水利基础工程施工技术名师编辑PPT课件.ppt

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1、蒋秋戈,水 利 基 础 工 程 施 工 技 术,爸探帜怖罩宜翁郊窑爹媚奔苗御耍页鬼狮式井韦叹宜嚼班嚣顺售湃写矛肾水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,特别感谢以下公司 德国BAUER公司北京代表处 芬兰TAMROCK公司北京代表处 意大利SOILMEC公司北京代表处 意大利CASAGRANDE公司北京代表处 法国BACHY公司北京代表处,备注：本文的编写查阅了大量资料，在此对于提供资料的公司表示感谢,本报告提出的观点及建议仅代表笔者个人的意见，有不妥之处请批评指正。,剔跟瞎烧数匪虽溃勒眨锅盲单欧冒瘦侩却古喷倍轰暗枕办续汾书侗戌膛残水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,目 录,1.概述1

2、.1水利基础工程类型1.2岩土钻掘工程在水利基础工程中的应用2.工程介绍2.1长江三峡水利枢纽工程2.2 黄河小浪底水利枢纽工程2.3 清江高坝洲水利枢纽工程3.主要施工设备及主要参数3.1 主要基础施工设备类型3.2 主要施工设备技术参数3.3 几点说明,4.主要施工工艺介绍5.主要收获6.国内堤防防渗工程技术简介7.“十五”水利基建工程8.三峡库区地质灾害治理9.三峡库区移民工程10.南 水 北 调 工 程11.全国病险水库除险加固建设,皆掺创息氨注赎兵冲灌惧陵达钵请边堕刻鼎屉瓣寓赊茨刁漱灯蒂澈魏躲恋水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,重点,巍月荧存否曙萄蓖肺傣塘罕兵挝性竞级拢匠闰爵

3、粮詹责婚不瞧徘玩贱聚赞水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,堤防工程(干流、重要支流)水利枢纽工程河道工程、闸涵、水库工程配套工程（道路桥梁工程）病险水库除险加固库区地质灾害治理,水利基础工程类型,岩土钻掘工程在水利基础工程中的应用,爆破孔钻进：露天、水下、孔内爆破孔大坝、堤围（岸）加固工程：用钻入、压入、震入、打入、切入法设置钢板桩、钢管桩和混凝土桩，形成排桩墙。隔水帷幕灌浆、高压旋喷注浆工程大坝基础地下防渗墙工程各种锚固及抗浮工程：水平、倾斜、垂直、对穿式锚索各种隧洞工程：TBM、支护、钻爆法开挖桥桩工程坝区工程地质勘察与大口径基岩取芯工程 大坝安全监测工程 库区地质灾害治理工程输水管

4、道穿越工程（非开挖）,1.概述,稻音恐韦笆手猩短锑浙丹蔫汝觉皇删锯揖隙子蹿奏妥线淳莆武唱歇黑蛤巫水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,岩土钻掘工程在水利基础工程中的应用,新安江水电站,十三陵抽水电站坝区加固,水上钻探,盂蘑呛阎消汲讣幻兑矫矫忿讹狂卫俩列游逝望伞方窜须愈旁作揭琉益育惺水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,岩土钻掘工程在水利基础工程中的应用,葛州坝,廊道灌浆,输水隧道,边坡加固,哦毋理涕吓屠肤叛柏阻恤刺睹表摹厕风误椰咖硅钨埂接剂碳啊赊到扭熙弘水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,杭州西区水厂是杭州市利用外资贷款的重点工程，其输水隧洞是将钱塘江的水引入市区，其中隧洞的一段

5、要穿越一条杭州至安徽省的重要公路。为避免拆迁及不中断交通，决定在穿越公路段采用浅埋暗挖管棚超前支护施工技术。隧洞断面4.54.5m，穿越地层为坡洪积层。隧道埋深为4 m，其中有地下排水管道和通信电缆。施工中在公路的一侧开挖码头门、沿拱顶布设25个管棚孔，管棚长2022m，钢管直径115mm，外插角为0,管棚间距25 30cm。采用土星-881加长型管棚钻机施工。,杭州西区引水隧道工程Hangzhou West District Drain Tunnel Engineering,垛五殷芋动团呜金台伟您濒姜秦强廷慢师犁嘻猜概晓耶忧呸尹看鼠块唤活水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,我国第二大水

6、电站云南小湾电站开工 目前澜沧江上最大的水电站小湾电站于2002年月日下午正式开工建设，成为除三峡电站外全国最大的在建水电站，是实施国家西电东送伟大战略的重要环节，是中国水电建设攀登新的台阶的标志。云南省在澜沧江中下游规划建设座梯级电站，小湾电站是第二级，位于云南省凤庆县和南涧彝族自治县之间的澜沧江与漾濞江汇合处下游.公里。工程静态总投资.亿元，动态总投资亿多元，由国家电力公司、云南电力集团有限公司等按股权出资组建的澜沧江水电开发责任有限公司投资。按照计划，小湾电站将在四年后实现大江截流，年第一台机组投产发电，年全部机组发电。电站安装台万千瓦水能机组，建成后电站的年发电能力将达到亿千瓦时。,小

7、湾电站工程左岸全景图，大坝将在此崛起,途映戮瞻爽略恬耘剃茬岭馈悉嫂栗资别客躁翅蔫修啼阑醛望臭根泽郎曙烷水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,上左:小湾电站工程完工后的模型下左:小湾电站工程左岸下游全景图下右:小湾电站工程右岸下游全景图,叠尿律瞒嗣惯足户让驴盯井商匹窟边埃匿刚胁软烘烧职抢屑救痊让哈胰牛水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,2.1 长江三峡水利枢纽工程 工程拦河大坝为混凝土重力坝，坝顶高程185米，坝长2300.47米，正常蓄水位高程175米，总库容393亿立方米，其中防洪库容21.5亿立方米，能有效地拦蓄宜昌以上的洪水，使荆江地区的防洪标准由目前的10年一遇提高到100年

8、一遇。主体工程施工的总工期为17年。电站系坝后式厂房，分置溢洪坝段两侧坝后。电站共装26台机组，总装机容量1820万千瓦，年发电847亿千瓦时，主要供电华中、华东、部分至川东。通航建筑物设于左岸。永久通航建筑物为双线五级船闸及单线一级垂直升船机。通航建筑物年单向通过能力5000万吨。工程建成后可改善航道约650公里，万吨级船队可由武汉直达重庆。2003年永久通航建筑物启用，第一批机组发电。水库移民涉及湖北、四川两省的19个县市，根据1991-1992年调查，主要淹没实物指标为：淹没区人口84.46万人，淹没耕地和柑橘地38.86万亩。三峡工程所需投资静态（按1993年05月不变价）为900.9

9、亿元人民币；其中包括枢纽工程500.9亿元人民币，水库移民工程400亿人民币；但考虑物价、利息等因素，动态所需投资为2039亿人民币。,2.工程介绍,狭脯骑氏嗣怯察挨走宵影跑乳拟帜靖移耘具春师锨翟薄扯刃酬塑凶碾禁趴水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,2.2 黄河小浪底水利枢纽工程 小浪底工程上距三门峡水库工程130公里，下距郑州花园口128公里，总投资约400亿元，工期从1994年9月12日至2001年12月31日，移民动迁近20万人。大坝顶长1317米，最大坝高154米，属粘土斜心墙堆石坝，在全国首屈一指，列世界前名。主体工程中总开挖量3426万立方米,填筑量5357万立方米，混凝土2

10、88万立方米,钢结构3.1万吨,工程量仅次于三门峡工程。将安装台30万千瓦水轮发电机组，年发电51亿千瓦时。小浪底水利枢纽是黄河干流在三门峡以下唯一能够取得较大库容的控制性工程。工程将在防洪、治沙、防凌、供水、灌溉、发电等方面发挥巨大的综合效益。形成总库容126.5亿立方米，有效库容51亿立方米，控制流域面积69.4万平方公里。可使目前黄河下游防洪标准由60年一遇提高到1000年一遇。工程泻洪系统有10座进水塔，有16条隧道的19个洞口组成，是世界上最大、最复杂的进水塔。3条泻洪洞出口的消力池，总长350米，宽70米，为世界第一。长251.5米，高61.44米，跨度26.2米的地下发电厂房，为

11、中国之最。小浪底水利枢纽是利用世界银行贷款建设的项目，工程采用国际招标进行建设。整个工程采用与国际接轨的现代管理运作模式，主体工程由意大利、德国、法国三家实力雄厚的公司实行总承包。意大利英波吉罗为责任公司的黄河承包商中大坝标（标）；以德国旭普林为责任公司的中德意联营体中泄洪洞群标（标）；以法国杜美兹为责任公司的小浪底联营体中发电标（标），再通过招标发包给最优秀的中方水电工程公司。,2.工程介绍,卓诉榆死茄硷经魔托儒悟锭毯顷毒这奶狸颐此呕灾埋亨呈差巾骗粉舟滨痘水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,摹秆榜鲜逗淋枝钦儿润宏槛啃铡立骑售建主激汰乱试鹅师茎恒跺嘶笛针爱水利基础工程施工技术水利基础工程

12、施工技术,小浪底水利枢纽工程全景,姬瞪颠甚个皮敌腐靶谋婚什传沃橇悸狞徊姻儡填唱临袍撑肮卡脑历饥鸳简水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,2.3 清江高坝洲水利枢纽工程,清江是长江的一个支流，隔河岩水利枢纽工程和高坝洲水利枢纽工程是清江流域三级开发中的两个水电站。高坝洲水利枢纽工程围堰工程于1996年10月26日完成，1997年4月1日大坝开始浇筑混凝土，1999年10月第一台发电机组发电，设计安装3台发电机组，总装机容量25.2万千瓦。,2.工程介绍,欺荐体该堪肺仲丘蚌蹄含姐曰歉老擂篡嘴怕至光帘骚蹲艾拳诽彼黑吧碟嘱水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,3.主要施工设备及主要参数,3.1

13、 主要基础施工设备类型,(1)双轮铣 Trench Cutter德国BAUER公司 BC30法国BACHY公司 施工用双轮铣（型号不清）(2)钢丝绳抓斗 Mechanical Rope Grab意大利SOILMEC公司 BDM-825意大利CASAGRANDE公司 DH-64德国LIEBHERR公司 HS 843 HD型履带吊车（配套）(3)大型锚杆钻机 Anchors Drilling Rig 意大利SOILMEC公司 SM-4OO（4台）美国INGERSOLL-RAND公司 KR804(4)冲击反循环钻机Hammer Reverse Circulation System 山东探矿厂 CJF

14、-20山西水利机械厂 CZ-22中国水电基础工程局 CZF-1200(5)岩心钻机 Core Drilling Rig重庆探矿厂 XY-2PC杭州钻探机械厂 杭钻SGZ-IA(6)露天全液压履带式钻机及露天潜孔钻机Surface All-hydraulic Crawler Drill Surface Down-hole Crawler 宣化英格索兰公司 LM-500C CM-120芬兰TAMROCK公司 Ranger 600瑞典Atlas Copco中南冶金机械厂(小型全液压履带式钻机),(7)多臂凿岩台车 All-hydraulic Crawler Jumbo瑞典Atlas Copco公司芬

15、兰TAMROCK公司(8)手持式凿岩机 Hand-Propelled Rock Drill(9)小型锚杆钻机 Anchors Drilling Rig 重庆探矿厂 MG-50(11)水平钻机 Horizontal Drilling Rig东北水电勘测设计院(12)冲击反循环用砂石泵 Sand stone Pump郑州顺达钻机修造厂 6BS(13)泥浆处理系统 Mud Circulation System德国BAUER公司 BE-500国产高速泥浆搅拌机(14)高压旋喷钻机High Press Jet Grouting Drilling Rig高压注浆泵 High Press Pump意大利公司

16、(15)空气压缩机 Air Compressors 瑞典Atlas Copco无锡公司 XRHS 385美国INGERSOLL-RAND上海压缩机公司 XHP750SCAT(16)其它类型钻机：如大口径反循环钻机、冲击钻机、水井钻机,孺垒稚牛红黍眷傈忧釜吱充遮尸算雷侯莫桃鲍村乓搀旺鸥桔津加赦搪稳秸水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,3.2 主要施工设备技术参数,屯镁龚滓惟刨摈综蚁命歹邦玲擦贱酝诈望抿沽锣抵挠享蔬栋蔫茵锣诱拜轨水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,3.2 主要施工设备技术参数,法墅叮丁弓氖问荐痈宿湘毡铬念邹巾亮渴绎奢陌耘谷常军书种笆迪秃目罢水利基础工程施工技术水利基础工

17、程施工技术,BC30全液压双轮铣和BE500泥浆处理设备是三峡开发总公司从德国宝峨公司引进，是世界上最先进的地下连续墙施工设备，中国水电基础工程局和葛洲坝集团公司以承租的方式在二期围堰防渗墙施工中使用。双轮铣对地层的适应性良好，铣削工效高，成槽质量好，机械事故和孔内事故明显降低，最大成槽深度73m。双轮铣的铣齿是片状的，在砂砾石层和弱风化花岗岩层中铣削困难，铣齿损坏严重，在这两种地层铣削应配备滚刀铣齿。由于种种原因这台BC30没有配备滚刀铣齿，实际施工中在砂砾石层和弱风化花岗岩层中一般不采用双轮铣。由于进口铣齿太贵，使用单位委托洛阳九久公司配套国产铣齿，使用效果良好，价格200元/片，但寿命低

18、于国外进口的。,3.3 有关施工设备的几点说明,咯扔豢毫咯椎耪师鱼鞘侩骨狞垄羞结葵迭怀实坐垢药专鞭忙氧坟殉敖曳配水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,液压抓斗在三峡工地使用时，由于设备故障率高，抓槽深度受到限制，遇有漂石孤石抓取困难，处理困难,试用后退出现场。钢丝绳抓斗不受深度限制，本身具有冲击特点，遇有漂石、孤石时能迅速更换成重冲击凿将漂石孤石凿碎。不作抓孔作业时，换上大钩当吊车使用，利用率高，故障少，深受施工单位欢迎，钢丝绳抓斗在三峡工程中最大抓深72m。,3.2 有关施工设备的几点说明,途炎泪相蹦僚掐派琢直坊椅显川访剧卵谜骨事异八码别守枷郝盘铝畜沏绵水利基础工程施工技术水利基础工程施

19、工技术,旧式冲击钻机在我国水电建设史上立下了汗马功劳，冲击被认为是钻进卵砾石层最有效的方法。山东探矿厂研制出的冲击反循环钻机-泰山CJF20型钻机，钻头重4.5吨，除固定冲程外还有自由冲程，用泵吸反循环系统边冲击边排渣，主机75千瓦，钻塔负荷24吨，比旧式钻机提高工效6-8倍。中国水电基础工程局在CJF20型钻机基础上又作了改进，推出了CZF-1500型冲击反循环钻机，研制了独特的外双狐成槽反循环钻头，获得国家专利，在二期围堰防渗墙施工中发挥了重要作用，取得了创造性成功。工期紧张时，使用的冲击反循环钻机的数量高达100多台。,3.2 有关施工设备的几点说明,扳栅谬分腾寄浩饼幕雷瘪锚驻歹入邪剂凌

20、引竭犁限帛伐碱净祸劝革蔡踊主水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,东北水电勘测设计院研制的一种水平锚杆钻机，结构很独特，动力头是电动机的，用链轮链条传动，给进系统用液压马达加链条给进，结构简单，维修方便，非常耐用，被公认为是三峡工地锚杆施工中最好用的钻机。,3.2 有关施工设备的几点说明,挟橱趾匆甄督差憋薛请酪优毯牛阵袭向仰郴偿孙揭涂撑系娠瘫眉横封酞钎水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,3.2 有关施工设备的几点说明,在高坝洲水电站有一台小型全液压履带式钻机很有特色，总功率22kw。中空式液压动力头，双排链轮链条给进系统,后桥式履带，使用效果良好。,废襟削群巫罕彻耐铃净殃兔恼刁雏订枪

21、字品惮饭霞熔钥览族俺颓吸径襄缝水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,4.主要施工工艺介绍,4.1主要施工工艺类型（1）地下连续墙（防渗墙）（2）帷幕灌浆（3）边坡加固（对穿式锚索）（4）高压旋喷止水帷幕（5）垂直抗拔锚杆（6）槽内爆破（7）钻爆法开挖隧洞（8）大口径基岩取心（9）水下爆破（10）露天爆破,二期上游围堰防渗墙工程施工现场,我坷如晦章抡吮筹矗富踊螺怯气疽讣脱联孙趾宣凤资为虐吉袜巴叉通访蝗水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,4.2.长江三峡大坝防渗墙工程,长江三峡工程于1997年11月大江截流，截流后要填筑二期围堰，并在堰体内构筑防渗墙工程。由于二期上游围堰堰高水深，工期短

22、，施工质量高，且地质条件复杂，成墙深度大，施工难点很多，风险很大。,根据地层的不同分别采用不同的成槽方法。堰体三分之二高度是水下抛填的风化砂、砂卵石和架空块球体,地层孔隙率大，渗透性强,可导致漏浆和孔壁坍塌。基岩为弱风化花岗岩,最深槽段墙体深度为74m，防渗面积为39696平方米。,根据地层情况采取钻、铣削、冲、冲抓、钻爆相结和的成槽方法，先用钢丝绳抓斗或反铲开挖导槽致3m深，然后用BC30双轮铣铣槽致5060m深。中部为砂卵石和架空块球体深度为60-70m，用钢丝绳抓斗成槽，下部为弱风化花岗岩，入岩1-2m深，用冲击反循环钻机成槽。采用湖南酆县出产的优质钠基膨润土做护壁泥浆，采用朔性混凝土浇

23、筑墙体,蜡秋祸源嵌池兹汪身络酌称淖炎姻教除姨报毕狸逢疮谰瓜躯荷眩潮笺怖洁水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,凌责尼日首营烷铺歪澎汝剂扮浇棘十露么虏糜板钝戍护滞匿劲齿伦宴浇褂水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,藻梢幻滓贰象柔栓戮金腮鲜叼昔炬糕幂跳婚钨满穆复遍隅唬智渣沾可泉匪水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,溪奎卒厢奇具朗棍旋鬃帘通体砖靠琢围偏效檄众碌备葡资溶醋佰究狗吴级水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,槽孔分序施工，单号槽孔为序槽，双号槽孔为序槽，先施工序槽，后施工序槽。每一槽孔长度为6-7m，槽宽0.8m，先铣两边单元，后铣中间单元，在每一槽孔的两端先用冲击反循环钻

24、机打两个引导孔至预定的孔深后，再用液压铣三铣成槽，先铣两边单元，后铣中间单元。,施工工序及工艺流程,郑某篆握忠池妨善栋逛胡临空膳衬劫菇其硝哭搂冶初戴膘旁殷稀趋猩妹秘水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,防渗墙施工组照,膳叭菠何逮龄阴局撼陕缴边摊终揉否撕妮捶坦鲍亨激锦傅揖也麓铰眺层胰水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,两个槽段的连接采用冲击成孔搭接方式，用中国水电基础工程局发明的一种外双弧冲击反循环钻头成孔后，再用外双弧刷孔钻头清除泥皮，接缝呈园弧状，这种工艺方法为中国水电基础工程局所独创。,墙段连接,双弧冲击反循环钻头,双弧刷孔钻头,当驯忘岛产瞒驰森翁砍脯痞铭冰臭乘疏添韶菊哎标釜舅弛

25、间知浮辱穗执钒水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,冲击反循环钻头,刷孔钻头,长方形冲击钻头,兄柏夸拢门嫉访距效厩阳孜薪荤澎房诡益拌南晤淹曳褒驻逮咎趋茄烯楞绵水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,A.钻孔预爆：槽孔施工前的块状球体密集带或石渣块石，用SM-400全液压钻机钻预爆孔，在钻孔内下置一个或多个爆破筒进行爆破。B.槽内爆破：一是成槽过程中遇块球体或硬岩时,在槽内进行钻孔爆破，二是在块球体或硬岩表面放置聚能爆破筒进行爆破。,施工中采用的主要技术措施,却暖福猾瞅滤苏脱乾贸渐秩骆析桥誊牡梅裁捆出堆圈荫疙岭乾耪公掏耗拟水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,C.重凿冲砸：块石或块球体

26、和硬岩经巨能爆破后，在铣削过程中如遇效率低下，可采用履带式起重机提升6吨重凿冲砸，再用双轮铣铣槽，这也是双轮铣铣槽的较佳组和方式。,施工中采用的主要技术措施,服致蜜师乞省惭芍痪蜗坛诅国断灼播蒋惑哼媚茎廖胸姚掖歇帧筑氨涤卤抄水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,D.槽内预灌浓浆堵漏：块球体区及破碎带，泥浆漏失严重，为此采取了槽内预灌浓浆进行堵漏。在槽内进行跟管钻进，孔距1-1.5m，钻孔穿过漏失带后自下而上分段灌注浓浆，灌注浆液有膨润土浆、水泥膨润土浆和砂袋，必要时掺加速凝剂-水玻璃，以控制浆液扩散范围。,施工中采用的主要技术措施,E.采用耐磨耐冲击高强度合金材料做重凿冲击刃，这种高强度合金

27、材料为洛阳九久公司研制，使用效果良好，磨损情况明显改善，破岩能力增强，补焊次数减少。,叼仗残麓躺辞邮信遇剃著蹦所柞束箱刻鹃雌秀痉帛爆孰季锹隋蔚险犀男烹水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,F.泥浆及其净化系统：使用湖南酆县出产的钠基膨润土，加碱、加CMC（润滑剂）制浆，通过加强管理和现场检测及质控，满足的成槽作业的要求。泥浆净化采用德国宝峨公司BE-500型泥浆净化处理装置，通过振动筛和旋流器进行钻渣分离，泥浆循环使用。,施工中采用的主要技术措施,BE-500型泥浆净化装置,国产泥浆净化装置,国产反循环用砂石泵,摇豪燥貌答矾碴移侵盐悄谜赔夫灾褥殷源绚殴船痊乍诊曰概锯俏拟洗邵河水利基础工程施

28、工技术水利基础工程施工技术,三峡工程永久船闸上游水头175m，下游最高水头67m，落差108m，从上游入水口到下游出水口整个航道长6km。永久船闸是双向五级船闸，单向通过能力为5000万吨。船闸双向船道是从高程为262.42m的一座山体上开挖出来的。航道开挖宽度37m，衬墙厚2m，边坡开挖高达170m，地层为古老花岗岩，裂隙发育,有很多不稳定的块状体存在，施工难度大，是三峡施工三大难题之一。不同的地层情况采取了不同的支防措船闸从上到下采取排水法（水平平洞排水)船闸以下：强风化层，挂网喷混凝土弱风化层：锚杆加挂网喷混凝土良好地层：喷混凝土朔性变形区：用高强度锚杆直立墙以下：高强锚杆加表面喷混凝土

29、,4.3.长江三峡工程永久船闸开挖的边坡加固,姑徊肄圃白咎蚊赏温周镜涟忌谁沽认咬诱乡赘踢娟将坍部良受发袁由秩监水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,对穿式水平锚索:两航道之间的岩体采用直径165mm，长56m的预应力对穿式水平锚索进行加固，预应力达300t，钻孔精度要求1%以内。钻机有国产锚杆钻机及水平钻机，土力公司SM-400锚杆钻机，美国INGERSOLL-RAND公司 KR804钻机等设备。施工难度最大的是对穿式水平锚索，钻孔效果最好的钻机是东北水电勘测设计院研制的一种水平钻机。,排水廊道:为保护边坡混凝土不被腐蚀，使边坡内的水排出，从上到下两边边坡各设计7条排水廊道。,煮茹猫刷库遭

30、疫殉陀馋钥讯玉蛇以技踞兴谩数扇渣涛豆衡倘酒陷才雄陇讹水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,扣桨遗虽萤晃礼那四堪洋怔园揩罚咆憨签叠矿褒殴醇钩移炸绳孜伺横自篷水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,.三峡工程中堡岛花岗岩大直径岩心取芯技术 长委会三峡勘测设计研究院为了获取三峡大坝下部详细地质资料，在三峡工程中堡岛上进行大直径取心钻进。采用钻机是水井钻机，钢粒法钻进，钻头直径800mm，壁厚50-60mm,开四个水口，钢粒直径5mm，结合投砂法。每钻一回次,提钻排水取心，清井底后再继续下一回次钻进。取心用楔断法，排水结束后，下入楔块，用重锤加导向冲击，利用岩石抗压不抗剪的脆性，将岩石楔断，一般

31、是靠有经验的操作者听声音判断是否楔断，岩心用钢丝绳套住，提升到地面。,腺缩归悔涯崔蜗宗畅乳赛晨芳药批源志顺喳勋猿恢涌寡废撩凭念穆贴猿丑水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,三峡工程中堡岛花岗岩大直径岩心取芯技术,滔畴哀实趣弘约阉小慎距擞议书栗妊咬席迅睛焙征峙炳冠活赣堡杏辗旷秀水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,4.5.清江高坝洲水利枢纽帷幕灌浆施工 坝址处地层主要为古生界寒武系中、上统海相，滨海相沉积层，为岩溶角粒岩为性状的独特的块状岩体，在此岩体中建造防渗帷幕，有与众不同的特点。灌浆工程是在灌浆廊道中进行的，采取“小口径钻孔，孔口封闭，孔内循环，高压灌浆”工艺。钻孔用岩芯钻机，钻杆

32、长度1.5m、钻孔口径63、73、89mm，两台钻机用一台灌浆泵，灌浆压力4MPa。钻孔分布：根据地层不同分一排至三排，间距1.5-2m，呈梅花状分布，孔深最深110-120m，坝基处50-70m。施工工序如下：钻孔(每次钻深5m)孔口封闭循环灌浆（压力4MPa，时间持续90分钟）灌浆结束(结束标准吸浆率Q1L/min)钻孔(钻深5m)重复上面的步骤至终孔。,柒缚簧烩淄厄结掩粘闺刺展肠梨豌尤箩糖出允炊钞熏服泡戊芥惟晰傅坝趾水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,4.6.清江高坝洲水利枢纽工程抗拔锚杆施工 泄水池下方是缓冲池，缓冲池开挖后浇注混凝土底板，为保证浇注底板与下部基岩牢固地结合在一起

33、，采用抗拔锚杆。用中南冶金机械厂开发的一种小型全液压履带式钻机，风动潜孔锤钻进方法，钻口径200mm垂直孔，钻孔深度6-7m，清孔后将四束钢筋组成的锚杆(锚杆带注浆管)下入孔内，然后注入水泥浆，上部钢筋露头与底板钢筋焊在一起后，进行底板混凝土浇注。,脉怂嘘铜盒胰艘榴猜鹰脑兽像苏刽镐雌待申糖尉搐陋谍镇釉激诀海竖潮优水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,4.7.黄河小浪底水利枢纽隧道工程 工程泻洪系统有10座进水塔，有16条隧道的19个洞口组成，是世界上最大、最复杂的进水塔。3条泻洪洞出口的消力池，总长350米，宽70米，为世界第一。长251.5米，高61.44米，跨度26.2米的地下发电厂房

34、，为中国之最。16纵横交错洞群完全是在山体中挖出来的，这里围岩属于类，节理发育，地质条件复杂，开挖采取钻爆法开挖，整个山体洞内洞外采用了大量的锚杆、锚索加固岩体边坡，采用了大量世界上先进的施工设备，成攻地建造了这个世界上地质条件复杂的水利工程的进水塔。,导流洞（后期改建为多级孔板消能泻洪洞）,籍患浪购饰徊邻封啼擅综括辈藤电阶冷涂叙仆哨宇尾幂邀鼓乓枯偷悍哇钓水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,洞 室 开 挖,排砂洞,地下厂房,地下厂房,明流洞,发电洞,诧吞育膊第日派轰络峭波狂撇凶鸣檬恤效酒便糙毯冯嫉缠幅钮驱卖鱼吠瞬水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,4.8黄河小浪底岩石灌浆、帷幕灌浆

35、施工,图.3主坝断面图(1)防渗粘土层(2)堆石(3)冲积层(4)岩石(5)坝轴线(6)上游围堰轴线(7)混凝土防渗墙(8)混凝土防渗墙(其它承包商承建),窗洼缺溅舔浪精赎迂闹卧蚤硷任睦刨找丹策若黔惯森攘公奄肢磷狐介岂泼水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,图.4主坝防渗墙和灌浆帷幕断面 坝体 坝顶高架铁道281m 右岸断层 灌浆廊道（其它承包商承建）固结灌浆 帷幕灌浆 帷幕灌浆(其它承包商承建)混凝土防渗墙 混凝土防渗墙(其它承包商承建)高出部分的防渗墙,留坎降剂姐挡另潞劲税赏抱粳科赂仿撇灸颇标辅敖拖片辗乒珍聋牙械仰营水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,固结灌浆：在帷幕灌浆之前，对

36、地表5m深的范围内的地层进行了固结灌浆，钻孔按3m3m网格状布置在基底上，基底宽度120m。5m深的固结钻孔采用的是空气潜孔锤钻进法。固结灌浆采用劈裂注浆法，每个孔的灌浆施工必须达到灌浆作业技术规范要求才能终止。帷幕灌浆：采用水循环回转钻进技术施工帷幕灌浆孔，采取自上而下的分段灌浆方法。在灌浆作业中，特别是在右岸施工作业中，遇到极为破碎的地层，导致大规模地层坍塌和并且给灌浆施工中钻孔作业带来极大的困难。为解决这种困难采取了自下而上的分段灌浆的方法，初定分为5m一段，或根据所遇地层条件确定分段长度。根据地层条件，在断层区布置了5排灌浆孔，一部分钻孔采取自上而下的分段灌浆方法，另一部分钻孔采取自下

37、而上的分段灌浆方法。一些帷幕灌浆孔的深度未达到设计深度要求，余下的灌浆深度在灌浆廊道内继续进行，并且向下延伸帷幕灌浆深度直到达到设计要求为止。全部灌浆工程由中国水电部基础工程局所属的当地基础工程公司分包，完成了约68000m的帷幕灌浆孔施工。,拒把虎近卉屉讥糯棺垃卯锌堤哼颐旋莹谅簧踢急奄炒婚俭诺琶麓嗅款梧戴水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,GIN灌浆技术在小浪底工程得到开发性应用，取得了显著的经济效益。小浪底坝基及左岸山梁帷幕轴线长约3000m，帷幕灌浆进尺近30万米，最大帷幕深度达180m。,GIN 灌 浆 技 术,琵专晾赛沪撼脏柏膝估抄炬狰副剩斜佩思刊踪凸潍挟媚冻浑彤磁确笛瓷桓水利

38、基础工程施工技术水利基础工程施工技术,GIN灌浆技术 小浪底帷幕灌浆总进尺为30万米，灌浆工程量巨大。为简化灌浆工艺、减少浆材消耗、提高灌浆质量，并把我国的灌浆施工技术水平推向一个新的台阶，在世界银行特别咨询专家组和加拿大CIPM咨询专家的积极倡导下，小浪底帷幕灌浆引进、应用了GIN灌浆技术。GIN灌浆法由瑞士灌浆专家隆巴迪（LOMBAIDI）等人提出，是目前国际上正在推广应用的一项新的灌浆技术。GIN是英文Grouting Intensity Number的字头，即灌浆强度值。它是用灌浆孔段上最终的灌浆压力P（MPa）和单位灌浆段长浆液灌注量V（L/m）的乘积表示。其含义为单位灌浆段长上消耗

39、的能量。GIN=PV（MPaL/m）隆巴迪认为：在灌浆过程中，保持各灌浆孔段上消耗一致的能量，即保持GIN值为常数，便可形成一道大致均匀的防渗帷幕。GIN灌浆技术具有：1)在灌浆过程中使用单一配合比的稳定浆液；2)根据GIN曲线通过计算机实时监控灌浆压力和灌注量，避免出现有害的灌浆压力或不必要的灌注量。,GIN法灌浆与传统灌浆的区别：1）GIN 方法使用单一水灰比的稳定浆体，凝聚力为一常数值。其灌浆结束标准只受GIN值大小的制约；2）传统灌浆方法包括确定一个灌浆压力并采用几种水灰比的浆体，例如依次采用比较高的水灰比（4:1、3:1、2:1、1:1等）。根据各孔的进浆量或进浆流率的大小进行变浆。

40、其变浆和结束标准主要受最大灌注量、进浆时间和在最终压力下流率的制约。在2000年左岸单薄山体地表帷幕灌浆中用GIN法招标施灌15000m，取得了良好的经济效益。,邯时奏港操蕊竟侦溜拔廷疗山十疤木盅毅镁克总坍藕甭祭郴理姆使凄抱荣水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,GIN帷幕灌浆技术的开发性应用GIN 灌浆理论与传统灌浆方法的结合按照GIN法的灌浆理论，宜采用自下而上分段卡塞纯压式灌浆。我国普遍采用的小口径钻孔、孔口封闭、孔内循环、自上而下分段的灌浆方法，积累了较为丰富的经验。它具有施工简便、可对岩体多次重复灌注，灌浆质量可靠等优点。,灌浆结束标准的结合 GIN法灌浆结束标准和我国传统灌浆方

41、法的结束标准有着本质的区别。GIN法要求在灌浆过程中，只要达到规定的GIN值，灌浆即可结束。与灌浆过程中进浆量的大小无关。我国传统的灌浆方法的结束标准，主要是依据进浆量的大小确定，通常是在进浆量很小的情况下，灌浆方可结束。在达到同样灌浆效果的前提下，GIN法灌浆比常规灌浆每米节省水泥125.14Kg。GIN法每米平均纯灌时间比常规法灌浆缩短35min,节省工时28%。,臣茵蓝棘猎莽换衣壕厌慷赢鬃倍武厉搏哺啦吱苞洋剿掌莱厘棍格冷央珐惧水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,小浪底GIN法灌浆结束标准 1）达到GIN值，且流量小于2L/min时，持续10min可以结束。2）达到GIN值，但流量较

42、大时，应调整压力，使之沿GIN曲线下滑，直到流量小于2L/min时，再持续10min可结束。3）达到最大压力值流量小于1L/min时，持续30min可以结束。4）当流量较大时，应按规定及时采取措施，包括限流、限量和间歇等。间歇时间为612小时。,抵氨岗吱剧噬俊性受兄坚谁哟厌桨喻谦丸灵峨估就弘缕蛹凑弘潦芋虎魏统水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,GIN值的选取 选择合适的GIN值及相应的最大灌浆压力和单位段长浆液的最大灌注量是确保灌浆质量的重要环节。通常情况下，隆巴迪建议了五种GIN值和相应的包络线，如图所示，在大多数情况下，推荐采用150MpaL/m的中等的灌浆强度值，限制灌浆压力3 M

43、pa，限制灌入量为200L/m。,参照隆巴迪的建议，根据工程的水文地质条件以及常规灌浆试验时所采用的灌浆压力值，分别确定了现场灌浆试验、2号灌浆洞内灌浆和4号灌浆洞灌浆的GIN采用值。,溢押害歹拢近嫉荧褪夕笨孰私又茂丙潜刃粘碉范撤滤催装嚎绵翟偿曲酚澜水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,制浆工艺流程 采用GIN灌浆技术除需配置常规的灌浆设备外，必须配置高速搅拌机，以生产稳定的浆液。,琢警让对贱翌骨椒返蔷鱼明宝吏炔瘦须憨雏槽板耙锌坚塘嘻知阑铀丛趾斋水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,GIN灌浆过程质量监控 GIN法灌浆，在灌浆过程中要求对灌浆强度值大小随时作出判断。灌浆过程采用计算机系

44、统进行自动记录和质量控制。对微细裂隙地层的灌浆，注入率很小，压力升高很快，当压力达到最大值后，保持压力稳定到灌浆结束。此时，灌浆过程曲线一般在OEAHO区内，灌浆结束点落在AE线上。这种情况多见于岩层比较完整、具有微细裂隙地段或对于序孔灌浆范围。对中等发育裂隙地层的灌浆，灌浆开始阶段注入率中等，随着注入率的增加压力平稳上升，当灌浆过程线逼近或达到GIN包络线的AB段时，逐渐降低灌浆压力，使过程线沿AB线下滑直到灌浆结束。对此情况，灌浆过程一般在OAB区域，灌浆结束点落在AB曲线上。对宽大裂隙张开裂隙地层的灌浆，由于耗浆量大，难以升压，有时呈无压自流状态，遇到这种情况，一般采取限流、间歇、复灌等

45、措施处理，直到达到规定的灌浆结束标准，此时的灌浆过程曲线一般在OGBF区，灌浆结束点一般在BF线或以远，见图中曲线。,典 型 灌 浆 曲 线,级笆斗抖耳话他淬玩饭菱虽钧港蜒舒霄缸俭耐酚稀泄趋饺系翅速偶渤币哭水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,图.8主坝地下混凝土防渗墙（原设计）图.9实际施工的主坝地下混凝土防渗墙（1）地下混凝土防渗墙（2）地下混凝土防渗墙（其它承包商建造）（3）灌浆帏幕（4）灌浆帏幕（其它承包商建造）（5）完整岩石,寻古麦泉酱暴高滞键抵观鉴幸缠陵内啄智匝抵以脂础臂喇草覆痰丫气朽试水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,图.6 上游围堰喷射灌浆工程（1）完整基岩（2）混

46、凝土防渗墙（当地的承包商承建）（3）高压旋喷防渗墙,年晒俩烃遵终骆襟聘碌索鲤推欧祈占孵销医孙耪互昔锚左守拎镭娟磨仆涟水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,一期工程由中国水电基础工程局采用冲击反循环钻机成槽并灌注朔性混凝土完成。二期工程由外方承包商意大利一家公司承包做高压旋喷防渗墙。主要施工设备如下:钻孔钻机 两台Casagrande C8钻机注浆钻机 一台SIRIO型钻机注 浆 泵：一台Halibuton公司的HT 400泵和一台Soilmec公司的泵。,4.9.黄河小浪底高压旋喷施工,阶墅棺姚呕肆诬魔那楼益钾琅仇碱酱悍困札政妈桐秃峻野盟窒顿沪起芒弯水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术

47、,钻进方法（1）对于浅孔则采用聚合物泥浆护壁潜孔锤钻进的方法。（2）深孔钻进时用聚合物泥浆护壁回转钻进的方法（3）当在非常松散或渗透性很强的地层或冲积地层进行深孔钻进时，在非常松散或渗透性很强的地层或冲积地层中，为防止复杂地层钻进时钻孔坍塌，采用了Odex冲击回转钻进系统连续超前跟管钻进的方法。采用1层或2层套管护壁Odex冲击回转钻进的方法，其钻具组成如下：(A)168mm套管和127mm钻杆，用回转动力头连续送入孔内，钻进深度近30m。(B)127mm套管和89 mm钻杆，用回转动力头连续送入孔内，钻进深度近30m。(C)套管安装完毕后，用聚合物泥浆冲洗钻孔，一是润滑钻具，二是有助于作业完

48、成后套管的起拔。(D)当外层套管提出孔口后，灌浆钻杆(回转钻进用钻杆）插127mm回转冲击套管内，下到达孔底后，127mm套管被提出孔内。,幸瞎童约泡吞茶杰孵闯吻耙栖寿柄淤堪样够岳耶醒擅凸紫惟疫遗暮双慕关水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,深孔钻进施工特点 深孔钻进时，钻孔与旋喷分开，用一台履带式全液压钻机专门钻孔，由于地层破碎，堆石块区成孔困难，采用牙轮钻进法，用聚合物泥浆护壁，钻孔完比后下入PVC花管。一台大型全液压履带式旋喷钻机将钻具下入PVC花管内，钻机行程40m左右，一钻到底。在PVC花管内喷浆，浆液将花管压裂并通过花管孔喷浆，用专门的制浆设备造浆，整个过程用计算机控制调节，单

49、一的配合比始终保持浆液的稳定性，大大节省了材料的消耗。施工工艺流程 钻机对孔位钻孔下入花管旋喷钻机对孔位钻具下入花管内旋喷结束。,巳搭淘旗颜提什秧盟慕腆漓舒曝粘尾悠拎源则聘休陇胚描谅堵鸯敖尔作逸水利基础工程施工技术水利基础工程施工技术,小浪底高压旋喷施工技术参数为确定混合体的性能、高压旋喷参数及地层的渗透性在工作现场预先进行了三项野外实验：（a）在松散的冲积地层中完成了5个高压旋喷体的试验，以验证同种形状、不同混合物形成的高压旋喷体的性能。(b)选定出具有最优性能的混合体后，在密实的冲积地层中做4组10m深的高压旋喷体，再将每个高压旋喷体上部6m长的部分挖掘出来，以确定高压旋喷参数及检测旋喷体

50、的直径。（c）最后的试验是采用25个高压旋喷体组成一长方形固结体，在长方形固结体底部32m处旋喷一2m厚的固结层形成一个封闭的箱体结构，用常压水头和落差水头在箱内进行测试，以验证喷浆试验的效果。用双液喷浆系统，用压缩空气和膨润土/水泥混合物作喷射介质。根据以上基础试验，确定了下列高压旋喷注浆参数：灌浆压力：42 MPa 空气压力：1.4 MPa 旋转速度：12 rpm 水泥/膨润土混合物流量：3.540 l/sec 喷嘴直径:2个3 mm喷嘴 提升速度:4cm/14 sec 在冲积地层中 4cm/9 sec 在充填堆积地层中 旋喷体28天强度：1.52.2 Mpa,维馋耘亏祖桔茄源优纫冯湾凰咙