水庫混凝土防滲墻施工方案

/防滲墻施工方案一、工程概況本工程大壩防滲墻位于上游壩坡，平行于壩軸線，距壩軸線12.4m，樁號(hào)0+009.96～0+257.88，全長(zhǎng)247.92m，防滲墻頂高程315.5m，底高程隨基巖高程的不同而不同。設(shè)計(jì)要求0+009.96～0+090入巖0.5m，0+090～0+131穿透強(qiáng)風(fēng)化巖石層入弱風(fēng)化巖石0.5m，0+131～0+255.14入基巖1.5m，防滲墻厚度0.3m，造孔工程量約6000m2，混凝土澆筑約2241m3，防滲墻混凝土接受粘土或膨潤土混凝土，抗壓強(qiáng)度不低于5MPa，抗?jié)B標(biāo)號(hào)S4，滲透系數(shù)不大于10-7cm/s，彈性模量小于14000MPa。依據(jù)設(shè)計(jì)供應(yīng)的地質(zhì)資料，防滲墻位置造孔地層為：上部壩體回填砂卵石，中下部為回填石渣，壩基為片麻巖，其中樁號(hào)0+101-0+123.5處巖基上有殘留砂礫石強(qiáng)透水層，厚度3.46m。二、施工特點(diǎn)分析1、墻體厚度較小，由于鉆具直徑受墻體厚度限制，重量輕，鉆孔效率大大降低。2、鉆孔地層上部為砂卵石層，透水性強(qiáng)，穩(wěn)定性差，易發(fā)生漏漿、槽孔坍塌等事故，下部為石渣和基巖，強(qiáng)度高，進(jìn)尺慢，施工難度大。3、修筑施工平臺(tái)將壩頂?shù)缆菲茐暮螅M(jìn)料道路轉(zhuǎn)移到施工平臺(tái)道路上，施工平臺(tái)道路又兼做抓斗施工道路、澆筑運(yùn)輸?shù)缆?，由于施工區(qū)可利用場(chǎng)地狹小，給施工作業(yè)布置和現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)帶來很大困難。4、工期驚惶。防滲墻為限制性工程項(xiàng)目，其影響后面諸多工序，春節(jié)前若不能完成，則影響總工期，而現(xiàn)在距春節(jié)只有4個(gè)多月，工期特殊驚惶。二、施工平面布置依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況和工程特點(diǎn)，本工程的拌合系統(tǒng)布置于溢洪道南側(cè)，砂石料場(chǎng)就近布置，水泥及粉煤灰?guī)觳贾糜谂淞蠙C(jī)一側(cè)，泥漿池及攪漿系統(tǒng)布置于砂石料場(chǎng)北側(cè)，粘土場(chǎng)布置于泥漿池旁邊。由于原壩頂?shù)缆芬哑茐牟荒苓\(yùn)用，因此在變壓器處修筑斜坡道路至防滲墻施工平臺(tái)，在防滲墻施工平臺(tái)南側(cè)修筑斜坡道路至壩頂，由此通至溢洪道，并和圍堰頂?shù)缆愤B接組成場(chǎng)內(nèi)環(huán)形施工道路（附施工平面布置圖）三、施工平臺(tái)施工平臺(tái)接受砂卵石料回填，和壩體填筑施工同時(shí)進(jìn)行，平臺(tái)頂高程315.5m，總寬度14.31m，平臺(tái)上游坡度1：1.12，坡面接受拋石進(jìn)行防護(hù)。平臺(tái)自上游至下游依次為碎石道路、泥漿溝、倒?jié){平臺(tái)、導(dǎo)向槽、鉆機(jī)平臺(tái)，碎石道路寬4.76m，下部鋪筑30cm塊石，頂面鋪設(shè)5cm砂礫石找平，承載實(shí)力可以滿足重型車輛通行；泥漿溝和倒?jié){平臺(tái)接受漿砌石砌筑，泥漿溝寬0.5m，深0.5～1m，溝底自南向北設(shè)i=0.2%的坡度，便于廢漿流淌，倒?jié){平臺(tái)寬1.6m，厚度0.2m，坡度i=0.5%，便于淘換的漿液流向泥漿溝；導(dǎo)向槽為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，考慮到地質(zhì)狀況的困難性和鉆孔施工技術(shù)的不確定性，因此需為將來施工留下可調(diào)整施工方案空間，將其槽口寬度設(shè)為0.65m，導(dǎo)墻接受L型結(jié)構(gòu)，深度1.2m，寬度0.3m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15，鋼筋為φ8mm和Φ12mm鋼筋，每30m設(shè)一分縫，分縫處以Φ16拉接筋連接，導(dǎo)向槽施工嚴(yán)格按設(shè)計(jì)技術(shù)要求和施工規(guī)范規(guī)定進(jìn)行施工，施工完成后每隔20m設(shè)短方木將槽孔處進(jìn)行支撐以防止兩側(cè)土體擠壓變形，導(dǎo)向槽兩側(cè)土體回填接受開挖壩體土料，選擇其中雜質(zhì)含量少的壤土，分層進(jìn)行回填，為保證回填質(zhì)量，回填完成后又進(jìn)行了灌水壓實(shí)；鉆機(jī)平臺(tái)處于舊壩體處，為向壩體內(nèi)開挖而成，表層鋪設(shè)15cm厚石渣找平，鉆機(jī)平臺(tái)寬5.4m，能滿足CZ20～35等各型鉆機(jī)布置，鉆機(jī)平臺(tái)鋪設(shè)鋼軌道，長(zhǎng)度依據(jù)鉆機(jī)數(shù)量而定，以能滿足周轉(zhuǎn)要求為宜。防滲墻施工完成后需拆除施工平臺(tái)，由于鉆機(jī)平臺(tái)處對(duì)舊壩進(jìn)行了開挖，因此須要回填復(fù)原至設(shè)計(jì)邊線，可以接受邊開挖邊回填的施工方法，回填標(biāo)準(zhǔn)仍按壩坡回填標(biāo)準(zhǔn)限制，開挖分層進(jìn)行，每層以2～3m為宜，開挖至下部變窄處大車無法行走后，改用小型農(nóng)用三輪車運(yùn)輸，棄料卸至指定地點(diǎn)。四、供漿系統(tǒng)泥漿護(hù)壁是防滲墻施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，泥漿護(hù)壁效果的好壞干脆影響防滲墻造孔質(zhì)量和施工進(jìn)度，因此須要在充分了解地層特性和鉆具性能前提下，實(shí)行合理的泥漿和泥漿生產(chǎn)系統(tǒng)。依據(jù)防滲墻地質(zhì)復(fù)勘結(jié)果，本工程地層主要為砂礫石地層，透水性較大，簡(jiǎn)潔發(fā)生泥漿漏失，因此要求泥漿具有良好物理性能、流變性能、穩(wěn)定性，通過對(duì)旁邊粘土料場(chǎng)的考察，確定接受白合紅粘土進(jìn)行制漿。泥漿系統(tǒng)由泥漿制漿站、泥漿池、供漿管路組成。制漿站設(shè)置在溢洪道，攪漿機(jī)械接受300型地質(zhì)鉆機(jī)配置自制攪漿器改制而成，泥漿池布置于旁邊，分為原漿池和標(biāo)準(zhǔn)漿池，每個(gè)容積100m3，可以同時(shí)滿足3個(gè)槽孔的需漿量，供漿接受泥漿泵配置膠管輸送，并設(shè)置若干節(jié)制閥門作為支線管路，由于支配接受抓斗和沖擊鉆成槽，因此供漿方式為靜止方式，不設(shè)泥漿回收系統(tǒng)，澆筑時(shí)置換的泥漿接受泵抽至其他部位導(dǎo)向槽內(nèi)存置利用，廢漿則通過泥漿溝排至庫區(qū)。依據(jù)防滲墻施工規(guī)范和相關(guān)資料，防滲墻造孔用泥漿可按下述標(biāo)準(zhǔn)限制項(xiàng)目單位性能指標(biāo)試驗(yàn)儀器比重g/cm21.15～1.25泥漿比重計(jì)漏斗粘度s18～25馬氏漏斗含砂量≤5%含砂量測(cè)定儀五、施工機(jī)械設(shè)備及器具為滿足工程施工須要，支配配置的機(jī)械設(shè)備和工器具如下：施工機(jī)械設(shè)備和器具支配表設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量制造廠名設(shè)備狀況液壓抓斗QUY55A1撫順工程機(jī)械制造有限公司良好沖擊鉆CZ352保定市東方紅機(jī)械制造有限公司良好泥漿攪拌機(jī)1山西良好混凝土拌和站JS5001河北雙星機(jī)械制造有限公司良好吊車16t1徐州重型工程機(jī)械有限公司良好泥漿泵3保定良好裝載機(jī)ZL301柳工良好混凝土翻斗運(yùn)輸車0.5m34保定良好方形鉆頭3t2自加工良好鋼接頭管φ30070m自加工良好混凝土導(dǎo)管φ20090m自加工良好六、槽孔布置依據(jù)地質(zhì)狀況和施工現(xiàn)場(chǎng)客觀條件，擬實(shí)行抓斗抓槽、沖擊鉆協(xié)作的施工方案，抓斗每次抓取長(zhǎng)度2～2.5m，因此支配將槽孔長(zhǎng)度定為7m，共劃分為36個(gè)槽孔，一期槽孔和二期槽孔各18個(gè)，詳細(xì)劃分狀況見下表：防滲墻槽孔長(zhǎng)度劃分表槽孔編號(hào)槽孔長(zhǎng)度里程對(duì)應(yīng)壩頂樁號(hào)備注1#3.060+009.96～0+013.020+009.96～0+013.02樁號(hào)0+009.96～0+179.65和設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)示的壩頂樁號(hào)一樣，0+179.65以南因大壩折角導(dǎo)致標(biāo)示樁號(hào)和實(shí)際里程不一樣，因此按實(shí)際里程表示2#70+013.02～0+020.020+013.02～0+020.023#70+020.02～0+027.020+020.02～0+027.024#70+027.02～0+034.020+027.02～0+034.025#70+034.02～0+041.020+034.02～0+041.026#70+041.02～0+048.020+041.02～0+048.027#70+048.02～0+055.020+048.02～0+055.028#70+055.02～0+062.020+055.02～0+062.029#70+062.02～0+069.020+062.02～0+069.0210#70+069.02～0+076.020+069.02～0+076.0211#70+076.02～0+083.020+076.02～0+083.0212#70+083.02～0+090.020+083.02～0+090.0213#70+090.02～0+097.020+090.02～0+097.0214#70+097.02～0+104.020+097.02～0+104.0215#70+104.02～0+111.020+104.02～0+111.0216#70+111.02～0+118.020+111.02～0+118.0217#70+118.02～0+125.020+118.02～0+125.0218#70+125.02～0+132.020+125.02～0+132.0219#70+132.02～0+139.020+132.02～0+139.0220#70+139.02～0+146.020+139.02～0+146.0221#70+146.02～0+153.020+146.02～0+153.0222#70+153.02～0+160.020+153.02～0+160.0223#70+160.02～0+167.020+160.02～0+167.0224#70+167.02～0+174.020+167.02～0+174.0225#70+174.02～0+181.020+174.02～0+179.6526#70+181.02～0+188.020+179.65～0+185.2827#70+188.02～0+195.020+185.28～0+192.2828#70+195.02～0+202.020+192.28～0+199.2829#70+202.02～0+209.020+199.28～0+206.2830#70+209.02～0+216.020+206.28～0+213.2831#70+216.02～0+223.020+213.28～0+220.2832#70+223.02～0+230.020+220.28～0+227.2833#70+230.02～0+237.020+227.28～0+234.2834#70+237.02～0+244.020+234.28～0+241.2835#70+244.02～0+251.020+241.28～0+248.2836#70+251.02～0+257.880+248.28～0+255.14總長(zhǎng)248.92注：?jiǎn)翁?hào)為一期槽孔，雙號(hào)為二期槽孔。七、防滲墻造孔施工本工程擬接受抓斗抓槽、沖擊鉆協(xié)作的施工方法，抓斗抓取上部砂礫石層，沖擊鉆施工巖石層和大塊卵漂石，抓斗型號(hào)為30型液壓式，最大抓取長(zhǎng)度2.8m，因此，每個(gè)槽孔分三次抓取，先抓兩側(cè)，后抓中間，抓斗站于倒?jié){平臺(tái)和碎石道路上，行走至要抓取的位置，履帶平行于防滲墻軸線，依據(jù)導(dǎo)墻上的限制線調(diào)整斗齒至精確位置，使各項(xiàng)偏差限制在規(guī)范之內(nèi)，然后起先抓槽，同時(shí)接受農(nóng)用三輪車運(yùn)輸棄渣，短暫棄至圍堰上游，抓槽時(shí)向槽內(nèi)注入泥漿進(jìn)行護(hù)壁，保證泥漿液面不低于導(dǎo)向槽頂50cm，為此，將槽孔兩側(cè)以土袋封堵，防止泥漿外流。抓斗抓完上部砂礫石層后，若遇弱風(fēng)化巖層能抓取時(shí)則接著接受抓斗，不能抓時(shí)則接受CZ35型沖擊鉆施工，支配配置兩臺(tái)沖擊鉆機(jī)，每個(gè)鉆機(jī)配備一個(gè)方形鉆頭、一個(gè)筒鉆、一個(gè)抽筒，方形鉆頭為我單位為本工程施工特制，重約3T，寬1.5m，對(duì)于巖石層施工效率較高，另外對(duì)于掃孔，劈打小墻特殊有效，劈打過程中剛好進(jìn)行淘渣，同時(shí)補(bǔ)充簇新泥漿，沖擊鉆施工至要求的深度后停止鉆進(jìn)。施工依次為先施工一期槽孔，即單號(hào)槽孔，后施工二期槽孔即雙號(hào)槽孔，為檢驗(yàn)抓斗施工效果，先從19#槽孔起先進(jìn)行試抓，依據(jù)19#、21#、23#、20#、22#、25#……的依次向南施工，完成32#以后，再回去施工17#、15#、18#、13#……直至1#施工，同時(shí)拆除南側(cè)上壩道路，修筑33#～36#導(dǎo)向槽，最終進(jìn)行33#～36#防滲墻施工?；鶐r面的鑒定由四方共同鑒定，鉆機(jī)施工人員依據(jù)設(shè)防滲墻中心線地質(zhì)剖面圖，當(dāng)孔深接近預(yù)料基巖面時(shí)，起先留取巖樣并妥當(dāng)保存，等待地質(zhì)人員進(jìn)行鑒定，依據(jù)鑒定結(jié)論，確定基巖面，每個(gè)槽孔必需保存入巖巖芯和終孔巖芯，并分類編號(hào)保存?zhèn)洳?。槽孔質(zhì)量限制應(yīng)依據(jù)施工規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)即：槽壁平整垂直、無梅花孔、小墻；孔位偏差不大于30mm；孔斜率不大于4‰，孤石和基巖陡坡限制在6‰以內(nèi)；槽孔深度滿足設(shè)計(jì)要求。接受懸吊鉆頭測(cè)斜法測(cè)量孔斜和孔底偏差。槽孔聯(lián)合驗(yàn)收合格后，進(jìn)行清孔換漿。接受抽桶出渣法清孔換漿，清孔換漿結(jié)束后1h,對(duì)換漿狀況進(jìn)行檢測(cè)。清孔換漿合格標(biāo)準(zhǔn)為：清孔換漿結(jié)束后1h，孔底淤積厚度不大于10cm，槽孔內(nèi)泥漿密度不大于1.30g/cm3,漏斗粘度不大于30s,含砂量不大于10%，孔底淤積厚度接受測(cè)針和測(cè)餅協(xié)作測(cè)量的方法確定，泥漿檢查將專用的取漿器放到距孔底0.5-1.0m的部位取樣，對(duì)三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。一、二期槽接頭孔，用鋼絲刷鉆頭對(duì)槽壁刷洗，上下刷洗不少于50次，合格標(biāo)準(zhǔn)是：刷子鉆頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加，保證一、二期槽混凝土結(jié)合緊密。防滲墻造孔過程中，難免發(fā)生各種意想不到的狀況，因此針對(duì)下面幾種有可能發(fā)生的狀況制定出有效的應(yīng)對(duì)措施及處理方法：（1）漏漿。由于本工程大部分地層為砂礫石和砂層，因此發(fā)生漏漿的可能性極大，一旦發(fā)生漏漿，將有可能引起泥漿液面下降，引起槽壁坍塌，應(yīng)對(duì)措施為加強(qiáng)泥漿質(zhì)量的限制，護(hù)壁泥漿具有較高的粘度、較好的泥皮形成實(shí)力和較小的比重，同時(shí)配備確定數(shù)量的堵漏劑和增粘劑，比如鋸末和羧甲基纖維素。（2）槽壁坍塌。因此槽壁坍塌的緣由主要為泥漿漏失未剛好補(bǔ)漿致使槽內(nèi)泥漿液面下降導(dǎo)致泥漿靜水壓力減小、泥漿質(zhì)量差不能很好護(hù)壁、處理地下障礙方法不當(dāng)、地層中存在軟弱淤泥質(zhì)土或粉土層、地表荷載過大或振動(dòng)力過大。應(yīng)對(duì)措施為加強(qiáng)泥漿質(zhì)量、合理劃分槽段長(zhǎng)度、施工過程中留意對(duì)泥漿液面視察，發(fā)覺下降后立刻查明緣由并實(shí)行相應(yīng)措施，并且剛好將成槽機(jī)械提升至地面并將人員及機(jī)械轉(zhuǎn)移至平安地帶、嚴(yán)峻坍塌時(shí)接受優(yōu)質(zhì)土回填后重新挖槽。（3）挖槽機(jī)具卡在槽內(nèi)。發(fā)生卡鉆的緣由有：a停工時(shí)，鉆具沒有提出槽孔，以致泥漿中所懸浮的土渣沉降在鉆具四周使鉆具被卡；b土層中有粘土層后槽壁面泥皮過厚時(shí)鉆具側(cè)面易被卡住；c槽孔開挖偏差過大指示槽孔出現(xiàn)彎曲，鉆具受卡；d施工中不慎有大塊石落入或存在漂石、孤石卡鉆。應(yīng)對(duì)措施為：a機(jī)械停止運(yùn)行時(shí)，剛好將鉆具提出槽內(nèi)；b泥漿變質(zhì)后剛好更新簇新泥漿；c粘土層中施工，接受粘度較低的泥漿；d孤石處理防止孔斜過大；e鉆具升降時(shí)盡量不碰撞槽壁防止石塊掉落；f有坍孔跡象時(shí)盡快將鉆具提出地面；g發(fā)生卡鉆時(shí)可實(shí)行高壓射水裝置或空氣升液法及爆破法及鉆機(jī)施工人員的其他閱歷方法。八、防滲墻混凝土澆筑（一）防滲墻混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求防滲墻混凝土接受摻粘土或膨潤土的水泥混凝土，抗?jié)B標(biāo)號(hào)≥S4，滲透系數(shù)不大于10-7cm/s，28天齢期抗壓強(qiáng)度不第于5Mpa，彈性模量小于14000Mpa。我單位托付河北金濤建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司進(jìn)行協(xié)作比設(shè)計(jì)，經(jīng)過數(shù)次優(yōu)化調(diào)整，最終確定協(xié)作比如下：防滲墻混凝土協(xié)作比（1m3）水膠比砂率（%）水泥粉煤灰膨潤土水砂碎石5～31.5流化劑混凝土坍落度180mm～220mm，擴(kuò)散度340mm～400mm，容重kg/m3，符合設(shè)計(jì)要求和防滲墻施工規(guī)范規(guī)定。（二）混凝土澆筑防滲墻混凝土澆筑接受直升導(dǎo)管法，導(dǎo)管為φ200mm無縫鋼管加工，單節(jié)長(zhǎng)度2.5m，并配備數(shù)節(jié)1m和0.5m短管，管節(jié)間以絲扣連接，共配備三套導(dǎo)管，7m長(zhǎng)槽孔下設(shè)三套導(dǎo)管，導(dǎo)管間距布置如下圖：頂節(jié)導(dǎo)管上為承料漏斗，倒椎體結(jié)構(gòu)，兩側(cè)導(dǎo)管接受鉆機(jī)提升，中間導(dǎo)管接受吊車提升，下設(shè)后導(dǎo)管底口局槽底150～250mm，導(dǎo)管上口接受導(dǎo)管夾和井架固定。依據(jù)規(guī)范規(guī)定，導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不小于1m，不大于6m，據(jù)此計(jì)算首批澆筑所需混凝土量，計(jì)算圖如下：墻體厚度按0.4m（考慮擴(kuò)孔因素），混凝土堆坡率按1：6，導(dǎo)管內(nèi)存料高度按15m，依據(jù)計(jì)算得所需混凝土量為4.7m3，因此，加工儲(chǔ)料平臺(tái)的最小容量為4.7m3，儲(chǔ)料平臺(tái)放置于鉆機(jī)平臺(tái)處，通過溜槽向?qū)Ч軆?nèi)輸送混凝土，混凝土接受拌和接受JS500拌和站生產(chǎn)，農(nóng)用三輪車運(yùn)輸，在壩頂對(duì)應(yīng)槽孔位置設(shè)置溜槽，混凝土料通過溜槽卸至儲(chǔ)料平臺(tái)內(nèi)?；炷灵_澆時(shí)接受頂塞法，吊塞接受充氣皮球，直徑可略大于導(dǎo)管內(nèi)徑，可以重復(fù)利用，首批混凝土放完、皮球返上來后，即可正常澆筑，澆筑過程中應(yīng)始終留意導(dǎo)管埋深1～6m，混凝土面上升速度不小于2m/h，混凝土面勻整上升，各處高差不大于50cm，至少30min測(cè)量一次槽內(nèi)混凝土面深度，每2h測(cè)量一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面深度，剛好繪制混凝土澆筑指示圖。混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故被迫中斷時(shí)，應(yīng)設(shè)法將導(dǎo)管埋深一些，以免泥漿侵入，拆除導(dǎo)管管節(jié)時(shí)，要先降低導(dǎo)管，使管腳埋入混凝土深些，使導(dǎo)管內(nèi)混凝土拌和物停止流淌，以免拆管時(shí)的操作搖擺造成管口脫出，殘存混凝土留出，泥漿混入管內(nèi)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土頂面應(yīng)低于被拆管節(jié)下端口以下。管節(jié)拆除應(yīng)快速進(jìn)行，拆除后，將導(dǎo)管內(nèi)重新填滿混凝土，然后再適當(dāng)提升導(dǎo)管，復(fù)原到正常位置后接著澆筑?？煲獫渤瞿酀{面時(shí)，設(shè)法提高澆筑速度，距泥漿面2m以內(nèi)時(shí)，加強(qiáng)排漿工作，可考慮降低泥漿液面或排空泥漿并減小導(dǎo)管埋深來降低混凝土沖擊力，澆筑完成后剛好將導(dǎo)管和澆筑工具沖洗干凈。本工程墻段連接接