防渗墙试验施工.doc

云南小湾水电站工程八七联营体 混凝土防渗墙试验施工组织设计小湾电站工程上下游围堰混凝土防渗墙试验施工组织设计批准：审查：校核：编写：云南小湾水电站工程八七联营体2004年4月18日围堰混凝土防渗墙试验施工组织设计1 工程概况1.1概述小湾水电站围堰工程由上、下游围堰组成，堰型为土工膜心墙堆石围堰。堰体防渗1003.00m以上采用土工膜心墙，1003.00m以下堰基防渗采用混凝土防渗墙。根据XW/C3-C标段招投标文件要求防渗墙施工前先进行生产性试验。上游围堰左岸位于饮水沟和狗崖子沟之间，右岸位于大椿树沟和骑马沟之间的河段上，轴线距大坝轴线约200m。左岸堰体坡脚，上游位于狗崖子沟沟口紧临1号导流洞进口，下游与饮水沟沟口部位相接；右岸堰体坡脚，上游延伸至骑马沟沟口，下游靠于大椿树沟沟口部位。两岸岸坡在高程1040m以下，地形坡度不对称：右岸地形坡度为2535；左岸地形相对较陡，地形坡度为4055。1.2 试验区工程地质及水文地质条件本次混凝土防渗墙试验选择在左岸上游围堰堰肩轴线上。上游围堰左岸位于饮水沟和狗崖子沟之间，右岸位于大椿树沟和骑马沟之间的河段上。该地段出露的岩层为Mv-1：黑云花岗片麻岩夹片岩。第四系（Q）地层主要分布有冲积层（Qal），原始厚度为16m22m、坡积层（Qdl），原始厚度5m23m、人工堆积层（Qs），主要由两岸开挖滚入河床的块石组成。上游围堰河床建基面高程在955m960m附近，河床部位一般无强风化岩体分布，弱风化岩体最深底界在高程955m附近。两岸岸坡部位风化深度左岸大于右岸，岸坡强风化带厚度不大，弱风化岩体厚度一般20m30m。地下水主要类型为基岩裂隙潜水。裂隙潜水在破裂面中作网络状运动，岩体透水性极不均匀。地下水水位铅直埋深15m36m。微透水岩体顶界铅直埋深左岸大约为45m，右岸约为73m，河床地段微透水岩体顶界高程一般为945m955m。F7断层在堰体下游坡脚部位通过，微透水岩体顶界埋深为906.53m，主要是受构造的影响而出现异常。冲积层具强透水性。山坡地段分布的第四系松散层一般具中等强透水性。小湾水电站雨季一般在69月份。本次试验在6月初完成，六月份上游围堰最大水位低于1010m，故混凝土防渗墙试验施工平台高程选择在1012m高程。1.3 施工条件及环境 混凝土防渗墙围堰试验施工需要穿个141联营体施工洞和上部为XW/C2-A标段开挖工作面，施工干扰极大。目前，小湾雨季已经提前到来，场内填渣公路容易被雨水冲刷毁坏，制约施工进度。1.4 试验工程量防渗墙施工深度预计40m，本次试验施工预计造孔总进尺480m，砼接头40m；浇筑混凝土390m3。1.5施工组织设计编制依据1、水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范（SL 194-96）；2、云南小湾水电站围堰工程招标文件；3、云南小湾水电站围堰工程投标文件；4、对围堰防渗试验大纲的回复（西北XW/C3-C(捌柒)2004002号）；5、小湾建设公司技术部关于对围堰防渗试验有关要求的函（技术函200416号）。2 试验施工准备2.1 施工道路布置利用现有进场道路和施工现场已有交通道路作为施工主要通道。上游围堰混凝土防渗墙试验施工拟利用左岸导流洞施工道路及R4公路进场。导流洞施工支洞出口到试验平台修建临时交通道路，供施工运输设备、材料和运渣等使用。2.2 施工用电布置根据本次施工所投入的设备数量（见表一 施工机械设备表），施工总用电容量为430kw。根据试验设备用电情况，拟在导流洞围堰附近靠平台内侧布设一台功率为630KW的变压器，电源拟从1245变压站（裸线或护导线）接入。每台套设备分别布置一个开关柜。2.3 施工用水布置本次试验施工采用现有供水系统供水，拟直接从河水中取水。在河岸边建立固定式泵站，直接抽取河水进行施工。泵站架设两台3吋多级离心式清水泵，一台工作，另一台作为备用。4吋钢管铺设至施工试验部位。2.4 材料的准备及供应 膨润土、粘土由联营体物质部门统一供应，防渗墙混凝土由联营体0渣场拌和楼统一供应。2.5 施工场地的准备按照混凝土防渗墙试验要求及六月份最大水位情况，试验施工平台填筑高程为1012m。试验施工的轴线长度为15m，宽度不小于10m，施工试验区的面积不小于3030m2。2.6 施工平台准备施工平台、混凝土导向槽、倒渣平台及排浆沟的布置见混凝土防渗墙生产性试验施工布置图。导向槽采用混凝土结构，“L”形断面，导墙高度1.5m，内侧中心距90cm。导向槽、倒渣平台及排浆沟等混凝土采用标号为C10号。在钻机平台的位置，铺设0.150.154.2m3的枕木，枕木间距一般为50cm，枕木上安装4根道轨，以供钻机平台车工作使用。2.7 泥浆系统在试验施工现场，建造2个100m3的泥浆池，一个为新制泥浆池，一个为回收浆池。泥浆站安设2台2m3卧式泥浆搅拌机拌制泥浆。总计占地面积约1020m2。供浆采用两台3PL泵供浆，供浆管路采用4吋钢管或软管送浆。2.8 混凝土拌和、浇筑系统防渗墙施工用的混凝土，拟从XW/C2-A标段左岸0渣场拌和楼采购。为保证混凝土防渗墙的浇筑施工质量，要求混凝土供应的强度应保证不小于30m3/h。混凝土运输采用混凝土搅拌运输车，混凝土浇筑入仓采用混凝土泵。配备1台HBT50C型混凝土泵，其生产效率为3750m3/h。2.9弃浆弃碴场弃渣、弃浆排放位置由监理工程师现场指定，施工废渣采用ZL50C装载机装入自卸汽车运输至左-IV弃渣场，施工废浆排放将根据弃浆场位置的具体情况，确定排放方式，如距离较远，可采用大功率排污泵和钢管道排放。2.10 资源配置本次试验施工，计划安排各种人员共计31人。其中生产机组人员19人，三班作业，泥浆站3人，三班作业，供水、供电2人，技术人员2人，物资材料人员1人，项目经理1人，普工15人。本次试验投入的主要施工机械设备有两台CZF1200型冲击反循环钻机，具体参见表一。表一 施 工 机 械 设 备 表设备名称型号及规格单位数量功率(kw)用电量(kw)设备状况备 注冲击钻机CZF-1200台套23060良好砂浆泵6BS套24590良好振动筛ZX-200套252104地质钻机XY-2PC台套11515良好砼泵HBT50C台套150完好备用水 泵DA100X5台2 3030完好装载机ZL50C辆1 完好柴油动力自卸车5t辆2 完好柴油动力汽车吊25t辆1 完好柴油动力交通车1.5t辆1完好柴油动力生活车1.0t辆1 完好柴油动力电焊机交流30kVA台3 3060完好1台备用泥浆搅拌机2m3台套115完好备用灰浆搅拌机ZJ-400台套25.511完好排污泵3PL台51560完好1台备用氧气焊套1 全新泥浆检测试验仪器套1 合 计4303 防渗墙施工试验施工3.1防渗墙施工试验工艺流程： 防渗墙施工拟采用CZF-1200型冲击反循环钻机钻孔成槽、膨润土泥浆护壁、泥浆下直升导管法浇筑混凝土的施工方案。工艺流程见下图：施工场地平整导 向 槽 修 建水、电、泥浆站、拌和站制安冲击钻机造主孔冲击钻机造副孔清孔换浆、槽孔验收导管下设浇筑水下砼结束，转下一槽孔刷洗砼接头期槽期槽砼拌和、运输图1 防渗墙施工试验工艺流程图泥浆制备、供应泥浆回收处理3.2 成槽钻孔施工：根据本工程的地层特点，防渗墙成槽施工采用CZF-1200型冲击反循环钻机造孔成槽，即用冲击反循环钻机先钻凿主孔，钻孔的同时钻渣用泵抽至孔外。当主孔钻进经基岩鉴定终孔后，进行下一个主孔的钻孔施工，当相邻的两个主孔都完成以后，再开始进行中间的副孔的钻孔施工。一般主孔的终孔深度不小于进入强风化岩层50cm，副孔的深度按照相邻的两个主孔深度确定，一般为较浅的主孔深度再加上两相邻主孔孔深差的三分之二，当相邻两个主孔的深度相差较大时，该副孔需进行基岩鉴定，以确定终孔深度。为保证钻孔质量，钻孔施工期间应注意观察槽孔内的泥浆面高度变化，一般槽孔内的浆面高度应不低于槽孔口0.5m，浆面降低较多时，要及时补充。3.3 槽段划分、施工顺序及槽段的连接根据联营体以往的施工经验，结合本工程的具体情况和拟采用的成槽工艺，每个槽段按7个孔布置，其中冲击反循环钻机施工的主孔4个，长度0.8m，副孔3个，长度为1.2m，故单个槽孔的长度为6.8m。试验的二期槽孔长度计划2.8m，布置为2个主孔和一个副孔，具体布置见图2。槽孔分两期施工，先施工一期槽孔；相邻的一期槽孔施工结束后，再施工中间的二期槽孔。同一槽孔中，先施工主孔，一般安排2台钻机同时在一个槽孔施工主孔，主孔施工时，应随时注意孔内的地层变化情况，尤其在预计的地层分界部位，以指导以后的副孔的钻孔施工；在砂卵石地层中，可能会遇有少量的漂石、大块的孤石，应标明其孔深位置等，报告监理研究专门的措施（如孔内聚能爆破、钻孔预爆等）进行处理；在接近基岩面时，应放慢钻进速度，并准备采取岩样。采用爆破法处理时钻孔一般采用地质钻机造孔。槽段之间的连接采用套接法，即在一期槽孔浇筑后用冲击钻机将两端主孔（接头孔）的混凝土凿除，作为二期槽孔的端孔。根据所使用的混凝土的性能，一般在一期槽孔浇筑后24至36小时后即可进行套打接头孔施工。图2 防渗墙施工试验槽孔划分布置示意图3.4基岩鉴定及终孔验收槽孔施工时，由三方地质工程师（设计、监理、施工）依据现有地质资料和现场施工时采取的岩样进行鉴定，以确定岩石界面，根据设计要求嵌入基岩的深度和确定的岩面高程确定终孔深度。取样方法为抽筒抽取。施工机组按预定深度终孔时，由监理工程师进行现场验收。为确保墙体入岩，取岩碴鉴定时，规定其标准为：所取岩碴母岩成份达到50%，为提高可靠性又规定了基岩面确定后，每20cm深度取一个岩样复鉴，以避免误判。终孔验收的项目主要有孔深、孔宽和孔斜。孔深检查采用钢丝测绳直接测量，钻孔偏斜采用重锤法测量检查，槽孔宽度检查采用测量钻头直径结合测量钻孔偏斜的方法进行检查。3.5 固壁泥浆 根据本次工程施工的特点，考虑优先采用膨润土泥浆作为固壁泥浆材料，并根据现场试验施工情况，考虑再向槽孔内添加粘土材料，以保证泥浆的质量，保证施工的顺利进行。制浆所采用的添加剂为食用碱。泥浆配合比与性能参数指标表1 新制粘土泥浆初步配合比材料名称水（L）粘土（kg）食用碱（kg）备注1m3浆用量86030040034施工中所采用的配合比，可根据使用情况进行适当的调整。表2 现场泥浆性能指标控制标 使用部位密 度（g/cm3）1006漏斗粘度（S）PH值含砂量(%)备注新制泥浆1.11.21825795槽内泥浆1.33035811清孔换浆1.253081110本工程采用2台ZJ400高速泥浆搅拌机拌制泥浆，搅拌机生产效率为100m3/台日。泥浆的输送采用2台3PL泥浆泵供浆，其中1台考虑备用。泥浆净化处理系统采用ZX-200型。清孔换浆时，经砂石泵抽出的泥浆需进行净化处理，处理合格后可返回槽孔内重复使用。混凝土浇筑时，在浇筑的槽孔内安置1台3PL泵，通过供浆管路将浇筑时排出的泥浆回收至回浆池内。回收的泥浆经处理后可用于造孔施工使用。3.6 清孔换浆槽孔终孔验收合格后，进行清孔换浆工作。清孔换浆：为保证工程的施工质量，清孔时应最大限度的清除孔内及泥浆中的沉渣。本工程主要采用泵吸反循环法清孔，用一台6BS型砂石泵抽吸孔底泥浆，经排碴管至ZX-200型泥浆净化机处理后使泥浆流回槽孔内，必要时，用空心冲击钻头进行冲击扰动，以使沉碴悬浮。本工艺具有清孔速度快，孔底淤积少，废浆液排放少，同时可以保证孔内泥浆在较长时间静置后孔底沉碴不增加。在清孔的同时，不断地向槽内补充新鲜泥浆，以改善槽孔内泥浆的性能，补充新浆的数量以槽内泥浆各项性能指标符合设计标准为止。特殊情况时如：槽内泥浆浓稠、槽内泥砂沉积较多等，采用泵吸反循环与抽筒法配合的方式进行清孔。二期槽孔在清孔换浆结束之前，必须用专用的刷子钻头清除二期槽孔端头混凝土孔壁上的泥皮。接头刷洗的结束标准为：刷子钻头基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。清孔换浆验收标准：清孔换浆后1小时，应满足：孔底淤积厚度不大于10cm；泥浆密度不大于1.25g/cm3；泥浆粘度不大于40s；泥浆含砂量不大于10%。清孔验收合格后，应尽快浇筑混凝土。混凝土开浇时间一般控制在清孔换浆结束后4小时以内为宜。超过4小时后，应进行孔底沉淀检查，必要时应再进行清孔。3.7 混凝土浇筑导管下设浇筑导管采用219mm的钢管。导管下设前，应事先在地面进行导管组合，并在导管首次使用前进行密封承压试验。每根导管的长度应与该导管所处位置的孔深相适应，导管组合情况应认真作好记录，以便指导下设和拆除。本次试验，一期槽孔布置两根混凝土导管，间距不大于3.5m，二期槽孔布置一根导管，混凝土导管应布置于控制范围的最低处，导管底口距槽底距离控制在1525cm范围内。 3.8 混凝土浇筑防渗墙施工用混凝土由联营体0渣场拌和楼负责提供。为保证混凝土防渗墙的浇筑施工质量，混凝土供应的强度应保证不小于30m3/h。混凝土运输应优先采用混凝土搅拌运输车，混凝土运至现场后，卸到储料仓内，再通过溜槽进入混凝土导管中。如不能实现混凝土搅拌车的运输，混凝土入仓采用HBT50C型混凝土泵，混凝土料运至现场后，用混凝土泵将混凝土熟料输送到槽孔口的混凝土储料仓内。槽孔混凝土浇筑是特殊过程，是防渗墙成墙的关键工序，对成墙质量至关重要，必须要高度重视。(1) 开浇：在每根导管开浇前，导管内放置略小于导管内径的皮球作为隔离体，隔离泥浆与混凝土砂浆，开浇时必须具有足够数量的混凝土，以保证导管口被埋住的深度不小于50cm。开浇时先进行孔底高程最低部位的导管的混凝土灌注工作。(2) 浇筑过程的控制：浇筑时应随时测量混凝土顶面位置，并在现场及时绘制浇筑图，以指导导管的拆卸工作。当浇筑方量与计划中的混凝土顶面位置偏差较大时，应及时分析，找出问题所在，及时处理；浇筑时，导管的埋深控制在1.06.0m之间；终浇前2m，计划混凝土的拌制方量，增加混凝土面测量次数，控制混凝土的终浇高程。3.9 砼材料及性能指标检测现场控制的混凝土性能指标主要包括：混凝土的塌落度、扩散度、初凝时间指标等。初凝时间：不小于6h；终凝时间：不大于48h；槽孔口坍落度：1822cm；扩散度：3440cm。3.10工序质量检验及墙体砼质量评价防渗墙施工工序质量检查内容及标准见下表：表3 工程质量检验项目表序号检 验 项 目检 验 方 法质 量 标 准1造孔槽孔中心偏差现场测量3cm2终孔深度现场测量不小于设计深度3孔斜率重锤法不大于0.4%,特殊地层不大于0.6%4基岩鉴定设计及监理现场鉴定按设计标准5槽孔宽度测量钻头直径满足设计要求(包括接头厚度)6套接孔重锤法一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心在任意深度的偏差值不大于设计墙厚的1/35清孔接头刷洗现场测量刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加6孔底淤积现场测量10cm7泥浆密度比重计不大于1.25g/cm3(暂定)8泥浆粘度马氏漏斗不大于40s(暂定)9泥浆含砂量含砂量器测定10%10混凝土浇筑导管间距与埋深现场测量导管间距3.5m；距离孔端：一期1.01.5m，二期1.0m；埋深16m。11混凝土面上升速度现场测量、计算2m/h12混凝土坍落度现场测试1822cm13混凝土扩散度现场测试3440cm14终浇高程开挖检查符合设计要求15混凝土性能指标室内试验符合设计要求16施工记录、图表综合检查齐全、准确、清晰墙体混凝土质量评价，一般以混凝土取样成型后进行的室内强度检查为主，同时可根据情况进行现场墙体上的钻孔取芯、注水试验以及声波测试等辅助检查方法。4 混凝土防渗墙试验施工工期按照计划要求，本次防渗墙施工试验计划成槽2个，其中一期槽一个，长度6.8m，二期槽孔一个，长度2.8m。防渗墙施工深度预计40m，本次试验施工预计造孔总进尺480m，砼接头40m；浇筑混凝土390m3。本次试验施工，计划投入两台CZF1200型冲击反循环钻机，按照冲击反循环钻机150m/台月的综合施工工效考虑，预计本次施工试验的工期为55天，一期槽孔的施工工期计划为35天，二期槽孔的施工工期计划为20天。施工工期自开工之日开始计算。5 .质量保证体系我联营体的质量方针是：提高职工素质，规范工作任务，追求完美品质，满足用户要求；质量目标是单元工程质量合格率100%，优良率达80%以上。我们承诺本工程的质量目标为优良。为此，拟采取以下质量保证措施：5.1联营体部将针对本工程项目聘请基础处理专家，为本工程提供各种技术支持，拟聘请的专家组成员主要有：夏可风：防渗墙规范编辑，灌浆规范副主编，教授级高工。肖树斌：防渗墙规范编辑，教授级高工。5.2 建立以联营体总经理全权负责制的质量保证体系和健全的质检机构。5.3 实行验收“三检制”。在施工全过程中，对各道生产工序由机组自检，自检合格后经现场值班员进行复检，复检合格后由联营体三检会同监理工程师进行终检。关键工序需由监理工程师验收并签发合格证后方可转入下道工序。5.4 建立严格的质量管理制度，实行质量目标管理，项目经理控制质量目标的实现，并将质量目标分解到各级机构，落实责任和权限。5.5 加强质量教育，实行“质量奖惩制度”，使全体参战人员自觉关心，严格执行，热心参与质量管理活动。5.6 按照联营体质量体系文件建立程序化的质量保证制度，并有效实施。确保施工全过程，尤其是关键工序和特殊过程（指造孔、清孔、换浆、混凝土浇筑等工序）始终处于有效控制之中，预防不合格工序的产生。6 .安全防护措施6.1 健全安全管理机构，实行联营体总经理全权负责制的安全管理体系。联营体成立质安部，围堰施工时现场设专职安全员。6.2 制定安全措施，各作业区、生活区、各专业，都要制定相应的安全规则，实行安全目标管理，并将目标分解到各级单位。6.3 开展安全教育活动，认真贯彻“安全第一”、“预防为主”的