混凝土防渗墙专项施工方案1

滁州市桑涧水库除险加固施工Ⅰ标合同编号：SJSG2009-01塑性混凝土防渗墙专项施工方案审核：编写：安徽水安建设发展股份有限公司滁州市桑涧水库除险加固Ⅰ标工程项目部年月日1.工程概况及地质情况1.1工程概况桑涧水库位于安徽省定远县桑涧集西北约2km处，在淮河流域池河支流的桑涧河上游，距定远县城东9km，距定滁路北1.1km。水库集水面积72km2，总库容3618万m³，设计灌溉面积5.1万亩，是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的中型水库。桑涧水库于1959年l月动工兴建，1961年停建，1964年10月复建，1965年12月竣工，1976年按千年一遇校核标准加高成现状规模。由于水库大坝老河槽段上、下游坡在正常运用和非常运用情况下抗滑稳定均不满足规范要求，水库大坝下游坝坡已产生局部滑动。土坝上游块石护坡损坏严重；清基不彻底，坝体施工填筑质量差；坝基无任何防渗措施，坝体浸润线出逸点高，坝坡出逸段无保护措施。通过经技术经济比较，采用槽孔式混凝土防渗墙的施工工艺，混凝土防渗墙位于原大坝坝顶中间,沿坝轴线布置，墙顶高程62.3m，墙体厚度为0.4m,最大墙深约22.4m，工程量10544m2。防渗墙进入相对不透水层深度为2.0m。砼防渗墙起讫桩号0+000～0+650，长650m。1.2地质、地貌条件桑涧水库两岸属低山丘陵区，水库正常蓄水位为59.80m，水库仅在南侧及库尾有山坡，山顶高程多在75~100m，库岸有岩石出露；其余为连绵的低山丘陵，存在有狭长的冲沟，但其沟底高程高出正常蓄水位较多，冲沟地表均出露有晚更新统（Q3al）地层，其土质为粉质粘土，可~硬塑状，含铁锰质结核，其透水性极小。从水库的地形条件来看，北侧及库尾均为较厚实的山体，其余为低山丘陵，形成了一个封闭的库盆，因此在地形上不会对邻谷造成渗漏；在地质上，库岸出露岩石以透水性较弱的砂岩、砂砾岩为主，虽在库尾分布有可溶性岩层，但岩溶发育深度及程度较浅，可溶性岩层分布位置未构成渗漏通道。另外，库周地势低洼的沟谷、邻谷均分布有晚更新统（Q3al）地层，其透水性极小，另外加上水库多年的淤积效应，因此库水不存在向库外渗漏，从水库运行三十多年的情况来看也未发现库区渗漏问题。库区北岸山坡坡度一般在15~300之间，水库边基岩基本出露，岩层产状平缓，岩层全~强风化带不厚，库岸较稳定；其余库边出露的地层主要为第四系上更新统河流相冲积物，河流开阔，两岸地形明显变缓，坡度一般小于150。由上分析可知，库区两岸岸坡整体均较稳定，水库建成至今库区未见有明显的库岸滑坡、崩塌等岸坡不稳现象。库区为低山丘陵区，库区水土保持较好。库周沿岸多为基岩和第四系覆盖层组成，库区低山丘陵坡度较为和缓，第四系覆盖层呈可塑~硬塑状，因此水库区固体径流量不大。根据《中国地震动参数区划图》，工程区地震动峰值加速度为0.10g，相应的地震基本烈度为Ⅶ度。桑涧水库主要建筑物属3级，需进行抗震复核计算。1.3工程地质条件及评价⑴坝体填土质量分析坝身填土，主要来源于坝轴线附近的河漫滩上，成份以重粉质壤土为主，局部夹有中粉质壤土。根据其土层性质又可分为：0层坝身人工填土①层土为重粉质壤土。②层土为中粉质壤土，为中等偏高压缩性土。③层土为重粉质壤土～粉质粘土，为中等偏低压缩性土。④层为残坡积物主要成份为粉质粘土夹砾石，该层在右坝肩直接出露。⑤层：砂砾岩，岩石呈棕红色，褐红色。坝体土料主要来源于大坝上、下游附近河谷低洼地段，成份以重粉质壤土为主，部分为中粉质壤土。坝由于填筑质量较差，运行期间多次出现各种险情，但受各种因素的限制，治理不彻底，各种隐患依然存在,渗透性差异较大,从野外的注水试验和历年汛期时的险情及勘察时钻孔渗水的情况来看，主坝坝体即坝体上部4～5m的渗透系数属微～弱透水性，个别属于中等透水性，且在高水位时有渗水漏水现象，需进行处理。从坝顶算起4～5m以下的土体因受坝体多年自重应力压密作用，渗透系数较小一般为1±10-6～1×l0-5m/s，为微～弱透水性，能够满足《碾压式土石坝设计规范》中的要求。由于所取土样的随机性（部位）和局限性（数量），渗透系数较小，为微～弱透水性，不能代表坝身的全部，由于大坝多年来分期施工，上坝填筑的土料质量难以控制，坝后地面的沼泽化，就充分的说明了这一点。从坝身填土的干密度来看，填筑质量也有一定的差异性。本次勘察在坝身TK1、TK2击实试验，最大干密度分别为1.64g/cm3，坝顶上部5.0m坝身填土干密度多集中在1.46～1.61g/cm3，平均值为1.54g/cm3，平均压实度为92%，坝顶5.0m以下的坝身填土干密度在1.48～1.68g/cm3，平均值1.56g/cm3，平均压实度为94%。说明坝身填土5.0m以下的填筑质量略好于上部，但均低于《碾压式土石坝设计规范》中96%～98%的要求。⑵坝肩、坝基稳定性评价右岸坝肩有时有水体渗出，其原因较为简单，由于在坝肩施工中未作任何清基处理，原地表有一层残坡积物，残坡积物表层结构较松散，成份较杂，导致坝肩与坝基接触处漏水，构成右坝肩的渗漏主要通道。从地表观察，渗水点也基本位于坝肩与坝基的接触面处。左岸坝肩背水坡坡脚也有渗水点，但渗漏量不大，从地形上看也是位于坝肩与坝基接触面处。河床在筑坝前清基不彻底，坝基为原河床和河漫滩，土质不均，且夹有青灰色软土，沿坝基接触面将会产生渗漏。据本次试验成果，坝基①②层土，为弱～微透水性；坝基③④层土，为极微～微透水性，一般不会产生渗漏；通过野外注水试验，坝身与坝基接触面透水性，是坝下游坡脚漏水主要原因；坝基土层与基岩接触面(0层与③层、O层与①层），为中等亦呈中等透水性，是坝下游坡脚漏水主要原因；坝基土层与基岩接触面，亦呈中等～弱透水性，但上部因为有透水性微弱的土层覆盖，因此，对坝基渗漏影响不大.二．工程施工顺序2.1施工准备工程进场后，派出工程技术人员进驻工地，进一步了解实施本工程的目的、设计标准、技术要求，按招标文件要求进行测量放样工作。针对槽孔试防渗墙工程的要求，编制详细的施工组织设计和施工进度计划，用以指导施工。按施工技术要求平整、清理场地，准备好堆料场（库），联系好原材料供应厂商。确定好设备进场道路，施工设备运输进场、安装。2.2施工现场布置2.2.1施工用电槽孔试防渗墙使用与本标段同一电力供应系统，电力系统可以满足防渗墙施工的需要。2.2.2施工用水施工用水使用与本标段同一供水系统。2.2.3施工道路槽孔试防渗墙工程施工时，进场道路已修好，槽孔试防渗墙所使用的机械设备可以直接运至工作面。2.3.混凝土防渗墙施工简介2.3.1施工工艺流程图槽孔式混凝土防渗墙的施工工艺流程图2.3.2主要施工方法简述⑴成槽采用液压抓斗。⑵采用膨润土泥浆护壁；水、电、交通等准备场地平整加固修筑导墙、施工平台铺设轨道组装挖槽机械一期槽孔建造清孔换浆下设接头管浇筑导管等浇灌混凝土拔出接头管二期槽孔施工混凝土搅拌运输系统砂石系统泥浆系统布置制浆造孔泥浆清孔泥浆泥浆回收净化废物渣土排弃⑶“泵吸反循环法”或“气举法”置换泥浆清孔；⑷混凝土搅拌站拌和混凝土；⑸混凝土输送泵输送混凝土；⑹泥浆下直升导管法浇筑混凝土；⑺采用“接头管法”进行Ⅰ、Ⅱ期槽段连接；⑻25T吊车辅助混凝土浇筑。在施工前，先进行混凝土和泥浆的配合比及其性能试验，报送审查批准。先在防渗墙中心线上进行施工现场试验，取得有关造孔、成槽、泥浆固壁、墙体混凝土浇筑接头管起拔等资料及经验，经批准，再正式开展防渗墙施工作业。三.砼施工程序3.1导墙施工导墙施工是地下连续墙施工的关键环节，其主要作用为成槽导向，控制标高，槽段定位，防止槽口坍塌及承重的作用，根据设计，导墙防面形式采用钢筋砼倒“L”型断面。导墙应具有必要的强度、刚度和精度，要满足挖槽机械和接头管起拔设备的施工荷载要求。导槽宽度0.56m，导墙施工时，导墙壁轴线放样必须准确，误差不大于10mm，导墙壁施工平直，内墙墙面平整度偏差不大于3mm，垂直度不大于0.5%，导墙顶面平整度为5mm。导墙顶面宜略高于施工地面100～150mm，每个槽段内的导墙上至少应设有一个溢浆孔。导墙基底与土面密贴，为防止导墙变形，导墙两内侧拆模后，除每隔1.5m布设一道木撑外，在Ⅰ、Ⅱ期槽段结合处浇筑15cm厚砼隔墙，砼未达到70%强度，严禁重型机械在导墙附近行走。3.2泥浆制作⑴为保证抓～冲成槽的安全和质量，护壁泥浆生产循环系统的质量控制是关系到槽壁稳定、冲孔速度、砼质量、钻头磨损及砂砾石层成槽的必备条件。本工程优先采用优质膨润土为主、少量的粘土为辅的泥浆制备材料，造孔用的泥浆材料必须经过现场检测合格后，方可使用。质量控制主要指标为：比重1.1～1.3，粘度18～25S，含砂率≤5%，胶体率95%，必要时，加适量的添加剂，制备泥浆性能指标应符合表中规定。制备泥浆的性能指标表泥浆性能新配制循环泥浆废弃泥浆检验方法粘性土砂性土粘性土砂性土粘性土砂性土比重(g/cm3)1.04～1.051.06～1.081.101.151.251.35比重计粘度(S)20～2425～3025355060漏斗计含砂率(%)3447811洗砂瓶PH值8～98～9881414试纸⑵泥浆的拌制拌制泥浆的方法及时间通过试验确定，并按批准或指示的配合比配制泥浆，计量误差值不大于5%。泥浆搅制系统布置在防渗墙轴线的下游侧，泥浆搅拌站布置1m3泥浆搅拌机6台。贮浆池容量300m3。泥浆制浆系统配制的泥浆通过Ф150mm管线输送到泥浆中转站，再由中转站分送各施工槽孔。⑶泥浆处理泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理，泥浆制作场地以利于施工方便为原则，泥浆循环工序流程见图。泥浆循环工序流程图3.3成槽工艺在槽口板砼凝期达到70%以上，开始开挖槽孔作业，先采用冲击钻机钻凿端孔，后用抓斗抓取副孔土体成槽，入岩用冲击钻成槽。为了加快进度，对土体段槽孔可直接采用液压抓斗施工成槽。⑴成槽设备性能ZLD80液压抓斗主要性能表项目名称单位参数挖掘宽度mm400开斗长度mm2800400×2800斗容量m31.12提升钢绳速度m/min27.54下降钢绳速度m/min27.54起重臂上升钢绳速度m/min45起重臂下降钢绳速度m/min45整机质量t50主机尺寸（长×宽×高）mm6745×3300×3080制造厂家抚顺挖掘机厂沉渣外运水力旋流器分离弃碴泥浆制作泥浆沉淀泥浆储存槽段施工泥浆回收水下砼浇筑⑵槽段划分单元槽段长度的划分根据地质条件、抓头尺寸、砼防渗墙壁结构、砼供应能力等要求确定，按上述要求，本工程槽段划分为：Ⅰ序槽孔长8.0m，Ⅱ序槽孔长8.0m。⑴槽孔宽度和槽孔分段长度；接头管4001500150042007200Ⅰ期槽孔已拔接头管4001500420015007200Ⅱ期槽孔槽孔布置示意图导管(200mm)导管(200mm)⑶成槽方法成槽工序是防渗墙施工关键工序之一，既控制工期又影响质量，根据地质情况，我单位采用地下连续墙液压抓斗和冲击钻配合施工的成槽方法，即上部土层及土夹卵石层中用两钻一抓法成槽，基岩部分用冲击钻成槽。上部分用冲击钻钻主孔，副孔用液压抓斗机抓取；基岩部分用冲击钻采用钻劈法成槽。钻抓成槽顺序见下图。Ⅰ槽孔7200Ⅱ槽孔7200Ⅰ槽孔7200端孔一抓三抓二抓接头孔一抓三抓二抓钻抓成槽顺序图⑷抓斗沿导墙壁挖土，通过调整抓斗的垂直度，以控制成槽精度，挖至强风化岩层面，应尽量修平槽底，以减小冲击钻成孔偏差。⑸成槽过程突发事故的应急措施：根据地质资料及以往经验，本工程可正常施工。但若因不可预见原因造成突然失浆或塌方等意外事故，应立即停止冲、挖，并加大供浆量，保持液面稳定、或向槽内加倒粘土，也可立即进行回填，避免事故扩大。应立即会同监理、设计、地勘及业主等部门分析原因，探明情况并提出处理方案，方可继续施工。⑹施工过程中应注意泥浆性能的变化，定期进行检测，及时补充符合标准的优质泥浆入槽，保证正常施工。⑺槽孔深度：用CZ－22冲击钻机钻凿入岩，各段墙底均深入岩层下1.0m。为了确切掌握地层岩性及确定防渗墙底线高程，沿防渗墙轴