水泥土搅拌桩防渗墙施工方案

南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南段鲁山南2段施工标（合同编号：ZXJ/SG/LSN-002）渠道高填方安全加固措施水泥土搅拌桩防渗墙施工方案批准：审核：编制：中国水利水电第二工程局有限公司南水北调中线工程鲁山南2段项目经理部3目录1、工程概况...............................................32、编制依据...............................................43、工期安排...............................................44、施工布置...............................................44.1、施工道路布置.........................................44.2、施工用水、电布置.....................................54.3、施工资源配置.........................................55、水泥土搅拌桩施工技术措施...............................65.1、主要施工技术要求.....................................65.2水泥土搅拌桩施工技术参数..............................65.3、水泥土搅拌桩施工.....................................75.3、成墙质量检查.........................................95.4、注意事项.............................................96、安全文明施工..........................................1031、工程概况1.1工程概况鲁山南2段工程为南水北调中线工程总干渠陶岔至沙河南段工程的一部分，位于陶岔至沙河南段最末标段，桩号范围TS229+262-TS239+042，总干渠线路总长9.78km，其中渠道长9.066km，建筑物长0.714km。挖方渠道长3263m，填方渠道全长5803m。根据渠道安全加固设计图纸，为保证渠道后期运行安全，在部分高填方段增设水泥土搅拌桩防渗墙。水泥土搅拌桩施工采用PH-5B型深层搅拌钻机。根据相关技术要求，我部已经完成水泥土搅拌桩的试桩试验，并通过试验确定了施工参数。详见《渠道高填方安全加固措施水泥土搅拌桩防渗墙试桩成果报告》（中国水电二局【2013】技案017号）。1.2水泥搅拌桩防渗墙部位及工程量水泥土搅拌桩防渗墙桩径400mm，桩心距312mm，成墙厚度250mm，分布部位及工程量见下表1。表1水泥搅拌桩防渗墙分布部位及主要工程量表分段范围序号桩号渠段长度（m）防渗墙长度（m）备注起点终点渠段1TS229+262TS230+0948328321280右岸，TS230+094-TS230+302不做防渗墙TS230+302TS230+750448448渠段2TS231+150TS232+002852842+912左+右岸（右含澎河渡槽进口）渠段3TS232+312TS232+674362398+428左+右岸（均含澎河渡槽出口）渠段4TS238+539TS239+042503568左岸（含淝河倒虹吸出口）合计：左右岸防渗墙长度分别是1808、2620m,总长为4428m,总面积为34972㎡。水泥掺量15%，水灰比1:1，水泥浆比重1.52g/cm³。每米水泥用量32.59kg，本项目水泥用量约3660t，用水量3700方。42、编制依据（1）施工图纸，业主、设计文件；（2）南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南段鲁山南2段施工标招、投标文件；（3）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002J220-2002）；（4）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；（5）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148—2012）。3、工期安排根据设计图纸要求，防渗墙宜在渠堤沉降完成后开始施工。结合我部目前渠道衬砌施工进度，将其安排在相应区段边坡衬砌完成之后进行。由于防渗墙布置比较分散且工程量较大，在实施期间对渠道衬砌、硅芯管、路缘石、防浪墙等施工干扰较大。因此，应加快设有防渗墙渠段的衬砌施工，尽可能减少工序间的干扰，为后续堤顶项目施工创造条件。由于澎河渡槽进口闸室段右岸和淝河倒虹吸闸室段左岸各布置一座降压站，防渗墙轴线从两座降压站基础部位穿过，影响降压站施工。根据中线局要求及现场施工情况，优先安排淝河、澎河两座降压站影响区域的施工，然后开始已衬砌边坡段的水泥搅拌桩防渗墙施工。目前已完成衬砌的区段有TS229+352-TS230+750(右岸)、TS231+150-TS231+322(左岸)、TS231+150-TS231+318(右岸)、TS238+642-TS239+042(左岸)。水泥土搅拌桩14192根，平均桩长7.9m，共计11.21万米；PH-5B型钻机每天成桩约260m，月成桩效率为6500m；计划投入三套钻机，预计工期为：11.21/(0.65*3)=5.7月≈6个月。本项目计划于2013年10月1日开始，2014年4月30日完成。4、施工布置4.1、施工道路布置施工场内道路主要利用左右岸沿渠道路，左、右岸之间的交通主要利用各交5通桥连接。所有道路均具备通行条件。4.2、施工用水、电布置1、施工用电根据水泥搅拌桩分布位置，结合现场变压器的分布情况，施工机械可从就近的变压器接引。具体布置如下表所示。分段范围序号桩号渠段长度（m）变压器位置备注起点终点渠段1TS229+262TS230+094832袁寨拌和站500KWTS230+302TS230+750448渠段2TS231+150TS232+002852澎河拌和站500KW渠段3TS232+312TS232+674362渠段4TS238+539TS239+042503淝河拌和站800KW现场用电主要有钻机主电机、钻机油泵电机、潜水泵、搅拌电机、投光灯、照明等，单台总用负荷约60KW。现场已布置的变压器功率均能满足施工需要，变压器以下采用电缆接引至工作面配电柜。另外施工阶段我部将配备2台150KW的柴油发电机，作为本工程施工阶段的紧急备用电源，以应付突发情况以保证现场施工的顺利进行。2、施工用水每套设备配置一个15m3水罐。采用混凝土罐车或洒水车从澎河接水点接水，拉运至施工现场，可满足施工需要。3、施工供浆由于渠堤宽度为5米，不足以布置供浆点，为满足现场施工需要，在沿渠路与渠堤坡脚位置开挖临时供浆池，供浆池体积约5m3。灰浆泵距离钻机以150-200米远为宜，超出送浆范围时，重新选取地点布设灰浆泵、水罐及搅拌设备等。4.3、施工资源配置根据工期安排，我部拟投入3套水泥土搅拌桩施工设备进行双班作业，水泥土搅拌桩每套设备每班配管理人员2人，记录人员1人，作业人员5人，项目部6技术、质检人员1人。每套水泥土搅拌桩投入资源如下表：序号设备名称型号规格单位数量备注1钻机PH-5B型台12高压浆泵GPB-90台13搅拌设备套24水箱15方个15挖掘机斗宽50cm台1导浆槽开挖、场地平整6配电柜XL-21台15、水泥土搅拌桩施工技术措施5.1、主要施工技术要求1、水泥土搅拌桩防渗墙厚不小于0.25m。水泥标号为P.O42.5等级普通硅酸盐水泥；2、水泥土搅拌桩防渗墙布置在渠堤中心线，防渗墙布置与硅芯管及监测等设施有影响时，建管单位组织相关设计单位协调解决。3、水泥土搅拌桩防渗墙顶低于设计堤顶高程0.5m，墙体深入渠底清基建基面高程以下不少于2m。4、防渗墙水泥土搅拌桩桩体无侧限抗压强度宜不小于0.5MP，桩体渗透系数不大于10-6cm/s，破坏比降不小于150。5、水泥土搅拌桩防渗墙水泥掺量及施工工艺应根据现场生产性试验确定。6、水泥土搅拌桩桩位中心偏差不大于5cm，桩体垂直偏差不超过1%；成桩直径和桩长不得小于设计值。7、水泥土搅拌桩防渗墙的施工宜安排在路面和防浪墙施工之前，渠堤填筑完成至少3个月以后。5.2水泥土搅拌桩施工技术参数施工工艺为“四搅二喷”法，现场施工技术参数详见下表。7水泥土搅拌桩施工技术参数水泥掺量每米水泥用量(kg)水灰比钻进速度提升搅拌速度单位喷浆量(L/m)喷浆速度(L/min)喷浆压力(Mpa)档位速度(m/min)档位转速(r/min)速度（m/min）15%32.591:1三0.8四651.021.4419.320.405.3、水泥土搅拌桩施工水泥搅拌桩采用PH-5B型搅拌桩机施工，采用“四搅二喷”工艺。具体施工工艺如下：生产性试验→施工准备→搅拌机就位→安装制浆设备并连接输浆管路→试运转→搅拌下沉→喷浆搅拌提升→二次喷浆搅拌下沉→搅拌提升→清洗管路→移机1、生产性试验施工前根据设计提供的相关技术要求（渗透系数≥1*10-6cm/s，渗透破坏比降＞150，无侧限抗压强度≥0.5Mpa）进行了室内配合比试验。结合室内试验结果进行了水泥土搅拌桩现场工艺性试桩试验，并对工艺试桩的成桩效果进行了相关质量检查。通过生产性试验最终确定灰浆泵压力、送浆速度、喷浆量、提升和下沉速度、转速等相关参数，为施工现场提供技术支持。具体试桩工艺试验成果详见《水泥土搅拌桩防渗墙试桩成果报告》（中国水电二局【2013】技案018号）。2、施工准备⑴测量放线，根据设计图纸确定桩位的起始位置，现场设立高程点随时测量孔位原地面高程；查阅回填前建基面高程，计算该段桩长。开挖导浆槽（50*50cm）；根据最大桩长安装钻杆，并在支架上明显标识；检修设备及管路，确保各种仪表读数准确和工作正常，有问题及时更换。整个系统工作运转良好。⑵在地面上用竹筷标注每根桩的位置并编号，避免人为扰动；准备施工作业记录表，安排专人记录。由于沿线较长，施工面较多，应按桩号分段单独编号。技术人员绘制平面图并在图上标出该段所有施工桩位。⑶水泥存放充足，水源有保障；施工道路通畅且施工区域不受其他工序影8响。3、制备水泥浆施工所用水泥浆的水灰比为1：1，浆液密度1.52g/cm³，实际配置出的浆液比重偏差1.50-1.54g/cm³之间。先将定量水泥加入上层灰浆搅拌机中，再将水加至固定标记处，边加水边搅拌，搅拌时间≥3min。一次配制好的灰浆全部放入下层搅拌机中。制备好的水泥浆应在45min内使用完。浆泵进浆口设置滤网，以防喷浆时堵管。施工过程中当下层搅拌机中储灰量不足时，及时在上层搅拌机中配制，否则会造成因浆液不足而断桩。还要防止浆液在贮浆桶内沉淀离析，施工中浆液在灰浆搅拌机中应不断搅拌。同时有专人检查下层搅拌机中的水泥浆比重以及浆泵压力、转数等参数，并做好记录。水泥浆最好采用一桩一配，可以更好的控制成桩质量。4、搅拌钻进桩位定好后，将打桩机机身调平(以钻杆是否垂直为依据，操作时以钻锤吊线进行控制)。打桩机就位后待水泥浆到达钻头喷浆口时，启动搅拌桩机电机，钻杆沿导向架下沉钻进，钻进过程一般不喷浆，若钻进困难可适当喷浆以防堵塞喷浆口，同时可以降低钻头温度。钻进速度应根据地层软硬程度决定所使用的档位。钻头下沉至设计深度位置时（可从支架标度上看出，亦可直接从显示器上读数），停止钻进。5、喷浆搅拌提升水泥深层搅拌桩机下沉到设计深度后，使用确定的四档档位反转提升，提升时严格按工艺试验确定的提升速度提升钻杆并喷射水泥浆。由于搅拌机与钻机距离较远，开始喷浆时钻机机长应通过约定的方式及时通知送浆人员送浆。喷浆过程中，不断搅拌水泥浆，防止其离析。为保证桩端施工质量，原地喷浆30s，使浆液完全到达桩端。6、二次喷浆搅拌下沉按照试验确定的三档档位下钻进行二次喷浆搅拌，使土体和水泥浆搅拌均匀。下沉至桩底时浆液刚好用完。7、二次搅拌提升9搅拌提升至地面，完成一根桩的施工。8、移机移动钻杆对中下一根桩的桩位，重