規(guī)處理方法，結(jié)果說(shuō)明，用常規(guī)方法無(wú)法完成對(duì)這種130m高水頭下導(dǎo)流洞永久堵頭的高速射流透水事故的處理，常規(guī)方法僅能在一定時(shí)間內(nèi)控制漏水，滲水不迅速擴(kuò)展。最終未能從根本上止漏，水流流量變化不大，僅水流流向及流速發(fā)生一定改變。為此，申請(qǐng)人研發(fā)了"130m高水頭下大流量高速射流封堵"施工技術(shù)方案，在右岸EL.612m灌漿廊道鉆孔至導(dǎo)流洞頂部空腔進(jìn)行封堵灌漿取得了成功。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，通過(guò)對(duì)以往的多次處理突發(fā)涌水、滲水工況處理失敗和成功的原因進(jìn)行分析，依托光照水電站130m高水頭下導(dǎo)流洞永久堵頭的高速射流透水處理過(guò)程展開(kāi)技術(shù)攻關(guān)，提出安全可行的封堵技術(shù)方案，指導(dǎo)施工，達(dá)到永久堵水的目的，在這此成功工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)技術(shù)方案，形成了對(duì)130m高壓水頭以下，一套完整、安全封堵技術(shù)方案。本發(fā)明水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，其技術(shù)方案是這樣的，首先，確定透水位置，對(duì)各種水電站容易產(chǎn)生透水位置，透水點(diǎn)壓頭大小進(jìn)行劃分，依次為大壩基礎(chǔ)未處理好的溶洞、斷層透水，導(dǎo)流洞周?chē)鷿B水透水、導(dǎo)流洞堵頭透水，灌漿隧洞部分滲水透水，上部灌漿隧洞以上壩及周?chē)鷰r層的疏松結(jié)構(gòu)滲水透水，對(duì)于在上述四種不同的透水位置的封堵，采用不同的封堵灌漿技術(shù)；①透水產(chǎn)生為大壩基礎(chǔ)未處理好的溶洞、斷層透水，透水點(diǎn)一般在壩前期，一般開(kāi)始蓄水就會(huì)出現(xiàn)；采用《圍堰高效快速防滲堵漏技術(shù)》(申請(qǐng)?zhí)?007100777532)方法為采用的封堵灌漿技術(shù)為鉆孔、安裝灌漿射漿管路、灌漿的步驟，其中，鉆孔全孔采用風(fēng)動(dòng)潛孔鉆偏心跟管鉆進(jìn)，鉆孔結(jié)束后，安裝好灌漿射漿管路，再用拔管機(jī)將孔內(nèi)套管拔出，然后通過(guò)灌漿射漿管路的灌漿尾管向孔內(nèi)加壓灌漿，將全部的鉆孔加壓灌漿完畢，就完成了圍堰的高效快速防滲堵漏過(guò)程；在透水處附近區(qū)域進(jìn)行灌漿封堵處理，根據(jù)水庫(kù)蓄水高度，或透水處的水壓大小來(lái)調(diào)節(jié)防滲堵漏技術(shù)中灌漿的壓力，在透水、滲水部分壓頭高于50m130m時(shí)，要求同時(shí)采用本發(fā)明《高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)》中的"高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置"及"高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置"兩種裝置進(jìn)行灌漿封堵；②透水、滲水位置為導(dǎo)流洞周?chē)鷿B水透水、永久堵頭透水水頭壓頭高至50ra130m時(shí)，本發(fā)明選擇與透水導(dǎo)流洞位置與原施工最近的同在大壩一側(cè)的灌漿隧洞內(nèi)與導(dǎo)流洞交叉部位進(jìn)行堵漏工作，從同側(cè)的灌漿隧洞確定位置鉆孔至導(dǎo)流洞永久堵頭頂部空腔，安裝灌漿管路，實(shí)施《高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)》中的"高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置"及"高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置"進(jìn)行灌漿封堵工藝施工；③灌漿隧洞、上部灌漿隧洞以上壩及周?chē)鷰r層的疏松結(jié)構(gòu)滲水透水，采用《圍堰高效快速防滲堵漏技術(shù)》(申請(qǐng)?zhí)?007100777532)堵漏方法在透水處進(jìn)行封堵灌漿完成透水的封堵；上述水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，對(duì)于②確定為導(dǎo)流洞周?chē)鷿B水透水、永久堵頭透水，施工時(shí)人員和設(shè)備面臨130m左右高水頭壓力風(fēng)險(xiǎn)，采用的導(dǎo)流洞周?chē)鷿B水透水、永久堵頭透水堵漏施工技術(shù)方案①首先將導(dǎo)流洞永久堵頭上部透水通道內(nèi)水流由動(dòng)水改變?yōu)橄鄬?duì)靜止工況；在永久堵頭下游導(dǎo)流洞內(nèi)設(shè)置現(xiàn)澆混凝土平壓堵頭進(jìn)行平壓，促使永久堵頭透水通道處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，平壓堵頭內(nèi)設(shè)置鋼閘門(mén)，以便作為后期灌漿效果檢查以及進(jìn)入永久堵頭預(yù)留廊道進(jìn)行回填固結(jié)灌漿的進(jìn)場(chǎng)通道；②承受130m高水頭壓力下，為保證在灌漿廊道鉆孔至導(dǎo)流洞頂部空腔處的鉆孔安全、防孔內(nèi)高壓力返水，采用集鉆桿內(nèi)止水、排水泄壓、孔口封閉、鉆灌施工安全等多功能于一體的"高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置"及"高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置"，解決了孔內(nèi)高水頭涌水工況下安全鉆孔灌漿的施工；(D由于存在局部滲流，致使透水通道內(nèi)還存在一定動(dòng)水工況，配制專門(mén)針對(duì)動(dòng)水工況下，還能保持良好凝結(jié)性能及強(qiáng)度的"水下不分散自流密實(shí)砂漿"和"水下不分散純水泥漿"作為主要灌漿材料；然后，進(jìn)行施工準(zhǔn)備一鉆孔至基巖3m鑲鑄4)75孔口管11—安全性試壓水—鉆進(jìn)至第一層脫空17—灌注水下不分散自流密實(shí)砂漿一鉆進(jìn)至第二層脫空19—灌注水下不分散自流密實(shí)砂漿一鉆進(jìn)至堵頭混凝土21內(nèi)0.5m—灌注水下不分散純水泥漿一灌漿封孔。上述水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，封堵灌漿施工工藝使用的"高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置"，它是由^42鉆桿l，孔口封閉器壓蓋2，孔口封閉器膠球3，4)89孔口封閉器4，Dg75不銹鋼球閥5，cj)50排水支管6，Dg50不銹鋼球閥7，壓力表8，Dg50不銹鋼球閥9，4>50排水支管IO兼進(jìn)漿管，cl)75L-3.6m孔口管11，S=10mm邊長(zhǎng)0.2m加固鋼板12，d>25mm，L=1.5m注漿錨桿13，開(kāi)孔4>91mm鉆孔入巖14、鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置15,小47鉆孔16，永久堵頭上層脫空17，導(dǎo)流洞襯砌砼18，永久堵頭下層脫空19，前期處理投放堆積層20，導(dǎo)流洞封堵砼21所組成'，開(kāi)孔鉆孔14的孔徑為4)91mm，深入基巖3m，鑲鑄一根長(zhǎng)3.6m4>75的孔口鋼管ll，孔口S-10mm，邊長(zhǎng)0.2m管用鋼板12焊接加固，鋼板12四周用四根①25mm，L-1.5m注漿錨桿13鑲注在地板上，確保孔口管穩(wěn)固、牢靠、不移動(dòng)；孔口管11以上接兩根4>50的排水支管6和排水支管10，排水支管6上接兩個(gè)Dg50不銹鋼球閥7，排水支管10兼作灌漿進(jìn)漿管，其上接壓力表8和兩個(gè)Dg50不銹鋼球閥9，孔口鋼管上部安裝一個(gè)Dg75不銹鋼球閥5，以上再接小89孔口封閉器4;鉆孔時(shí)，cj>42鉆桿1穿過(guò)孔口封閉器4及不銹鋼球閥5而進(jìn)入孔內(nèi)，上緊孔口封閉器壓蓋2，使孔口封閉器膠球3膨脹達(dá)到止水的目的，鉆桿1下端內(nèi)安裝防高壓返水安全控制裝置15，確保鉆穿空腔時(shí)，孔內(nèi)高壓返水不從鉆桿1的頂部射出，保證了起下鉆拆卸鉆桿時(shí)的安全；同時(shí)，排水支管6與排水支管10不銹鋼上接的不銹鋼球閥7和9均處于打開(kāi)狀態(tài)，一旦鉆穿空腔，高壓水則通過(guò)排水支管排出，排水支管上接ct)50排水管將水引至615廊道施工支洞排放；起鉆采用2PC型地質(zhì)鉆機(jī)，從其卡盤(pán)以上拆卸鉆桿，鉆桿一旦起出至4)75不銹鋼球閥5以上時(shí)，立即關(guān)閉不銹鋼球閥5，同時(shí)也可關(guān)閉排水支管6上的不銹鋼球閥7和排水支管10上的不銹鋼球閥9，通過(guò)壓力表8測(cè)孔內(nèi)返水壓力；灌衆(zhòng)時(shí)，把排水支管10作為進(jìn)漿管，接通至灌漿泵，打開(kāi)不銹鋼球閥9，即可進(jìn)行灌注，通過(guò)壓力表8監(jiān)測(cè)灌漿壓力，灌漿結(jié)束關(guān)閉不銹鋼球閥9進(jìn)行屏漿待凝。上述水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，封堵灌漿施工工藝及"高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置"，由上部鉆桿接頭22，鉆桿接頭4>12中空孔23，鉆桿接頭高強(qiáng)螺紋絲扣24，防高壓返水安全控制裝置25，小15鋼球26，<H3X(MX10彈簧27，彈簧座28，彈簧座4>12中空孔29，4>28控制裝置中空孔30，下部鉆桿接頭31組成；上部鉆桿接頭22通過(guò)高強(qiáng)螺紋絲扣24與防高壓返水安全控制裝置25連接，鉆孔時(shí)，從上部鉆桿接頭22的中空孔23向下供給鉆孔冷卻水及鉆孔沖洗液，在壓力水作用下，彈簧27收縮，冷卻水自上而下穿過(guò)彈簧座28的中空孔29進(jìn)入下部鉆桿接頭31，向下進(jìn)入鉆孔內(nèi)；當(dāng)鉆穿空腔遇高壓返水時(shí)，彈簧27伸直，返水將鋼球26托起，封住上部鉆桿接頭22的中空孔23，從而達(dá)到反向止水的目的。上述水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，對(duì)于封堵灌衆(zhòng)技術(shù)參數(shù)①封堵灌漿按照排間分序、排內(nèi)加密、同時(shí)兼顧由低到高的原則進(jìn)行施工；②封堵灌漿有兩個(gè)目的，一是有效堵水，二是對(duì)前期處理施工中的拋投料及被透水破壞的圍巖及混凝土進(jìn)行加固。針對(duì)這兩種情況，封堵灌漿主要采用"水下不分散自流密實(shí)砂漿"和"水下不分散純水泥漿"兩種灌漿材料；③灌注大體積脫空時(shí)，采用"孔口封閉純壓式"灌漿工藝，灌漿材料選用"水下不分散自流密實(shí)砂漿"，灌漿壓力為大于孔內(nèi)涌水壓力0.1MPa0.3MPa，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到設(shè)計(jì)壓力情況下，注入率小于10L/min時(shí)，持續(xù)灌注10min即結(jié)束；④灌注細(xì)小裂縫或透水通道時(shí)，采用"孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)"灌漿工藝，灌漿材料選用"水下不分散純水泥漿"，灌漿壓力為3MPa5MPa，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到設(shè)計(jì)壓力情況下，注入率小于1L/min時(shí)，持續(xù)灌注60min即結(jié)束；灌漿材料備料必須充足，按照永久堵頭頂部空腔理論體積取1.5備料系數(shù)進(jìn)行備料。水下不分散自流密實(shí)水泥砂漿室內(nèi)配合比表材料名稱水水泥砂(粒徑《5咖)聚羧酸配料重量/kg1635821455水泥重量4.5%⑥灌漿效果檢查以四種方式進(jìn)行:a利用平壓堵頭頂部測(cè)壓排氣管上安裝壓力表(安裝在EL.585.5m高程)監(jiān)測(cè)水頭壓力變化，當(dāng)壓力表計(jì)數(shù)降低至0.14MPa以下時(shí)，視為封堵灌漿己初見(jiàn)成效；b通過(guò)各排孔灌后鉆孔檢查，孔內(nèi)無(wú)大量涌水、無(wú)明顯滲水、無(wú)脫空，同時(shí)檢査壓水試驗(yàn)透水率小于1Lu視為該孔灌漿結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求；C打開(kāi)平壓堵頭預(yù)埋的排水管檢查，排除永久堵頭與平壓堵頭間空腔積水，通過(guò)排水管最后的穩(wěn)定流量判斷永久堵頭封堵效果，最后打開(kāi)鋼閘門(mén)進(jìn)入永久堵頭下游，對(duì)原透水通道進(jìn)行檢査，無(wú)明顯滲漏水則封堵灌槳的堵斷效果已滿足設(shè)計(jì)要求，只需進(jìn)一步對(duì)堵頭進(jìn)行加強(qiáng)培厚灌漿d進(jìn)入永久堵頭內(nèi)預(yù)留的灌漿廊道進(jìn)行回填固結(jié)灌漿鉆孔時(shí)，孔內(nèi)無(wú)涌水、無(wú)明顯脫空，則封堵灌漿完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。上述水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，對(duì)于孔口涌水封閉及安全保證措施，①鉆機(jī)平臺(tái)與底板采用①25咖n級(jí)L=1.5m、外露0.2m注漿錨桿焊接連接，鉆機(jī)平臺(tái)與鉆機(jī)機(jī)座焊接連接牢固。②孔口管11的鑲管方式為開(kāi)孔孔徑為小91mm，鉆孔進(jìn)入巖石以下3m，進(jìn)行第一段灌注，灌漿壓力為2MPa，灌漿結(jié)束前利用0.5:1的混合濃漿換出孔內(nèi)清漿，置入孔口管ll，待凝3天。③孔口管11鑲鑄完成后，在靠近底板位置焊接一塊10mm厚、邊長(zhǎng)200mm加固鋼板12，四周設(shè)置4根0>25mmn級(jí)L=1.5m外露0.2m注漿錨桿13與底板連接牢固，保證孔口管11在鉆孔灌漿過(guò)程中不移位或松動(dòng)?？卓诠?1高出地面O.lm位置以上焊接兩根Dg50mm排水支管6和10，排水支管上分別安裝兩個(gè)Dg50mm不銹鋼球閥7和不銹鋼球閥9(耐壓等級(jí)1.6Mpa，只使用一次，不得反復(fù)利用)，不銹鋼球閥7和不銹鋼球閥9后用同口徑膠管接至612m灌漿隧洞施工支洞以利涌水時(shí)泄水安全，膠管沿隧洞邊墻用O25mmll級(jí)L=0.6m(外露0.3m)間距3m注漿錨桿固定。⑤在孔口管11鑲鑄完畢后，孔口管11上安裝一個(gè)Dg75mm不銹鋼球閥5(耐壓等級(jí)1.6Mpa，只使用一次，不得反復(fù)利用)，球閥5以上再接孔口封閉器4，先將所有球閥打開(kāi)，用4>45mm的鉆具鉆至5m，起鉆后關(guān)閉孔口管上Dg75mm不銹鋼球閥5及排水支管6上的不銹鋼球閥7，從Dg50mm支管10接壓水管路，向孔內(nèi)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水壓力1.4Mpa，壓水時(shí)間持續(xù)20min，檢查孔口封閉器4、孔口管11密封及耐壓性能，若是有漏水現(xiàn)象，需更換孔口封閉器4或重新鑲鑄孔口管ll，直至滿足不漏水及耐壓要求。⑥孔口管11及孔口封閉器4滿足密封要求后，4)42mm的鉆桿l內(nèi)安裝防高壓返水安全控制裝置15，穿過(guò)封閉器4及球閥5，進(jìn)入孔底鉆進(jìn)至空腔，涌水即可通過(guò)孔口管上Dg50mm排水支管6和排水支管10泄水至右岸612m施工支洞處。⑦鉆至空腔，停止鉆進(jìn)，分節(jié)拆出鉆桿l，鉆桿拔高至Dg75咖不銹鋼球閥5以上時(shí)，立即將Dg75mra不銹鋼球閥5及孔口管上Dg50mm不銹鋼球閥7和9關(guān)閉，將涌水封在孔內(nèi)，再拔出上部鉆桿鉆具。安裝灌漿管路，進(jìn)漿管連接在Dg50腿排水支管IO上，接通砂漿泵，即可進(jìn)行灌漿，灌漿時(shí)，將Dg50咖不銹鋼球閥9打開(kāi)，灌漿壓力超過(guò)庫(kù)水位壓力。在灌漿泵出漿口處設(shè)置一回槳管路進(jìn)行分流卸壓，控制灌漿壓力。灌漿結(jié)束時(shí)送入少量水將Dg50mm不銹鋼球閥9關(guān)閉，待凝后，將孔口管上Dg50咖排水支管10及不銹鋼球閥9用電錘鉆鉆通，開(kāi)始掃孔復(fù)灌或鉆至下一層灌漿。本發(fā)明的有益效果對(duì)承受130m高水頭壓力下，導(dǎo)流孔透水、滲水，用常規(guī)方法無(wú)法處理的情況。為保證在灌衆(zhòng)廊道鉆孔至導(dǎo)流洞頂部空腔處的鉆孔安全、防孔內(nèi)高壓力返水，采用集鉆桿內(nèi)止水、排水泄壓、孔口封閉、鉆灌施工安全等多功能于一體的"高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置"及"高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置"，解決了孔內(nèi)高水頭涌水工況下安全鉆孔灌漿的施工；解決了在130m高水頭條件下進(jìn)行封堵，這樣一道世界水電工程施工中未曾報(bào)導(dǎo)的難題。減少2億多元的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，有良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)為我國(guó)水電站130米高水頭壓力下，導(dǎo)流孔透水、滲水的封堵難題開(kāi)創(chuàng)了一條新路。圖1是高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌安全控制裝置示意圖；圖2是高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置示意圖；圖3是永久堵頭封堵灌漿孔位布置剖面圖；圖4是永久堵頭封堵灌漿孔位布置平面圖。在圖14中的，1、4>42鉆桿，2、孔口封閉器壓蓋，3、孔口封閉器膠球，4、489孔口封閉器，5、Dg75不銹鋼球閥，6、4>50排水支管，7、Dg50不銹鋼球閥，8、壓力表，9、Dg50不銹鋼球閥，10、》50排水支管兼進(jìn)漿管，11、L-3.6m(l)75孔口管，12、S,mm，邊長(zhǎng)0.2m加固鋼板，13、①25mm，L=1.5m注漿錨桿，14、小91開(kāi)孔鉆孔(入巖3m)，15、鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置，16、4>47鉆孔，17、永久堵頭上層脫空，18、導(dǎo)流洞襯砌砼，19、永久堵頭下層脫空，20、前期處理投放堆積層，21、導(dǎo)流洞封堵砼，22、上部鉆桿接頭，23、小12鉆桿接頭中空孔，24、鉆桿接頭高強(qiáng)螺紋絲扣，25、防高壓返水安全控制裝置，26、鋼球((H5)，27、(H3X(HX10彈簧，28、彈簧座，29、*12彈簧座中空孔，30、4>28控制裝置中空孔，31、下部鉆桿接頭，32、612灌漿廊道，33、612灌漿廊道軸線與導(dǎo)流洞相交處的導(dǎo)流洞樁號(hào)，34、第I排孔，35、第II排孔，36、第m排孔，37、第1V排孔，38、第V排孔，39、導(dǎo)流洞，40、導(dǎo)流洞永久堵頭段上游端，41、導(dǎo)流洞永久堵頭段下游端，42、導(dǎo)流洞永久堵頭預(yù)預(yù)留灌漿廊道，43、導(dǎo)流洞補(bǔ)強(qiáng)堵頭。具體實(shí)施例方式實(shí)施例結(jié)合附圖14，通過(guò)施工實(shí)踐敘述具體實(shí)施工藝1、模擬及生產(chǎn)性灌漿試驗(yàn)為驗(yàn)證施工方案設(shè)計(jì)的可行性以及安全可靠性，在EL.612m輔助洞外具有110m水頭壓力的供水鋼管上，于2008年7月7日7月12日進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，取得了灌漿工藝、灌漿設(shè)備及灌漿材料適應(yīng)性的初步資料，效果明顯。在進(jìn)一步細(xì)化了施工方案后，于2008年11月24日12月3日又在EL.612m廊道內(nèi)進(jìn)行了生產(chǎn)性灌漿試驗(yàn)取得成功，驗(yàn)證了高水頭下造孔安全性、灌漿安全性、可灌性、機(jī)械設(shè)備配置的合理性等參數(shù)。通過(guò)試驗(yàn)一共對(duì)原施工方案實(shí)施細(xì)節(jié)上進(jìn)行了改進(jìn)和完善。2009年2月15日封堵灌漿開(kāi)始正式施工。2、施工工藝流程施工準(zhǔn)備一鉆孔至基巖3m鑲鑄4>75孔口管11—安全性試壓水一鉆進(jìn)至第一層脫空17—灌注水下不分散自流密實(shí)砂漿一鉆進(jìn)至第二層脫空19—灌注水下不分散自流密實(shí)砂漿一鉆進(jìn)至堵頭混凝土21內(nèi)0.5m—灌注水下不分散純水泥漿—灌漿封孔。3、鉆孔施工鉆孔采用XY-2PC型地質(zhì)鉆機(jī)，合金鉆頭鉆進(jìn)，地質(zhì)鉆機(jī)布置在高lm鉆機(jī)平臺(tái)上。開(kāi)孔孔徑4)9lmm，終孔孔徑(J)47iM。第一段鉆孔進(jìn)入基巖3m，鑲鑄孔口管ll，進(jìn)入基巖3m，高出底板0.2m，單根長(zhǎng)度3.6m。鑲鑄孔口管11完畢安裝Dg75咖球閥5及孔口封閉器4，改用4>45咖無(wú)芯合金鉆頭鉆至5m孔深，進(jìn)行安全性試壓水，壓水壓力1.4MPa，檢查孔口管11、球閥5、球閥7、球閥9及封閉器4等是否密封、耐壓及鑲鑄牢固，無(wú)問(wèn)題后在鉆桿1內(nèi)安裝防高壓返水安全控制裝置15，繼續(xù)鉆迸至脫空部位。4封堵灌漿施工灌漿水泥采用"暢達(dá)"牌P.042.5普通硅酸鹽水泥，灌漿用砂采用粒徑《5咖人工砂。灌注"水下不分散自流密實(shí)砂漿"主要采用強(qiáng)制式砼攪拌機(jī)拌制砂漿一輸送至砂漿攪拌機(jī)一接至專用UB8.0型高壓砂衆(zhòng)泵灌注。灌注"水下不分散純水泥漿"主要采用高速制漿機(jī)拌制純水泥漿一輸送至砂漿攪拌機(jī)一接至SGB6-10型高壓灌漿泵灌注。灌漿前期，同排內(nèi)同時(shí)施工孔數(shù)不超過(guò)2孔；灌漿后期，脫空大部分被充填，透水通道由集中透水改變?yōu)榫W(wǎng)狀細(xì)小通道及巖石裂隙透水，施工方案調(diào)整為同排孔全部鉆孔后再進(jìn)行灌注。為保證永久堵頭回填及固結(jié)灌槳施工人員及設(shè)備安全，在原設(shè)計(jì)灌漿封堵段上游導(dǎo)流洞K0+273樁號(hào)增加第VI排孔，確保了封堵段的有效堵斷厚度。導(dǎo)流洞永久堵頭封堵灌漿共計(jì)鉆孔33個(gè)，基巖鉆孔517.8m，灌入"水下不分散自流密實(shí)砂漿"26L20m3，灌入"水下不分散純水泥漿"209.31t。各排灌入量見(jiàn)表2。從表2可看出，主灌排(第I、II、IV、VI排)共計(jì)灌入水下不分散自流密實(shí)砂漿261.20m3，水下不分散純水泥漿188t，中間加固培厚排(第III、V排)灌入水下不分散純水泥漿21.31t，灌入量遞減明顯，符合灌漿規(guī)律。灌漿材料現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)性能見(jiàn)表1。表1灌槳材料現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)性能指標(biāo)一覽表<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>注材料名稱內(nèi)編號(hào)1為水下不分散自流密實(shí)砂漿，編號(hào)2為水下不分散純水泥漿。水下不分散自流密實(shí)砂漿一共取樣12組，水下不分散純水泥漿一共取樣9組。表2導(dǎo)流洞永久堵頭封堵灌漿各排注入量一覽表<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>5、封堵灌漿效果檢查封堵灌漿施工從2XXX年2月15日開(kāi)始施工，2月25日正式開(kāi)灌，3月23日平壓堵頭排氣測(cè)壓管監(jiān)測(cè)壓力表讀數(shù)降到0.31MPa，3月25日打開(kāi)排氣管排水泄壓后，監(jiān)測(cè)壓力表讀數(shù)降為0MPa，初步判定封堵已初具成效；3月31日，打開(kāi)平壓堵頭排水管泄水，4月1日，割開(kāi)鋼閘門(mén)進(jìn)入永久堵頭下游進(jìn)行檢查，永久堵頭原透水通道已無(wú)水流，封堵成功；4月15日，永久堵頭內(nèi)回填灌漿鉆孔完畢，無(wú)明顯脫空、無(wú)涌水，封堵灌漿效果滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)檢查，永久堵頭原透水通道集中水流出口處堵頭混凝土被沖刷成上月牙形狀，寬0.5m、高36cm，導(dǎo)流洞襯砌混凝土被沖刷成長(zhǎng)1.5m、寬0.3m、深0.2m槽狀，混凝土內(nèi)鋼筋悉數(shù)被沖斷，斷面整齊鋒利。施工工藝流程中說(shuō)明1、封堵灌漿主要施工工藝流程為準(zhǔn)備工作一鉆孔至基巖與襯砌砼之間的上層脫空17—灌漿直至結(jié)束一鉆孔至襯砌砼與封堵砼之間的下層脫空19—灌漿直至結(jié)束一鉆孔至堵頭混凝土21內(nèi)0.5m—灌漿直至結(jié)束。因此，單個(gè)灌漿孔可能進(jìn)行多次掃孔復(fù)灌，直至達(dá)到設(shè)計(jì)封堵要求。2、本發(fā)明實(shí)施例中鉆孔設(shè)計(jì)與布置封堵灌漿施工主要在大壩右岸EL.612m灌漿隧洞內(nèi)與導(dǎo)流洞交叉部位進(jìn)行，鉆孔考慮結(jié)合前期模袋孔以及推測(cè)永久堵頭透水通道和脫空情況進(jìn)行布置。鉆孔以大壩右岸EL.612m灌漿隧洞軸線為中心，上下游對(duì)稱布置五排灌漿孔。根據(jù)模袋孔鉆孔探查情況，堵頭上下游兩端脫空較大，且存在上下兩層脫空，堵頭中部脫空較小，推測(cè)無(wú)上層脫空。為實(shí)現(xiàn)盡快達(dá)到堵水目的，結(jié)合前期模袋孔布孔位置，五排堵漏灌漿孔施工順序?yàn)榈贗排孔34(中間排)一第II排孔35(上游排)一第III排孔36(上游排與中間排之間)一第IV排孔37(下游排)一第V排孔38(下游排與中間排之間)。其中第m排孔36、第V排孔38作為加固培厚排，主要起加強(qiáng)及培厚作用。鉆孔按排間分五序，排內(nèi)分兩序加密原則布置。開(kāi)孔排距0.5m，孔底排距3.5m，孔距2m，排間梅花形布孔。3、從圖3及圖4中可以看出，以612灌漿廊道32軸線為中心，對(duì)稱布置五排灌漿L，排間梅花形布孔，孔底排距3.5m，排內(nèi)孔距2m，排內(nèi)分兩序施工。第I排孔34鉛垂，沿導(dǎo)流洞軸線對(duì)稱布孔6個(gè)；第II排孔35傾向上游24。，沿導(dǎo)流洞軸線對(duì)稱布孔6個(gè)；第III排孔36傾向上游12°，沿導(dǎo)流洞軸線對(duì)稱布孔5個(gè)；第IV排孔37傾向下游24。，沿導(dǎo)流洞軸線對(duì)稱布孔6個(gè)；第V排孔38傾向下游12°，沿導(dǎo)流洞軸線對(duì)稱布孔5個(gè)。五排孔排間施工順序按編號(hào)進(jìn)行施工，先施工上游三排孔(上游三排施工順序下游排一上游排一中間排)，另兩排待上游三排施工完畢后再行施工，對(duì)上游三排孔灌漿效果進(jìn)行檢查及加強(qiáng)培厚。4、主要施工工藝，由于永久堵頭存在上下兩層脫空，鉆模袋孔時(shí)兩層空腔己連通，同時(shí)，前期處理時(shí)，拋投了很多粒狀堆積物，致使永久堵頭原設(shè)計(jì)承載能力產(chǎn)生較大改變。封堵灌漿不僅需要回填空腔堵水，還需要對(duì)粒狀堆積物層、己破壞圍巖及沖刷破壞混凝土重新進(jìn)行灌漿加固處理。5、采用本發(fā)明《高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)》中的"高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置"及"高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置"兩種裝置，在
發(fā)明內(nèi)容中敘述時(shí)，是按照設(shè)備工作時(shí)其必要部分作為組成部分，所以，基巖上鉆的孔、堵頭上鉆的孔也作為設(shè)備的一部分來(lái)敘述，而不僅僅考慮金屬制作的設(shè)各部分。我們認(rèn)為，這樣讓本專業(yè)的技術(shù)人員能更加容易理解本發(fā)明。權(quán)利要求1、水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，其特征是其技術(shù)方案是這樣的，首先，確定透水位置，對(duì)各種水電站容易產(chǎn)生透水位置，透水點(diǎn)壓頭大小進(jìn)行劃分，依次為大壩基礎(chǔ)未處理好的溶洞、斷層透水，導(dǎo)流洞周?chē)鷿B水透水、導(dǎo)流洞堵頭透水，灌漿隧洞部分滲水透水，上部灌漿隧洞以上壩及周?chē)鷰r層的疏松結(jié)構(gòu)滲水透水，對(duì)于在上述四種不同的透水位置的封堵，采用不同的封堵灌漿技術(shù)；①透水產(chǎn)生為大壩基礎(chǔ)未處理好的溶洞、斷層透水，透水點(diǎn)一般在壩前期，一般開(kāi)始蓄水就會(huì)出現(xiàn)；采用《圍堰高效快速防滲堵漏技術(shù)》(申請(qǐng)?zhí)?007100777532)方法為采用的封堵灌漿技術(shù)為鉆孔、安裝灌漿射漿管路、灌漿的步驟，其中，鉆孔全孔采用風(fēng)動(dòng)潛孔鉆偏心跟管鉆進(jìn)，鉆孔結(jié)束后，安裝好灌漿射漿管路，再用拔管機(jī)將孔內(nèi)套管拔出，然后通過(guò)灌漿射漿管路的灌漿尾管向孔內(nèi)加壓灌漿，將全部的鉆孔加壓灌漿完畢，就完成了圍堰的高效快速防滲堵漏過(guò)程；在透水處附近區(qū)域進(jìn)行灌漿封堵處理，根據(jù)水庫(kù)蓄水高度，或透水處的水壓大小來(lái)調(diào)節(jié)防滲堵漏技術(shù)中灌漿的壓力，在透水、滲水部分壓頭高于50m～130m時(shí)，要求同時(shí)采用本發(fā)明《高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)》中的“高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置”及“高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置”兩種裝置進(jìn)行灌漿封堵施工工藝；②透水、滲水位置為導(dǎo)流洞周?chē)鷿B水透水、永久堵頭透水水頭壓頭高至50m～130m時(shí)，本發(fā)明選擇與透水導(dǎo)流洞位置與原施工最近的同在大壩一側(cè)的灌漿隧洞內(nèi)與導(dǎo)流洞交叉部位進(jìn)行堵漏工作，從同側(cè)的灌漿隧洞確定位置鉆孔至導(dǎo)流洞永久堵頭頂部空腔，安裝灌漿管路，實(shí)施《高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)》中的“高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置”及“高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置”進(jìn)行灌漿封堵；③灌漿隧洞、上部灌漿隧洞以上壩及周?chē)鷰r層的疏松結(jié)構(gòu)滲水透水，采用《圍堰高效快速防滲堵漏技術(shù)》(申請(qǐng)?zhí)?007100777532)堵漏方法在透水處進(jìn)行封堵灌漿完成透水的封堵。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，其特征是對(duì)于②確定為導(dǎo)流洞周?chē)鷿B水透水、永久堵頭透水，施工時(shí)人員和設(shè)備面臨130m左右高水頭壓力風(fēng)險(xiǎn)，采用的導(dǎo)流洞周?chē)鷿B水透水、永久堵頭透水堵漏施工技術(shù)方案①首先將導(dǎo)流洞永久堵頭上部透水通道內(nèi)水流由動(dòng)水改變?yōu)橄鄬?duì)靜止工況；^在永久堵頭下游導(dǎo)流洞內(nèi)設(shè)置現(xiàn)澆混凝土平壓堵頭迸行平壓，促使永久堵頭透水通道處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，平壓堵頭內(nèi)設(shè)置鋼閘門(mén)，以便作為后期灌漿效果檢查以及進(jìn)入永久堵頭預(yù)留廊道進(jìn)行回填固結(jié)灌槳的進(jìn)場(chǎng)通道；②承受130m高水頭壓力下，為保證在灌漿廊道鉆孔至導(dǎo)流洞頂部空腔處的鉆孔安全、防孔內(nèi)高壓力返水，采用集鉆桿內(nèi)止水、排水泄壓、孔口封閉、鉆灌施工安全功能于一體的"高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置"及"高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置"，解決了孔內(nèi)高水頭涌水工況下安全鉆孔灌漿的施工；③由于存在局部滲流，致使透水通道內(nèi)還存在動(dòng)水工況，配制專門(mén)針對(duì)動(dòng)水工況下，還能保持良好凝結(jié)性能及強(qiáng)度的"水下不分散自流密實(shí)砂漿"和"水下不分散純水泥漿"作為主要灌漿材料；然后，進(jìn)杵施工準(zhǔn)備一鉆孔至基巖3m鑲鑄4)75孔口管(11)—安全性試壓水一鉆進(jìn)至第一層脫空(17)—灌注水下不分散自流密實(shí)砂漿一鉆進(jìn)至第二層脫空(19)—灌注水下不分散自流密實(shí)砂漿一鉆進(jìn)至堵頭混凝土(21)內(nèi)0.5m—灌注水下不分散純水泥漿一灌漿封孔。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，其特征是封堵灌漿施工工藝使用的"高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置"，它是由4>42鉆桿(l),孔口封閉器壓蓋(2)，孔口封閉器膠球(3)，4>89孔口封閉器(4),Dg75不銹鋼球閥(5),4>50排水支管(6)，Dg50不銹鋼球閥(7)，壓力表(8)，DgS0不銹鋼球閥(9)，4>50排水支管(IO)兼進(jìn)漿管，4)75L=3.6m孔口管(ll)，5=10mm邊長(zhǎng)0.2m加固鋼板(12),O25mm，L=1.5m注漿錨桿(13)，開(kāi)孔4>91mm鉆孔入巖(14)、鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置(15)，4>47鉆孔(16)，永久堵頭上層脫空(17),導(dǎo)流洞襯砌砼(18)，永久堵頭下層脫空(19),前期處理投放堆積層(20),導(dǎo)流洞封堵砼(21)所組成；開(kāi)孔鉆孔(14)的孔徑為d)91mm，深入基巖3m，鑲鑄一根長(zhǎng)3.6m4>75的孔口鋼管(11)，孔口S-10mm，邊長(zhǎng)0.2m管用鋼板(12)焊接加固，鋼板(12)四周用四根025mm，L-1.5m注漿錨桿(13)鑲注在地板上，確保孔口管穩(wěn)固、牢靠、不移動(dòng)；孔口管(11)以上接兩根4)50的排水支管(6)和排水支管(10),排水支管(6)上接兩個(gè)Dg50不銹鋼球閥(7)，排水支管(10)兼作灌漿進(jìn)漿管，其上接壓力表(8)和兩個(gè)Dg50不銹鋼球閥(9)，孔口鋼管上部安裝一個(gè)Dg75不銹鋼球閥(5),以上再接4)89孔口封閉器(4);鉆孔時(shí)，4)42鉆桿(1)穿過(guò)孔口封閉器(4)及球閥(5)而進(jìn)入孔內(nèi)，上緊孔口封閉器壓蓋(2)，使孔口封閉器膠球(3)膨脹達(dá)到止水的目的，鉆桿(1)下端內(nèi)安裝防高壓返水安全控制裝置(15),確保鉆穿空腔時(shí)，孔內(nèi)高壓返水不從鉆桿(l)的頂部射出，保證了起下鉆拆卸鉆桿時(shí)的安全；同時(shí)，排水支管(6)與排水支管(10)不銹鋼上接的不銹鋼球閥(7)和不銹鋼球閥(9)均處于打開(kāi)狀態(tài)，一旦鉆穿空腔，高壓水則通過(guò)排水支管排i，排水支管上接》50排水管將水引至615廊道施工支洞排放;起鉆采用2PC型地質(zhì)鉆機(jī)，從其卡盤(pán)以上拆卸鉆桿，鉆桿一旦起出至4)75不銹鋼球闊(5)以上時(shí)，立即關(guān)閉不銹鋼球閥(5)，同時(shí)也可關(guān)閉排水支管(6)上的不銹鋼球閥(7)和排水支管(10)上的不銹鋼球閥(9)，通過(guò)壓力表(8)測(cè)孔內(nèi)返水壓力；灌漿時(shí)，把排水支管(10)作為進(jìn)漿管，接通至灌漿泵，打開(kāi)不銹鋼球閥(9)，即可進(jìn)行灌注，通過(guò)壓力表(8)監(jiān)測(cè)灌漿壓力，灌漿結(jié)束關(guān)閉不銹鋼球閥(9)進(jìn)行屏漿待凝。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，其特征是封堵灌漿施工工藝及"高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置"，由上部鉆桿接頭(22)，鉆桿接頭4)12中空孔(23)，鉆桿接頭高強(qiáng)螺紋絲扣(24)，防高壓返水安全控制裝置(25)，4>15鋼球(26)，4>13X小1X10彈簧(27)，彈簧座(28)，彈簧座612中空孔(29)，4>28控制裝置中空孔(30)，下部鉆桿接頭(31)組成；上部鉆桿接頭(22)通過(guò)高強(qiáng)螺紋絲扣(24)與防高壓返水安全控制裝置(25)連接，鉆孔時(shí)，從上部鉆桿接頭(22)的中空孔(23)向下供給鉆孔冷卻水及鉆孔沖洗液，在壓力水作用下，彈簧(27)收縮，冷卻水自上而下穿過(guò)彈簧座(28)的中空孔(29)進(jìn)入下部鉆桿接頭(31)，向下進(jìn)入鉆孔內(nèi)；當(dāng)鉆穿空腔遇高壓返水時(shí)，彈簧(27)伸直，返水將鋼球(26)托起，封住上部鉆桿接頭(22)的中空孔(23)，從而達(dá)到反向止水的目的。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌槳技術(shù)，其特征是對(duì)于封堵灌漿技術(shù)參數(shù)①封堵灌漿按照排間分序、排內(nèi)加密、同時(shí)兼顧由低到高的原則進(jìn)行施工；②封堵灌漿有兩個(gè)目的，一是有效堵水，二是對(duì)前期處理施工中的拋投料及被透水破壞的圍巖及混凝土進(jìn)行加固。針對(duì)這兩種情況，封堵灌漿主要采用"水下不分散自流密實(shí)砂漿"和"水下不分散純水泥漿"兩種灌槳材料；(D灌注大體積脫空時(shí)，采用"孔口封閉純壓式"灌漿工藝，灌漿材料選用"水下不分散自流密實(shí)砂漿"，灌漿壓力為大于孔內(nèi)涌水壓力0.1MPa0.3MPa，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到設(shè)計(jì)壓力情況下，注入率小于10L/min時(shí)，持續(xù)灌注10min即結(jié)束；④灌注細(xì)小裂縫或透水通道時(shí)，采用"孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)"灌漿工藝，灌漿材料選用"水下不分散純水泥漿"，灌漿壓力為3MPa5MPa，結(jié)朿標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到設(shè)計(jì)壓力情況下，注入率小于1L/min時(shí)，持續(xù)灌注60min即結(jié)束；⑤灌漿材料備料必須充足，按照永久堵頭頂部空腔理論體積取1.5備料系數(shù)進(jìn)行備料。水下不分散自流密實(shí)水泥砂漿室內(nèi)配合比表材料名稱水水泥砂(粒徑《5咖)聚羧酸配料重量/kg1635821455水泥重量4.5%⑥灌漿效果檢查以四種方式進(jìn)行a利用平壓堵頭頂部測(cè)壓排氣管上安裝壓力表，安裝在.￡1585.5111高程，監(jiān)測(cè)水頭壓力變化，當(dāng)壓力表計(jì)數(shù)降低至0.14MPa以下時(shí)，視為封堵灌漿已初見(jiàn)成效；b通過(guò)各排孔灌后鉆孔檢査，孔內(nèi)無(wú)大量涌水、無(wú)明顯滲水、無(wú)脫空，同時(shí)檢査壓水試驗(yàn)透水率小于1L/mhi視為該孔灌漿結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求；C打開(kāi)平壓堵頭預(yù)埋的排水管檢查，排除永久堵頭與平壓堵頭間空腔積水，通過(guò)排水管最后的穩(wěn)定流量判斷永久堵頭封堵效果，最后打幵鋼閘門(mén)進(jìn)入永久堵頭下游，對(duì)原透水通道進(jìn)行檢查，無(wú)明顯滲漏水則封堵灌漿的堵斷效果已滿足設(shè)計(jì)要求，只需進(jìn)一步對(duì)堵頭進(jìn)行加強(qiáng)培厚灌漿；d進(jìn)入永久堵頭內(nèi)預(yù)留的灌漿廊道進(jìn)行回填固結(jié)灌漿鉆孔時(shí)，孔內(nèi)無(wú)涌水、無(wú)明顯脫空，則封堵灌漿完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，其特征是對(duì)于孔口涌水封閉及安全保證，施，①鉆機(jī)平臺(tái)與底板采用①25咖II級(jí)L=l.5m、外露0.2m注漿錨桿焊接連接，鈷機(jī)平臺(tái)與鉆機(jī)機(jī)座焊接連接牢固；②孔口管(11)的鑲管方式為幵孔孔徑為4)91mm,鉆孔進(jìn)入巖石以下3m,進(jìn)行第一段灌注，灌漿壓力為2MPa，灌漿結(jié)朿前利用0.5:1的混合濃漿換出孔內(nèi)清漿，置入孔口管(11)，待凝3天；③孔口管(11)鑲鑄完成后，在靠近底板位置焊接一塊10mm厚、邊長(zhǎng)200mm加固鋼板(12)，四周設(shè)置4根①25咖II級(jí)L=1.5m外露0.2m注槳錨桿(13)與底板連接牢固，保證孔口管(11)在鉆孔灌漿過(guò)程中不移位或松動(dòng)；@孔口管(11)高出地面0.1m位置以上焊接兩根Dg50咖排水支管(6)和排水支管(10)，排水支管上分別安裝兩個(gè)Dg50咖不銹鋼球閥(7)和不銹鋼球閥(9)其耐壓等級(jí)1.6MPa,只使用一次，不得反復(fù)利用，不銹鋼球閥(7)和不銹鋼球閥(9)后用同口徑膠管接至612m灌漿隧洞施工支洞，膠管沿隧洞邊墻用025咖II級(jí)L=0.6m其外露0.3m、間距3m注漿錨桿固定；(D在孔口管(11)鑲鑄完畢后，孔口管(11)上安裝一個(gè)Dg75咖不銹鋼球閥(5)其耐壓等級(jí)1.6MPa，只使用一次，不得反復(fù)利用，不銹鋼球閥(5)以上再接孔口封閉器(4)，先將所有球閥打開(kāi)，用4>45咖的鉆具鉆至5m，起鉆后關(guān)閉孔口管上Dg75咖不銹鋼球閥(5)及排水支管(6)上的不銹鋼球閥(7),從Dg50咖排水支管(10)接壓水管路，向孔內(nèi)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水壓力1.4MPa,壓水時(shí)間持續(xù)20min,檢查孔口封閉器(4)、孔口管(11)密封及耐壓性能，若是有漏水現(xiàn)象，需更換孔口封閉器(4)或重新鑲鑄孔口管(11)，直至滿足不漏水及耐壓要求；孔口管(11)及孔口封閉器(4)滿足密封要求后，4)42咖的鉆桿(1)內(nèi)安裝防髙壓返水安全控制裝置(15)，穿過(guò)封閉器(4)及不銹鋼球閥(5)，進(jìn)入孔底鉆進(jìn)至空腔，涌水即可通過(guò)孔口管上Dg50mm排水支管(6)和排水支管(10)泄水至右岸612m施工支洞處；⑦鉆至空腔，停止鉆進(jìn)，分節(jié)拆出鉆桿(1)，鉆桿拔高至Dg75咖不銹鋼球閥(5)以上時(shí)，立即將Dg75咖不銹鋼球閥(5)及孔口管上Dg50咖不銹鋼球閥(7)和不銹鋼球閥(9)關(guān)閉，將涌水封在孔內(nèi)，再拔出上部鉆桿鉆具，安裝灌漿管路，迸漿管連接在Dg50咖排水支管(10)上，接通砂漿泵，即可進(jìn)行灌漿，灌漿時(shí)，將Dg50咖不銹鋼球閥(9)打開(kāi)，灌漿壓力超過(guò)庫(kù)水位壓力，在灌漿泵出漿口處設(shè)置一回漿管路進(jìn)行分流卸壓，控制灌漿壓力。灌漿結(jié)束時(shí)送入少量水將Dg50咖不銹鋼球閥(9)關(guān)閉，待凝后，將孔口管上Dg50咖排水支管(10)及不銹鋼球閥(9)用電錘鉆鉆通，開(kāi)始掃孔復(fù)灌或鉆至下一層灌漿。全文摘要本發(fā)明水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術(shù)，對(duì)承受50m～130m高水頭壓力下，導(dǎo)流孔透水、滲水，采用集鉆桿內(nèi)止水、排水泄壓、孔口封閉、鉆灌施工安全等多功能于一體的“高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置”及“高壓水頭下鉆孔鉆桿內(nèi)防高壓返水安全控制裝置”，解決了孔內(nèi)高水頭涌水工況下安全鉆孔灌漿的施工；完成了在高水頭條件下進(jìn)行封堵，這樣一道世界水電工程施工中未曾報(bào)導(dǎo)的難題。減少2億多元的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，有良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)為我國(guó)水電站130米高水頭壓力下，導(dǎo)流孔透水、滲水的封堵難題開(kāi)創(chuàng)了一條新路。文檔編號(hào)E02B3/16GK101654907SQ20091010278公開(kāi)日2010年2月24日申請(qǐng)日期2009年9月11日優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日發(fā)明者張曉安,曾凡順,李定忠,李群生,王琳瑞,羅朝文,胡大云,建顧,魏永華申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電第九工程局有限公司