¿Construcción de lechada de cortina de cimentación de presa de embalse en invierno?

La construcción invernal de la lechada de cortina de cimientos de la presa del embalse es muy importante, y la construcción invernal de la presa es aún más importante. Cada detalle debe manejarse de la mejor manera para garantizar la calidad. Zhongda Consulting le explicará la construcción invernal de la lechada de cortina de cimientos de presas de embalses.

El sitio de la presa del embalse de Fudiyingzi está a unos 9 km del final del embalse de Xigou. Es un embalse escalonado aguas arriba del embalse de Xigou en el río Gongbiela. La zona donde se ubica el proyecto se encuentra en latitudes altas y tiene un clima invernal frío. El invierno es largo y frío. El período de congelación es desde finales de octubre hasta finales de abril del año siguiente. días La profundidad máxima de congelación es de 1,8 m y el espesor máximo del suelo congelado puede alcanzar los 2,57 m m, la capacidad de almacenamiento de diseño es de 965 × 105 m3 y la presa es una presa de enrocado con núcleo de hormigón asfáltico, que es un edificio de tercer nivel. La longitud de la presa es de 1305 m, la altura máxima de la presa es de 27,0 m y el volumen total del proyecto de lechada de cortina es de 6882,5 m. 2. Características geológicas de ingeniería de la cimentación de la presa: La litología principal en la margen izquierda es granito; el lecho del río y en la margen derecha son peridotita piroxénica y andesita piroxénica. Zonas de fractura de falla más grandes: fallas F1 y F3 distribuidas cerca de la base de la compuerta del aliviadero de la margen izquierda. Entre ellas, el ancho de la fractura de la falla F1 es de aproximadamente 10 m, compuesto principalmente por fragmentos de 1 a 3 cm, milonita intercalada con grava gris verdosa. La zona de fractura de la falla está profundamente erosionada. La falla F3, de 11 m de ancho, se distribuye en la cabecera de la margen izquierda. Está compuesto por clastos escamosos mezclados con fragmentos y lodo de falla. Hay muchas zonas fracturadas de fallas de cimentación de presas en la margen derecha del lecho del río, y las fallas más grandes incluyen F4, F5, F2, etc. Entre ellas, la falla F4 se distribuye cerca del túnel de desvío en el estribo de la margen derecha. La zona de fractura tiene unos 10 m de ancho y está compuesta principalmente por rocas estructurales alargadas y rocas cataclásticas. La falla F5 tiene de 2 a 3 m de ancho y está formada por roca fragmentada y escamosa intercalada con escombros. La falla F2 tiene un ancho de fractura de 13 a 15 m, que es la zona de fractura de falla más grande en el área del sitio de la presa. Está compuesto de lodo de falla de color blanco grisáceo, elkita y roca fragmentaria. 3. Diseño de lechada de cortina 3.1 Formación de lechada de cortina, espacio entre orificios y profundidad de los orificios La cortina principal adopta un diseño de suspensión lineal de una sola hilera, con una separación básica entre orificios de 2,0 m. En la zona de fractura de la falla, se agrega una adicional aguas arriba. Se instala una fila de cortinas reforzadas en el lado de la línea central de la cortina principal y se proporciona una fila de orificios de lechada de consolidación en el lado aguas abajo de la línea central de la cortina principal, con un espacio básico entre orificios de 2,0 m. Al mismo tiempo, la lechada de cortina de refuerzo y la lechada de consolidación deben realizarse primero en la zona de fractura de la falla y luego la lechada de cortina principal. El agujero de lechada de la cortina principal es profundo. De acuerdo con las condiciones geológicas mencionadas anteriormente de la base de la presa, hay muchas zonas de fractura de falla en el lecho del río y la margen derecha Las juntas de roca están desarrolladas y la integridad de las rocas. El estribo de la margen derecha y cerca de la tubería de desvío de agua están especialmente dañados. Por lo tanto, la profundidad de los orificios de lechada de la cortina principal y de la cortina reforzada en el lecho del río y la cabecera de la presa en la margen derecha es generalmente de 10 m por debajo de la superficie del lecho rocoso; las juntas de roca en el estribo de la presa en la margen derecha están desarrolladas y profundamente erosionadas; y la profundidad de la inyección es de 15 m por debajo de la superficie del lecho de roca; 3.2 Secuencia de perforación y lechada y método de lechada. La secuencia de construcción de lechada de cortina adopta el principio de perforación y lechada secuencial y gradualmente más densa. La construcción de lechada de cortina principal adopta perforación y lechada de tres secuencias. Es decir, el espacio entre los orificios de la secuencia I es de 8,0 m, el espacio entre los orificios de la secuencia II es de 4,0 m y el espacio entre los orificios de la secuencia III es de 2,0 m en cuanto a la construcción de lechada de cortina reforzada y consolidación; Los agujeros de lechada, la perforación y la lechada se dividen en dos secuencias. Es decir, la separación entre orificios de la secuencia I es de 4,0 m y la separación entre orificios de la secuencia II es de 2,0 m. La lechada de cortina adopta el método de cerrar el orificio y hacer circular la lechada en secciones de arriba a abajo. En tramos de presa con mejores condiciones geológicas también se puede utilizar el método de inyección segmentada de abajo hacia arriba. Los detalles serán determinados por el ingeniero supervisor de construcción y el ingeniero geológico. 3.3 Longitud y presión de la sección de lechada de cortina La longitud de la sección de lechada y la presión de lechada son diferentes en diferentes secuencias y secciones. La presión de cada longitud de sección se muestra en la Tabla 1. 4. Construcción de lechada de cortina Medidas de aislamiento para lechada de cortina. En las secciones del lecho del río construidas en invierno, se deben realizar trabajos de aislamiento y protección contra el frío. Se debe instalar un invernadero aislante en la superficie de trabajo de la lechada y se debe encender un fuego en el cobertizo para aislarlo y aumentar la temperatura en el área de riego. 4.1.1 Aislamiento en el cobertizo 1) La primera sección: La sección libre de hielo tiene 30 metros de largo. Utilice telas de colores para dividir el almacén en dos secciones de 15 metros. Instale 5 estufas de leña aislantes en cada sección de 15 metros. mantenga caliente la sección despejada Cuando la temperatura en el cobertizo sea superior a 0 °C, retire los témpanos de hielo, las bolsas de paja y las láminas de plástico de la superficie de concreto para preparar la construcción.

2) La segunda sección: La sección de construcción tiene 30 metros de largo. Se utilizan 10 estufas de leña para calentar para garantizar que la temperatura en el cobertizo sea superior a 5°C. Se instalan 4 estufas de carbón con aislamiento térmico alrededor del equipo de lechada. 3) La tercera sección: en la sección de curado, se curan y aíslan las últimas aberturas del proyecto de lechada completado. Las aberturas de lechada se cubren en capas con láminas de plástico y bolsas de paja, y se instala una estufa de carbón con aislamiento térmico externo para 2. días. 4.1.2 Mantenimiento mecánico: 1) Equipo de perforación: Además de preservar el calor en el cobertizo, cuando el equipo de perforación se detiene para realizar tareas de perforación y mantenimiento, se instalan dos lámparas de tungsteno de yodo de 1000 W para calentar directamente el cárter de aceite y la palanca de operación. La plataforma de perforación para garantizar que la maquinaria sea de uso normal. 2) Maquinaria de inyección: Reúna el horno de carbón alrededor de la maquinaria de inyección para garantizar la temperatura ambiente. Una vez finalizada la inyección, retire la bomba de inyección y drene el agua. 4.1.3. Calentamiento del material 1) Cemento: Transporte el cemento 525# al almacén con anticipación, cerca del equipo de lechada y del horno. 2) Agua: Utilice seis varillas eléctricas de 2000W en el tanque de agua para calentarlo, de modo que la temperatura esté siempre controlada entre 10 y 40°C para asegurar la temperatura del agua de lechada. 4.2 La plataforma de perforación utiliza una plataforma de perforación hidráulica DK-300 con una broca de diamante de φ59~φ75 mm para realizar los orificios. La desviación de la posición de los orificios y los orificios de la cortina principal no deben exceder los 10 cm. y los agujeros de consolidación no excederán de 10 cm. Más de 15 cm. El pozo final del pozo debe cumplir con los requisitos de diseño y las rocas y sedimentos restantes en el pozo no deben exceder los 20 cm. Al perforar un orificio para cortina, todas las condiciones del orificio deben registrarse en detalle como base para analizar la situación de perforación. Si se encuentra una fuga de agua concentrada, la perforación debe detenerse inmediatamente y continuar con la perforación después de identificar y abordar la ubicación y la causa de la filtración de agua. Cuando se completa la perforación, se completa la lechada y se va a profundizar la lechada, se deben tomar las medidas adecuadas para proteger las aberturas. 4.3 Lavado de la pared del orificio y prueba simple de presión de agua. Los orificios de lechada deben perforarse y agrietarse antes de aplicar la lechada para mejorar el efecto de la lechada. Una vez formado el orificio, utilice el método de pasar agua a presión a través del conducto para enjuagar desde el fondo del orificio hacia el exterior del orificio y enjuague la pared del orificio hasta que el agua de retorno esté limpia. Y continuar hasta los 10 minutos. La presión de lavado debe ser del 70 al 80 % de la presión de inyección de la sección pasante. Sin embargo, no excederá 1 MPa. Después del punzonado, se utilizará el método de punto único para la prueba de agua a presión. 4.4 Lechada 4.4.1 Material de lechada El cemento utilizado para la lechada es cemento Portland ordinario 525#. La finura del cemento requiere que el residuo del tamiz a través de un tamiz de orificio cuadrado de 80 µm no sea mayor que 5 (en peso). El cemento debe mantenerse fresco y no utilizarse si está húmedo y aglomerado. El cemento debe ser inspeccionado y calificado antes de su uso. Se debe tener cuidado de no utilizar cemento de diferentes fabricantes o marcas en la misma sección de lechada. 4.4.2 Método de fabricación de pulpa: Dado que la lechada de cortina adopta las características de construcción de secciones y secuencias, se adopta el método de lechada dispersa. Cada unidad de lechada está equipada con un conjunto de equipos de lechada de 400 L. Cada unidad produce pulpa por sí misma durante la lechada. La lechada de cemento debe usarse lo antes posible después de la preparación y la lechada restante después de cuatro horas debe desecharse. 4.4.3 El método de inyección adopta el método de inyección circular de arriba hacia abajo con el orificio cerrado. Se utiliza una tubería soldada de 6 puntos como tubería de inyección, y la tubería de inyección desciende hasta 0,5 m desde el fondo del pozo. El método puede hacer que cada sección se aplique lechada repetidamente. Es beneficioso mejorar la calidad de la lechada. 4.4.4 Control de la presión de la lechada. Después de comenzar la lechada, la presión de la lechada debe elevarse al diseño lo antes posible con la premisa de garantizar el retorno de la lechada. Todo el proceso se completa bajo la presión de diseño. Durante el proceso de inyección, una persona dedicada monitoreará el manómetro y controlará la situación de la pulpa. 4.4.5 Selección y transformación de la concentración de la lechada De acuerdo con las "Especificaciones Técnicas para la Construcción de Edificaciones Hidráulicas con Lechada de Cemento" (SL62-94), la concentración de la lechada de este proyecto tiene 6 relaciones, es decir, la relación agua-cemento es. 5:1 y 3:1, 2:1, 1:1, 0,8:1, 0,5:1. El principio de cambiar la concentración de lechada es que la concentración de lechada inicial de cada sección es 5:1. Cuando la presión de lechada permanece sin cambios y la cantidad de lechada disminuye uniformemente, o cuando la cantidad de lechada permanece sin cambios pero la presión de lechada aumenta uniformemente, la concentración de lechada no debe cambiarse cuando un cierto nivel de concentración de lechada y cantidad de lechada se acumulan a 400 L, pero. la presión de la lechada Cuando no hay cambios o el cambio no es significativo, la concentración de la lechada de primer nivel debe aumentarse cuando se interrumpe la lechada o la cantidad de lechada disminuye repentinamente después de aumentar la concentración de primer nivel, se debe prestar atención a reducir la concentración de pulpa de primer nivel. 4.4.6 Sellado de orificios al final del inyeccion. Hay dos criterios para el final del inyeccion. Cuando se cumple uno de ellos, se puede completar el inyeccion.

La cantidad de lechada en la sección de lechada es menor o igual a 1 litro y debe continuar durante 60 minutos bajo la presión de diseño durante el proceso de lechada. Si se devuelve la concentración de lechada, reduzca la concentración de lechada de primer nivel; se debe espesar la concentración de lechada y luego se puede completar la lechada. El sellado del orificio adopta el tipo de presión pura, es decir, la relación agua-cemento es de 0,5:1 a una presión de 1 a 1,2 MPa, y finaliza 120 minutos después de que la lechada se tamiza después de sedimentarse, se arrojan bolas de cemento y; comprimido. 4.4.7 Accidentes de manejo durante la inyección. Cuando se produce la inyección, se debe adoptar un sellado o reducción de presión dependiendo de la situación específica. Si una falla mecánica causa que la inyección se interrumpa por más de 30 minutos, los orificios se escanearán y perforarán nuevamente. antes de la lechada. Para los orificios de lechada que no son lo suficientemente profundos debido a accidentes, se puede solucionar perforando orificios cerca de los orificios originales o utilizando orificios de inspección según la situación real. 5. Problemas encontrados durante la construcción: 5.1 El impacto de la mala integración de las estructuras geológicas en el efecto cortina: Las líneas estructurales del área de la presa son principalmente NE y NW y se cruzan oblicuamente con la línea de la presa La difusión de lodo durante la inyección principalmente. se extiende a lo largo de la dirección estructural, y la influencia a lo largo del eje de la presa es menor. Por lo tanto, en el caso de una sola fila de agujeros, no se puede alcanzar el radio de difusión requerido, lo que resulta en un efecto de cortina deficiente. Debido a la influencia de las condiciones geológicas, a menudo se produce un colapso severo del orificio en la perforación de fracturas de roca con desarrollo estructural, y el número de orificios es grande. Se utiliza la perforación del conducto radicular, el sellado con acelerador de cemento y luego la reapertura de los orificios. Hay grandes zonas de fractura de falla donde no se pueden pegar lechadas segmentadas y tapones de lechada. Se adopta una lechada completa con la aprobación del ingeniero supervisor. 5.2 La roca en el área de la presa que absorbe agua pero no absorbe magma es la peridotita de piroxeno básica. Este tipo de roca tiene una gran gravedad específica, alta resistencia y fragilidad debido al desarrollo de fisuras estructurales en las juntas. La zona de fractura estructural formada por la trituración de rocas es grande y, una vez exprimida, la mayoría de las rocas comprimidas se milonitizan y el color gris se compone de fragmentos de roca del suelo Gaoling (1 ~ 3 mm) y bloques de roca rotos. Este tipo de roca de milonita a menudo. absorbe agua pero no lechada durante la inyección. El efecto de la inyección es extremadamente pobre y la concentración de la inyección regresa durante la inyección. Este fenómeno ocurre a menudo, y esto también se ilustra por el hecho de que todavía sale agua a presión del pozo después de la inyección. la roca intacta. 5.3. La influencia del agua confinada en fisuras en la calidad de la lechada. Durante la inyección, se encontró que el agua confinada en fisuras generalmente existe en las secciones del lecho del río, después de varias pruebas simples, la altura del agua es de aproximadamente 2,0 m (equivalente al flujo del nivel del agua del río). de 100-200 ml/g). Debido al apoyo del agua a presión en las grietas, la lechada de cemento vertida se expulsa fácilmente, por lo que sellar los agujeros después del rejuntado es especialmente importante. 5.4 La influencia de la temperatura del agua subterránea en la calidad de la lechada. El trabajo de lechada en la sección del lecho del río se llevó a cabo en un invierno severo. La temperatura estuvo entre -10 ℃ ~ -25 ℃, y la temperatura medida del agua subterránea fue de 1 ~ 1,5 ℃. Por esta razón, la lechada de cemento tarda mucho en solidificarse en la formación e incluso puede provocar que la lechada de cemento falle debido al flujo de presión de fractura. Esto puede deberse a la temperatura del agua y al flujo de agua subterránea. 5.5 El volumen de succión de lechada es particularmente grande Durante la lechada, el consumo de lechada sin presión es particularmente grande. Durante la construcción, se utiliza una lechada espesa de 0,5:1 para la lechada de espacios y se inyecta un agente de fraguado acelerador de 1 a 3. al mismo tiempo para un fraguado rápido, repetido varias veces. 6. Evaluación de la calidad y el efecto de la lechada de cortina Los estándares para comprobar la calidad y el efecto de la lechada de cortina se basan en las "Especificaciones técnicas para la construcción de estructuras hidráulicas con lechada de cemento" (SL62-94) y en la "Presa y aliviadero de relleno de roca con núcleo de hormigón asfáltico del embalse de Fudiyingzi". Los "Requisitos técnicos para la construcción de lechada de cortina de cimientos" estipulan que después de la lechada de cortina, bajo la acción de una presión de 0,4 Mpa, la roca en el orificio de inspección de la cortina de cimentación de la presa se considera calificada cuando la permeabilidad al agua de la prueba de presión es ≤10 Lu; Además, el consumo de cenizas en la unidad secuencial se puede determinar a partir de Medido según la ley de orden creciente y decreciente. 6.1 Comparación de la permeabilidad al agua de la roca de cimentación de la presa antes y después de la inyección Los resultados de más de 200 secciones de prueba de agua a presión del pozo de secuencia I antes de la inyección de cortina muestran que la permeabilidad al agua de la roca de base fuertemente erosionada del hormigón asfáltico. El cuerpo del enrocado del muro central es generalmente grande, con más de 10 Lu alcanzando más de 90 secciones. Entre ellas, la fuga se distribuye principalmente a lo largo de la unión entre la parte superior de la roca fuertemente erosionada y la placa de cubierta de concreto de los cimientos del muro central. Es decir, la fuga se produce a lo largo de la zona de contacto. Su permeabilidad al agua es principalmente de 15 Lu a 20 Lu, alcanzando el máximo 216,4 Lu. La permeabilidad al agua de las rocas de viento fuertes restantes de los cimientos de la presa es de 5,0 Lu a 15 Lu, con un máximo de 31,9 Lu. La sección del lecho del río es generalmente de 6,0 Lu ~ 20 Lu, con un máximo de 39 Lu. La margen derecha es generalmente de 10 Lu ~ 25 Lu, y el máximo es 100 Lu.

Después de la inyección de cortina, según los resultados de las pruebas de agua a presión de más de 170 secciones de casi 70 orificios de inspección, solo alrededor de 10 tenían ≥10 Lu. Para garantizar la calidad del proyecto, se realizó una inyección suplementaria. La inspección de prueba de agua fue calificada. 6.2 El consumo de ceniza unitaria y la relación de consumo de ceniza de cada secuencia de pozos Los resultados estadísticos del consumo de ceniza unitaria de cada sección según la secuencia muestran que en la sección donde la roca está relativamente completa, la relación de consumo de ceniza unitaria de cada uno. la secuencia de hoyos no disminuye significativamente; la integridad de la roca es pobre. En la sección, el consumo de ceniza unitaria y la relación de consumo de ceniza de cada secuencia de hoyos han disminuido significativamente. 7. Conclusión La lechada de los cimientos de la presa se construye en invierno debido a la influencia de la temperatura del agua, la temperatura del aire y las condiciones de construcción, aunque la calidad de la construcción está garantizada, el costo económico es relativamente alto, por lo que se debe evitar la construcción en invierno. lo más posible. Después de la construcción de lechada de cortina de la presa de enrocado con núcleo de hormigón asfáltico, se puede ver que se ha formado la antifiltración de los cimientos de la presa. Según la evaluación del propietario y unidad de supervisión, el índice de aprobación es 100 y el índice excelente y bueno es superior a 95. La calidad de la construcción de la cortina de lechada en este proyecto ha sido plenamente afirmada por expertos compuestos por el Ministerio de Recursos Hídricos de Heilongjiang.

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