围堰防渗墙施工方案

黑龙江省小莲花水电站工程一期围堰施工导流与水流控制施工组织设计黑龙江省庆达水利水电工程有限公司一、工程概况1.1、工程概述小莲花水电站主要永久建筑物为3级，次要永久建筑物为4级。根据DL/T5397-2007《水电工程施工组织设计规范》规定，相应导流建筑物级别为5级，其土石类围堰设计洪水标准为10～5年一遇。小莲花水库上游7km处建有莲花电站，莲花水库为多年调节水库，其正常蓄水位为218.00m，根据1998年～2009年以来每年5月至9月水库运行资料分析，水库11年间6月份水库平均水位为213.58m，最高水位为217.19m，最低水位为211.52m。小莲花电站工程采用土石围堰，的施工导流标准为5年一遇：按莲花水电站机组发电满发流量（Q＝1354m3/s）加莲花坝址～小莲花坝址区间大汛5年重现期洪水（Q＝114m3/s），流量为1468m3/s。相应围堰水位一期围堰填筑施工，上游横向围堰轴线长263m，堰顶高程164.50m，堰顶宽5m，最大堰高11.0m。上游迎水面及下游背水面坡比均为1：2.0。下游横向围堰轴线长172.20m，堰顶高程160.00m，堰顶宽5m，最大堰高6.5m。上游迎水面及下游背水面坡比均为1：2.0。上、下游横向围堰迎水面在与纵向围堰接头的部位采用1m厚块石护坡、护底。纵向围堰轴线长233.74m，堰顶高程164.50～160.00m，堰顶宽5m，最大堰高11.00m。迎水面坡比为1：2.0，背水面坡比为1：2.0，迎水面采用1m厚块石护坡、护底。1.2、施工导流方案本工程施工导流方案,采取分二期导流施工。一期导流施工围堰,完成右岸土坝,发电厂房，右岸8孔泄洪闸。由左岸束窄河道泄流；1.3施工交通坝址位于莲花乡下游3km附近，距林口县城约80km，距上游莲花电站约6.6km，距下游龙虎山电站约22km。坝址右岸有县道X079从坝头通过，左岸有村级公路通过，坝址上游约5km有莲花大桥连接两岸交通，坝址下游约23km处有牡丹江大桥（S309省道）连接两岸交通。林口距省城哈尔滨370公里，距牡丹江市120公里，距离鸡西市85公里，境内有牡佳、牡鸡两条铁路穿过。因此，本工程对外交通较为方便。场内运输主要为施工材料，砼、工程弃料等，根据工程施工特点和运输量、运输强度、运输设备、运输距离及施工道路规化布置场内施工道路，施工场内交通可充分利用现有皎通道路，规划修建、扩建及维护和施工道路与现有临时道路连通，新修建的临时路以泥结石路面为主。1.4、混凝土拌和站混凝土拌和站由建设单位提供。1.5、施工供电施工供用采用场内已安装的变压器，采用电缆接入现场施工设备和照明，并配1台500KW柴油发电机做为施工备用电源。1.6、施工用水施工用水主要采用水泵直接抽取河道水方式供用，并设用备用水箱，以达到存水目的，保证施工进行。1.7、施工工期2017年3月1日-2017年5月15日二、一期围堰施工措施根据设计规划,一期围堰上游263m;下游172.2m;纵向233.74m,围堰全长668.80m。围堰结构形式为，砂砾石填筑，按施工图纸要求进行测量放线，利用反铲装自卸车运至指定的上下堰位置进行进占法填筑，分层用振动碾碾压，直至围堰形成，利用反铲边填，每升高2-3m削坡一次，直至升到160m高程，按图纸要求在迎水面铺设护坡石，纵向铅丝石笼护坡。160.00高程一下采取400mm厚砼防渗墙入岩1m，防渗墙以上采用复合土工膜。围堰填筑高程，上游164.50m；纵向164.50---162.50m；下游162.50—160.00m土石方填筑116018m3；护坡底石料5170m3；当防渗墙升至设计高程时，将连接的复合土工膜埋入防渗墙内，准备好保护层土料，进行行两侧填筑，最终升到设计高程，复合土工膜3502m2；铅丝龙护坡3019m3；防渗墙35274.00m2。一期围堰施工利用厂房157.00m工程以上土石料，分别上下游进占，一次填筑高程到160.00m，形成160.00m平台，为防渗墙施工提供条件，待防渗墙砼完成后接铺土工膜，最后将围堰填筑到164.50高程。做砼防渗墙之前，按设计图纸要求采用反铲配合人工装铅丝石笼，护在上堰及纵堰迎水坡面上，以保证围堰抗冲刷，安全渡汛。施工期选择在2017年1月--3月间。拆除选在2019年1月—3月。三、砼防渗墙施工3.1、施工方法根据工程目的、技术要求、工期和具体地质条件，结合本工程的具体情况，拟采取抓斗抓槽与冲击钻配合的施工方案。分二序施工。顺序为先施工一序槽孔，即单号槽孔，后施工二序槽孔，即双号槽孔。其工作原理及施工过程为：抓斗抓取上部沙砾石层，冲击钻施工岩石层，抓斗为液压式，最大抓取长度，2.8米，每个槽孔长6.0米，分三次抓取，先抓两侧，后抓中间，抓斗站于倒渣平台上，行走至要抓取的位置，履带平行于防渗墙轴线，根据导墙上的控制线调整斗齿至准确位置，使各项偏差控制在规范之内，然后开始抓槽，同时采用运输车运输弃渣，弃至指定弃渣场，抓槽时向槽内注入泥浆进行护壁，保证泥浆液面不低于导向槽顶50cm。抓斗抓完上部孔段后，遇岩层能抓取时则继续采用抓斗，不能抓取时则采用冲击钻施工，冲击过程中及时进行淘渣，同时补充新鲜泥浆，冲击钻施工至要求的深度后停止钻进。防渗墙施工可划分为三大环节进行，第一步是导墙制作，第二步是成槽，最后一步是混凝土浇筑。3.2、导墙施工建造导墙主要是为后期抓槽、浇筑及其起下接头管而建造的一道临时工程：导墙尺寸为0.5m宽×1.0m高-0.5m宽×1.0m高的梁型对称形的导墙。导墙施工程序如下:（1）测量放线首先按照相关部门提供的防渗墙定位资料进行测量放线，经有关方验线确认无误后，精确放好导墙定位线。导墙做成“”型现浇钢筋混凝土结构导墙，导墙顶高出地面不小于20cm，以防止地面水流入槽内、污染泥浆。导墙内清空（450~480mm）。考虑工期因素，混凝土内可掺加早强剂，混凝土浇筑后及时浇水养护。（2）导墙槽开挖导墙槽挖取采用挖掘机与人工配合相结合，开挖前遇有地下管线的区域应用标示牌标示，并针对该施工工序对施工人员进行技术安全交底。挖出土方采取现场存放，以备回填所用，待回填完毕后清理运出。（3）钢筋网格的绑扎梁型钢筋为上下部为3Φ16@200、分布筋为Φ16@1000，钢筋在现场进行加工、绑扎，钢筋搭接长度64cm，锈蚀钢筋除锈后方可使用，采用垫块固定于模板中间部位。（4）模板支护钢筋绑扎完成后要先放出模板尺寸线，然后再支模板。模板采用木制或钢模组装而成，模板支撑采用木方及钢管配合加固。模板可采用3015和6015*n型模板进行拼装，用钢管水平支设三道或四道支撑，然后用木方（或木制小架子）进行加固，每隔1m设置一道，钢模板在支立前须刷脱模剂，以便于拆模且拆模后砼面整洁。导墙内侧模板垂直度控制在2/1000范围内。（5）砼浇注采用C20砼，砼应分段浇筑，内、外侧导墙应同时浇筑，浇筑时使用插入式振捣器振捣密实，严禁超振或漏振，振捣后导墙表面采用人工进行抹平处理。等导墙砼养护24小时后并且砼强度达到5Mpa以上时方可以拆模，砼强度达到75%后方可进行挖槽。（6）拆模并架设支撑导墙两侧模板可直接人工拆除，拆除内侧模板时需先拆除内部支撑，由于内部由钢管和木方做支撑，拆除时先拆木方，后拆钢管，防止导墙整体位移、变形从而影响成槽质量，每隔2-5m设置一道支撑，每到上下各布置一根方木。（7）导墙质量要求1）导墙面与纵轴线允许偏差为±10mm，导墙内净空允许偏差为+5mm，导墙顶面在同一单元槽段内高差小于10mm。2）导墙内侧面须平整、光洁，顶面用钢抹子压光。3）钢筋的型号、直径、根数、间距须准确。受力钢筋的排距允许偏差±5mm。3.3、泥浆护壁泥浆主要是在防渗墙挖槽过程中起到护壁的作用，泥浆护壁技术是地下防渗墙工程基础技术之一，其质量好坏将直接影响到防渗墙的质量与安全。泥浆的指标对连续墙施工影响极大，对新制备的泥浆和再生泥浆，均应设专人用专用仪器进行质量控制，其主要技术指标如下表：项目123456名称比重（g/cm3）粘度（秒）失水量（mm/30分）泥皮厚度（mm）含砂率（%）PH值新泥浆1.05-1.0821±115±11-2≤17-9循环再生泥浆1.08-1.2521-30≤30≤3≤4≤9废弃泥浆1.335354511泥浆制作所用原料的选用符合技术性要求，制备时符合制备的配合比。制浆材料：护壁泥浆由膨润土掺加适量CMC外加剂、纯碱及水拌制而成；配置细节：先配制CMC溶液静置六小时，按配合比在搅拌桶内加水，加膨润土，搅拌5分钟后，再加入CMC溶液，搅拌15分钟，再加入纯碱，搅拌均匀后放入储浆池内，待24小时后，膨润土颗粒充分水化膨胀，既可泵入循环池，以备使用。护壁泥浆的储存：护壁泥浆由水冲式搅拌机搅拌而成，搅拌后直接流入储浆池。泥浆制好后，需存放24小时以上方能使用。施工时通过输送管道将泥浆输送到槽中，泥浆采用立体泵抽式循环系统，泥浆不落地，不污染环境。在场区设置泥浆池，泥浆池容积量应按每一台成槽机挖6米标准槽段的立方量所设计，拟设计长*宽*高为15×10×1.5m的泥浆池及沉淀池相连而座，中间设隔墙，用隔墙将泥浆池与沉淀池分隔，即沉淀区域、再生区域、再生后的泥浆再进行循环使用，沉淀区内的泥沙用挖掘机捞出及时清理外运。泥浆调整、再生及废弃标准技术指标一览表泥浆的试验项目需要调整调整后可使用废弃泥浆密度1.13以上1.1以下1.15以上含砂率8%以上6%以下10%以上粘度3524~3540失水量25以上25以下35以上泥皮厚度3.5以上3.0以下4.0以上PH值10.75以上8~10.57.0以下或12.0以上3.4、成槽施工根据该标段工程量及工期要求，拟定投入3台套液压抓斗设备及6-12台套冲击钻机设备进场施工，以确保满足本工程施工任务要求。抓斗机就位要求场地平整，根据槽段尺寸的不同合理安排抓数和抓槽顺序，抓斗机履带应平行于导墙轴线，根据槽段长度与成槽机的开口宽度，确定出首开槽和闭合槽，当槽段三抓成槽时，采用先两侧后中间的方法抓槽。挖槽前先向导墙内注入护壁泥浆，挖槽工序开始后，需派专人负责泥浆的放送，抓槽施工进行过程中，应及时向槽内注入泥浆，使泥浆液面始终保持在导墙顶面以下0.5m处左右。出现泥浆供应不足等情况时，应立即停止挖槽施工，待泥浆补足后，恢复生产。正式施工前宜进行试挖，了解地层真实情况，如若遇有难挖地层降低成槽速度时，可采用“两钻一抓”工艺提高成槽速度，钻机拟采用冲击钻机钻进行施工。抓斗机抓槽过程中，抓斗机的中心应对准孔位标志物，使挖土位置准确。抓斗机每斗进尺深度约为在0.3米，抓斗机控制抓斗入、出槽过程要慢速稳定，避免形成真空涡流冲刷槽壁，引起塌方，严禁重型机械在槽段混凝土未灌注之前行走于槽段附近。严格控制槽壁垂直精度，安排专职人员对垂直度进行检测，使槽壁垂直精度控制在3‰以内。抓槽深度应大于设计深度0.3~0.5m。抓斗机就位开抓后，无特殊情况发生时不得随意行走或变幅。3.5、防止槽壁坍塌措施成槽过程中，软土层和厚砂层易产生坍塌，针对此地质条件，制定以下措施：（1）减轻地表荷载：槽壁附近堆载不超过20KN/㎡，起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5米。（2）控制机械操作：成槽机械操作要平稳，不能猛起猛落，防治槽内形成负压区，产生坍塌。（3）强化泥浆工艺：采用优质膨润土制备泥浆，并配以CMC增粘剂形成致密而有韧性的泥浆止水护壁，并以重晶石适当地提高泥浆比重，保持好槽内泥浆水头高度，并高于地下水位0.5米以上。（4）缩短裸槽时间：抓好工序间的衔接，使成槽至浇灌完混凝土时间控制在24小时以内。3.6、塌槽的处理措施在施工中如发现泥浆突然流失地下或出现严重塌方，应及时将成槽机铲头提出、远离其危险区域，适当提高泥浆比重不断向槽内补充泥浆，同时及时填入沙土回填槽段，并用抓斗在回填过程中压实直到泥浆液面稳定，再重新成槽。视塌槽严重情况而定也可在槽内和槽外（离槽壁1米处）进行注浆处理等事后补救措施，待密实凝固后再重新进行挖槽。3.7、入岩成槽根据所有防渗墙体均需入岩1m