高压摆喷防渗墙施工方案

崇明岛东风西沙水库及取输水泵闸工程取水泵闸围堰高压摆喷防渗墙专项施工方案（二工区）编制：审核：批准：葛洲坝集团第五工程有限公司崇明岛东风西沙水库工程施工项目部2012年4月29日-1-目录第一章编制依据...................................................................................................-2-第二章工程概况...................................................................................................-2-第三章施工部署...................................................................................................-4-第四章高压摆喷桩施工流程和施工方法...........................................................-6-第五章高压摆喷桩施工质量保证措施.............................................................-10-第六章主要机具设备、材料和劳动力使用计划.............................................-12-第七章施工进度计划.........................................................................................-12-第八章文明、安全施工保障措施.....................................................................-13--2-第一章编制依据1.1由上海勘测设计研究院，长江勘测规划设计研究有限责任公司设计《新建西堤、东堤施工图设计总说明》，《取水泵闸工程施工围堰断面图》，《取水泵闸工程施工围堰平面布置图》。1.2《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002)1.3《水利工程施工质量检验评定标准（试行)》（DGJ08-90-2000J10053-2000）第二章工程概况2.1工程概况为保证东风西沙水库施工期内及完工后的蓄水防渗，本工程在东堤、南堤、西堤、北堤四堤及取水泵闸施工围堰上设计采取施打0.3m厚高压摆喷防渗墙进行堤堰防渗。本工程长江侧围堰长387.37m，摆喷桩长24.00m（顶高程7.00m，底高程-17.00m），加固体积2789.06m3；水库侧围堰长185.07m，摆喷桩长21.10m（顶高程4.10m，底高程-17.00m），加固体积1171.49m3；平台防渗墙长136.87m，摆喷桩长24.00m（顶高程4.10m，底高程-17.00m），加固体积985.45m3；施工围堰及施工平台高压摆喷防渗墙总加固体积4946m3。2.4周边环境（1）交通条件摆喷工程施工机械可从北堤经水库西堤直抵施工现场。摆喷施工期间，由于桩机宽为4m，长7-9m，而施工围堰堤顶道路宽度只有6m，因此摆喷施工期间其他车辆无法在施工围堰堤顶道路交会通过，故在施工时应考虑到这一点。（2）施工用电可从施工现场布设的600KVA变压器拖线，满足摆喷施工用电。（3）施工用水可以利用长江内直接取水，也可利用取沙坑内的积水。2.3摆喷作业概况（1）材料①高喷注浆用的浆液的主要材料-水泥，在使用前应作质量检侧，水泥应新鲜无结块，过4900孔/cm2筛余量不大于5%。②搅拌水泥浆所用的水应符合混凝土拌和用水标准。③高喷用的水泥浆液应进行浆液配合比试验。配合比试验测试内容应包括浆液拌制时间、浆液密度、浆液流动性、浆液的沉淀速度和沉淀稳定性、浆液的凝结时间（初凝和终凝）以及浆液-3-固结体密度、强度、弹性模量和透水性等。④高喷用的水泥浆液应符合以下规定：采用不低于强度等级为42.5级的硅酸盐水泥，喷入浆液的水灰比0.8：1～1：1。若根据工程需要加入适量的外加剂及掺和料，所用外加剂及掺和料的用量应通过试验确定。⑤水泥浆液的存放应符合下列规定：当气温在10℃以上时，不宜超过3h；浆液存放时应控制浆体温度在5～40℃范围内。如超过上述规定应做废浆处理。⑥用不同生产批号的原材料配制的不同配比的浆液，应留取样品制作成试件进行浆液和浆液凝固体的物理性能、力学性能试验。（2）钻孔和喷浆作业A.高压摆喷防渗墙施工应按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）、《水利工程施工质量检验评定标准（试行）》（KGJ08-90-2000J10053-2000）及有关规程规范要求进行，必须严格控制孔位和垂直度，保证相邻墙体的可靠搭接，如出现孔位偏位超出要求造成相邻墙体搭接脱离，必须进行补喷以保证达到防渗加固效果。B.按图纸文件放样钻孔，孔位偏差不得大于5cm,钻孔施工的倾斜率不得大于0.5%，孔深应满足设计要求。C.使用钻机成孔必须注入泥浆固壁或边固边钻，以便顺利成孔和保证孔壁稳定。所使用的固壁泥浆应通过试验确定，并经有关部门批准。D.在现场高压喷射注浆作业开始之前，应按室内试验选配的配合比、设计孔距和孔深进行高压喷射注浆的工艺试验，以选定喷射流量、压力，摆动角度、摆动频率和提升速度等工艺参数。注浆压力应大于25MPa.E.在高喷作业过程中，应经常侧试水泥浆液的进浆和回浆密度。当浆液密度与规定水灰比的浆液密度值误差超过0.1g/cm3时，应立即暂停喷浆作业，并应立即重新调整浆液水灰比，然后迅速恢复喷浆作业。F.高喷作业的搭接长度不小于0.30m,要保证墙间平顺搭接。G.施工时应根据土质情况适当调整、修正压力、提升速度等。必须加强对注浆过程的监测，详细记录注浆压力、注浆流量（自计流量仪计量）等各项技术指标，如发现冒浆等异常情况，应立即停止注浆，及时与业主、监理及设计单位联系，商定处理方案。H.高喷作业完成后，应不间断地将冒出地面的浆液回灌到喷浆孔内，直到也内的浆液面不再下沉为止。（3）质量要求-4-①高压摆喷防渗墙质量技术指标要求高压摆喷建造复合水泥浆防渗墙渗透系数≤nx10-6cm/s(1≤n＜9），允许渗透比降＞60.设计要求墙体强度R28≥2.0MPa，成墙有效平均厚度≥0.30m,最小厚度≥0.25m.②质量检查防渗墙施工结束后，应对墙体进行围井检查、整体效果检查、强度及防渗性能检查，检测墙体厚度、强度及渗透系数是否满足设计及规范要求。质量检查应在注浆结束28天后进行，应按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）、《水利工程施工质量检验评定标准（试行）》（DGJ08-90-2000）及有关规程。2.5工程特点及针对性措施按设计要求每幅摆喷之间搭接长度不少于300mm，设计设计孔距1600mm，因此必须采取有效措施处理，否则不能达到。针对措施:计划采用双高压的施工工艺,即采用高压水和高压浆，施工时高压水≥30Mpa，高压浆压力＞25Mpa，为了达到桩心处较大的空间，我司计划在钻杆下沉时也打开高压水，约为10Mpa，以使钻具在下沉时形成一定的桩径。孔径大时，施工时废浆返出较顺利不产生堵塞，故背压小，返气顺利，切割土体顺利，桩心处墙体大。第三章施工部署3.1工程施工总体目标（1）工期目标：按照施工要求，在40天计划的时间内完成高压摆喷桩施工。（2）质量目标：确保工程质量验收合格率达100%，质量达到优良。（3）文明目标：达到市级文明工地要求。（4）安全目标：无工程事故、管线事故和重大人身安全事故。（5）管理目标：规范系统运作，科学严谨管理，建设精品工程，实施品牌战略。3.2工程施工总体设想在满足施足施工临电的情况下计划投入2台高压摆喷桩机进行施工，以确保施工工期。为减小摆喷施工对其他工序的影响（抛石、大方脚浇筑、护坡施工等），2台高压摆喷桩机的施工安排在长江侧围堰处开始施工（即临时码头附近位置），一台向北侧施工，一台向南侧施工，最终两台桩机会合施工。-5-3.3施工平面布置图-6-（1）现场施工应具备条件①机械进场前，应做到施工现场的“三通一平”，即水通（包括排水通畅）、电通、道路通，场地整平，保证地基土强度满足桩机荷重要求，提供满足施工条件的操作面。②清除场地地下障碍物，避免由于地下障碍物的存在，影响施工的顺利进行。（2）现场临时设施①每台桩机搭建一个100㎡左右的操作平台，布设好水泥罐、搅拌站、高压泵、空压机等；由于施工线路较长，要移动3～4次。②另外，每台桩机还要设置两块泥浆排放场地，每块泥浆排放场地周边用砂包叠起，以确保不漏浆；3.5施工用电摆喷桩2台套机组主要用电设备合计用电量（KW）计算详见下表。序号设备名称台数型号额定功率(KW)用电量(KW)1摆喷桩机2cp-150012242高压浆泵4PP-Z903603空压机237744泥浆泵2WJ-17.5155其它30合计503第四章高压摆喷桩施工流程和施工方法4.1工艺介绍高压摆喷工艺始于上世纪七十年代，现已列入我国现行的地基和基础工程施工验收规范。所谓高压喷射注浆，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为一定压力的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体结构，土粒便从土体剥落下来。一小部分细小的土粒随着浆液冒出水面，其余土粒、在喷射流的冲击力，离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个固结体。固结体的形状和喷射流移动方向有关，一般分为旋转喷射和摆动喷射(摆喷)两种形式。本工程采用摆喷，摆喷时，喷嘴一面喷射一面摆动和提升，用于加固土体。本工程采用三重管双高压摆动喷射注浆。4.2工艺原理-7-三重管双高压摆动喷射注浆分别输送气、水和浆三种介质的三重注浆管，以高压泵等高压发生装置产生的30Mpa左右的高喷射流切割土体，再以高压泵等高压装置产生的大于25Mpa的浆压再一次切割土体，并供一股0.8Mpa左右的圆筒状气流，进行高压水、水泥浆喷射和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的混和体，钻杆及喷嘴作摆动和提升运动，最后便在土中凝固为直径较大的扇形状水泥土固结体。4.3工艺流程高压摆喷桩工艺流程见下图：高压摆喷桩施工工艺流程图4.4施工流程（1）场地清理及平整高压摆喷桩施工前，必须先进行场地平整，清除施工场地内地上垃圾及地下障碍物，以确保高压摆喷桩机能正常移位及施工。（2）测量放线由现场测量员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，并做好永久或临时标志，桩位平面偏差施工放样开挖沟槽、清除地面、地下障碍物设置导向定位线桩机就位，校正、复核桩机水平和垂直度桩机钻杆下沉钻头下沉至设计桩底标高钻头提升、喷水、喷浆升至设计桩顶标高空钻部位钻杆上提开启高压水水泥浆液配制施工结束，转下一道工序开启压缩空气转换成液压动力校正喷嘴方向，摆喷角度开启压缩空气-8-不大于2cm。放样完成后做好测量技术复核单，提请监理进行复核验收签证，确认无误后进行施工。本次施工高压摆喷桩桩距为1600mm，桩体搭接300mm，呈一字形布置。放样时，定好每排桩的起始点，中间用定位线标记，每个标记中心即为桩中心，间距为1600mm，以保证每根摆喷桩准确定位。（3）开挖沟槽每排桩开始前，采用0.4m3挖机开挖沟槽，并清除地下障碍物，沟槽尺寸如下图，开挖沟槽余土应及时处理，以保证高压摆喷桩正常施工,并达到文明工地要求。（4）定位线与高压摆喷桩孔位定位平行围堰方向确定定位线，应注意长江侧堤与库内侧堤的设计位置。每隔约10m～20m设一个定位点，定位点及线必须放置固定好。在定位线上按摆喷桩间距进行标记，水平方向摆喷桩的间距为1200mm，在平行定位线上划分标记进行定位。（5）桩机就位桩机移位由机长指挥，移动前必须仔细观察现场情况，移位要做到平稳、安全。桩机定位后，由测