堤防灌浆专项方案.doc

永定新河治理二期工程施工（第1标段）堤防灌浆施工方案 中铁十八局集团有限公司永定新河治理二期工程施工（第1标段）项目部2014年03月 目 录（一） 编制依据1（二） 工程概况1（三） 水文气象1（四） 工程地质1（五） 进度计划安排3（六） 堤防灌浆施工4（七） 质量保证措施8（八） 施工现场安全措施8（九） 工期保证措施9（1） 编制依据 （1）永定新河治理二期工程施工（第1标段）施工合同。 （2）永定新河治理二期工程（第1标段）灌浆施工图纸。 （3）永定新河治理二期工程施工图设计说明。 （4）甲方要求、设计要求及相关设计规范。（2） 工程概况 永定新河位于天津市区北侧，是天津市北部的防洪屏障，河道开挖于1971年，西起天津市北城区的屈家店，东至滨海新区的北塘镇入渤海。永定新河自开挖以来，由于上游径流较少，河道长期受潮汐水流控制，泥沙不断淤积在河道内，使河道的行洪能力大幅度下降，对天津市城区、滨海新区及北系四河京、冀下游地区的防洪安全构成严重威胁，必须进行彻底治理。 本标段河道桩号Y14+250Y28+000段，堤身存在裂缝、局部松散、土质不均和粉土集中的段带等隐患较多。其中Y15+200Y19+200堤身存在隐患危害的堤段进行充填灌浆，长度4.0km。梅花形布置，排距为1.0m，孔距2.0m，灌浆孔底进入堤基0.5m。（3） 水文气象 据塘沽气象站19712000年观测资料统计，多年平均年降水量为566.1mm，降水量年际变化较大，年内分配不均。降水量主要集中在6-9月，占全年降水量的79.9%，最大年降水量为941.5mm（1977年），最小年降水量为299.9mm（1989年）；多年平均气温为12.6，极端最高气温40.9，极端最低气温-15.4；多年平均水面蒸发量（20）为1946.1mm；多年平均风速为4.3m/s，最大风速为27.0m/s，年最多风向NW；最大冻土深度59cm；最大积雪厚度26cm。据蓟运河闸19761991年冰情资料统计，初冰日期：最早11月20日，最晚12月22日；封冻日期：最早11月29日，最晚1月1日；解冻日期：最早2月14日，最晚3月17日；终冰日期：最早2月17日，最晚3月19日。（4） 工程地质1、地形地貌 工程区位于华北平原的东北部，堤内、外均系冲积海积平原，地势低平，略向东南倾斜，坡降极为平缓，地面高程大致为1.53.0m，低洼地处仅0.3m左右。2、地层岩性 工程区内勘探深度范围内揭露的地层为第四系全新统松散堆积物，主要为第四纪全新统人工堆积层rQ、第1陆相冲积层alQ43、第1海相沉积层mQ42及第2陆相冲积层alQ41的粘性土、粉土、砂类土及淤泥质土。3、地质构造与地震 根据1/400万中国地震动参数区划图，工程区抗震设防烈度为度，地震动峰值加速度为0.15g。4、水文地质 工程区地下水均为孔隙型潜水，局部微承压，主要赋存在第四系全新统粉质粘土、粉土及粉砂层中，渗透系数10-410-6之间。地下水类型为型水，对普通水泥具有硫酸盐型弱腐蚀性；地表水类型为CLNa+k型水，对普通水泥具有硫酸盐型弱腐蚀性。5、堤身与堤基地质评价 地质概况 永定新河地处华北沉降带的东北部，即黄骅坳陷与沧县隆起过渡地带的北端，具有基岩埋藏深，第四系松散堆积物厚度大，地震活动性强的特点。勘探20.0m深度内，均为第四系全新统的松软堆积物，主要有：人工填土层（Qml），第陆相层（Q43al）黄褐色黏土、粉质黏土、粉土及淤泥质土透镜体，第海相层（Q42m）灰色淤泥、淤泥质土、黏土、粉质黏土、粉土、局部粉砂，第陆相层（Q41al）粉质黏土和粉土。 依据1：400万中国地震动参数区划图（GB18306-2001），地震动峰值加速度，桩号0+00024+000段堤防为0.15g，相当于地震基本烈度度；桩号24+000以下堤防为0.20g，相当于地震基本烈度度。地下水为孔隙潜水，堤防地段埋深2.05.0m，水位高程0.02.0m。水化学类型为Cl-KNa型水，属弱矿化度弱咸水强矿化度强咸水，自上游向河口环境水矿化度呈逐步增加之势。环境水对混凝土具有硫酸盐型弱强腐蚀，腐蚀介质为SO42-；环境水对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等强腐蚀，腐蚀介质为Cl-；环境水对钢结构具中等腐蚀性，腐蚀介质为Cl-、SO42-。工程区场地标准冻深为0.60m。 堤防工程地质 堤基土体自上而下为第四系全新统第陆相层（Q43al）和第海相层（Q42m）松散堆积物，岩性为粘土、粉质粘土、粉土及夹淤泥质土、粉细砂等，地层空间分布较为复杂。右堤14+25028+000段，堤基广泛分布有粉土层，透水性强，抗渗性能差，存在渗漏、渗透稳定和地震液化问题；右堤28+00032+300段，堤基主要为粘土、粉质粘土，属中等高压缩性土，抗剪强度较低，存在沉陷、不均匀沉陷和抗滑稳定问题。右堤42+30046+300段，堤基为粘土、粉质粘土，下部主要为淤泥质土及粉土，存在沉陷或震陷、地震液化、抗滑稳定等问题。左堤14+25032+000段，堤基主要为粉质粘土、粘土、粉土，属中等压缩性土、局部为高压缩性土；左堤32+00059+090段堤基主要为粉质粘土、粘土，局部为粉土，第海相层中多分布有淤泥质土，具高压缩性，抗剪强度较低，存在沉陷、不均匀沉陷或震陷、抗滑稳定等问题。堤基下卧层粉土，局部厚度较大，弱中等透水性，部分堤段内外互相连通，可能存在渗透和渗透稳定问题。 堤身土体为人工素填土，主要为粉质粘土、粘土，局部为粉土，岩性具随机性，土质松散、不均一，干密度普遍偏低，堤体密实度差异性较大，各堤段堤身土体干密度多小于质量控制干密度，堤身填筑质量大部分较差，未达到填筑质量要求。当堤土饱水时，有发生沉陷、渗透破坏（堤身、堤身与粉土堤基接触段）的可能。右堤桩号14+25028+000段，堤身存在裂缝、局部松散、土质不均和粉土集中的段带等隐患较多；桩号28+00032+300段局部松散等隐患较少，边坡无防护；桩号42+30046+300段，堤身存在局部松散和少量粉土集中带等隐患较多。 河道清淤 清淤河道浅层土体为第四系全新统新近冲积层（Q43al）淤泥和第海相层（Q42m）淤泥、淤泥质土、粉质粘土，其含水率高，孔隙比大，强度低。 天然建筑材料 本次筑堤所用土料采用滩地料场和河道滩地扩挖土方，均为人工填土层（Qml）、第四系全新统第陆相层（Q43al）粘土、粉质粘土和第海相层（Q42m）粉质粘土，基本满足设计需要。 根据河道内各滩地料场及滩地扩挖土料土样试验结果，混合土料以粉质粘土为主，土料的天然含水率为20.3%53.2%，最优含水率为21.2%26.3%，粘粒含量37.3%48.2%，塑性指数23.929.4，最大干密度1.541.70g/cm3，平均干密度1.461.59g/cm3。各料场的土料天然含水率均高于最优含水率，塑性指数及粘粒含量偏高，其余质量指标均符合规程要求。（5） 进度计划安排工期计划；计划2014年4月1日开始施工，8月31日前完成。4月5月6月7月8月放线定位 试验段钻孔作业（左1）钻孔作业（左2）钻孔作业（左3）钻孔作业（右1）钻孔作业（右2）钻孔作业（右3）制浆灌浆 检查验收 放线定位：4月1日4月2日；试验段：4月3日-4月15日； 钻孔作业（左1）：4月16日5月7日； 钻孔作业（左2）：5月8日5月30日； 钻孔作业（左3）：5月31日6月22日； 钻孔作业（右1）：6月23日7月15日； 钻孔作业（右2）：7月16日8月6日； 钻孔作业（右3）：8月7日8月28日； 制浆：4月3日8月29日； 灌浆4月3日8月29日； 检查验收：4月1日8月31日。（6） 堤防灌浆施工 6.1充填灌浆施工程序 放线定位钻孔作业制浆灌浆灌浆质量检查和验收。灌浆期间应注意进行灌浆观测并处理出现的灌浆问题。灌浆按三序孔法进行，分序错孔加密，间歇灌浆，逐步加密。 6.2施工准备 （1）技术交底 组织作业班组到现场交待工程量、灌浆作业区的范围、以及各种施工技术规范、操作规程、施工安全规定等。 （2）测量放线 根据监理机构提供的测量基本控制点、基线和水准点测设施工控制网。 根据施工控制网进行横断面校测，钉立灌浆边桩，沿边线撒上白灰标明。 各施工班组在进行施工前进行钻孔定位放样。放样时先放第一序孔，第一序孔灌浆验收完后再进行第二、 三孔，灌浆孔排距1m，同排孔距2m，呈梅花型。 6.3钻孔作业 （1）按设计要求分3序进行钻孔施工。示意图如下： （2）所有钻孔编号、孔深、孔斜度、孔序应按设计图。钻孔孔径应符合设计规定，图纸无规定时选用孔径2535mm之间，造孔深度深入堤基土层0.5m。平均孔深约为5.96.4m左右。 （3）隐患严重，吃浆量大的堤段应加密布孔。 （4）钻孔的开孔位置与孔位误差一般不得大于10cm，如特殊原因需调整孔位时，须报监理人批准，并记录实际孔位坐标。 （5）造孔应保持铅直，偏斜不大于孔深的2%，采用干法造孔，不得用清水循环钻进。 （6）先导孔的钻进和取样： 本项目为大堤灌浆，为在地下水以上的软土地层，采用干法钻进，不得注水或使用冲洗液。如土质较硬时，可采用二（三）重管回转取土，钻进、取样合并进行。 如在饱和软粘土、粉土、砂土中钻进，宜采用泥浆护壁，采用导管时，应先钻进后跟进套管。 在地下水以下的软土地层中钻进，宜采用通气的螺旋钻头，提土器功芯样钻头，不得使用底喷式冲洗钻头。 钻进过程中，宜连续施工，有利于防止缩孔或塌孔，当成孔困难或需要间歇施工时，应采用护壁措施。 用螺旋钻钻进每一回次进尺控制在1m以内；用芯样钻孔时，软土和墙体材料及硬岩四次进尺宜不大于2m，粉性土不宜大于1.5m，且必须保证分层清楚，提土应大于80%。6.4制浆 （1）制浆材料 用于制浆的材料为粉质粘土，其塑性指数1025%，粘粒含量2045%，粉粒含量4070%，沙粒含量10%，有机质含量2%，可溶盐含量8%。制浆前和制浆过程中必须进行周期性的控制试验，配浆按试验数据进行。 水：采用可饮用的水拌制浆液。未经处理的生活和工业污水不得用以拌制。 （2）制浆 根据配比试验得出水跟粘土的比例，用水流量计计量水的重量，用电子称确定粘土的重量，并通过泥浆搅拌机进行搅拌,必须搅拌均匀并测定浆液浓度。 制浆材料必须称重，称重误差应小于5%，粘土等固相材料宜采用重量称量法。 浆液各项指标应符合设计要求。灌浆过程中浆液容重和输浆量应每小时测定1次并记录，浆液的稳定性和自由析水率10天测1次，如浆料发生变化应随时加测。 为了加速浆液凝固和提高后期强度，或为提高泥浆的流动性，或为提高泥浆稳定性和后期强度，报监理人批准后，可掺入适量水泥和少量的水玻璃或适当的膨润土。 浆液物理力学性能指标要求如下表：浆液物理力学性能表项目数值容量（t/m3）1.31.6粘度(s)30100稳定性（g/m3）0.1胶体率（%）80失水量（cm3/30min）10306.5灌浆与封孔 （1）灌浆 灌浆按三序孔法进行，分序错孔加密，间歇灌浆，灌浆布孔平面图中1、2、3表示灌浆序号；每序孔灌浆采用轮管的方式，逐步加密，第一次间距为8m，第二次为4m，第三次为2m。 每孔灌浆次数应通过试验确定，一般为510次。对吸浆量大的灌浆孔应限制每次吸浆量，延长灌浆期，堤防灌浆宜用小注入量。排量较大的泵可同量灌注多孔，若已知洞穴大，可适当增加灌浆量和提高浆灌液稠度。 1、2序孔灌浆时间间隔为5天以上，2、3序孔灌浆时间间隔为7天以上，以使析水固结充分。 灌浆综合措施是保证灌浆期间堤身安全和灌浆质量的重要措施。综合控制包括：灌浆量控制、灌浆压力控制、横向水平位移控制、裂缝开展宽度控制。综合控制措施施行于灌浆过程的始终。 孔口的压力应控制在4.9104Pa(0.5kgf/cm2)左右。最大灌浆压力应由试验确定。 每孔的平均灌浆量，以孔深计，每米孔深控制在0.51.0m3。为减少堤身出现裂缝和冒浆，先两侧孔后中间孔。每孔灌浆时，必须一次连续灌满。 钻孔应当天钻，当天灌，防止孔眼搁置时间长，孔隙堵塞，影响灌浆效果。 终孔标准：当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。 封孔：当每孔灌完后，对于孔径大于35mm的孔，待孔周围泥浆不再充动时，将孔内浆液取出，扫孔到底，用直径23cm、含水量适中的粘土球分层回填捣实：对孔径小于35mm的孔，可用容重大于1.6的浓浆，或掺加10%水泥的浓泥浆封孔；封孔后缩浆空孔应复封。（2）灌浆设备 采用双缸泥浆泵和泥浆搅拌机，搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型及灌浆泵排浆量相适应，并保证均匀、连续拌制浆液。 灌浆泵应与浆液类型、浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。 灌浆管路应保持浆液畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。 灌浆泵、灌浆孔口处应安装压力表，压力表的最大标准值为1/43/4之间，压力表使用前应标定，使用过程中应经常检查核对，误差不应大于5%。 灌浆过程中宜配备灌浆自动记录仪。 其它控制工具：比重计、粘度计、温度计、测斜仪、流量计。 （3）灌浆观测 灌浆观测项目主要包括以下几项：表面变形；土堤堤身位移、灌浆压力、裂缝、冒浆及泥浆固结观测。 灌浆观测的目的是全面控制灌浆质量，及时发现和解决问题。 （4）灌浆期间出现的问题处理 裂缝处理：在泥浆压力作用下，可能使裂缝扩张延伸，应尽可能的加大浆液浓度，采用慢灌、停停灌灌的办法，如遇裂缝中积水排不出时，要设法挖沟引水，灌浆结束后，裂缝表面要加土回填夯实。 冒浆处理： a堤项和堤坡冒浆、应立即停灌，挖开冒浆出口，用粘性土料回填夯实； b白仪洞冒浆，可先在冒浆口压砂堵塞洞口，再继续灌浆； c水下堤坡或土堤与其他建筑物接触带冒浆，可采用稠浆间歇灌注。 串浆处理 a当第一序孔灌浆时，发现相邻孔串浆，应加强观测、分析，确定对大堤安全无影响后，灌浆孔串浆孔可同时灌注，如不宜同时灌注，可用木塞堵住串浆孔，然后继续灌浆。 b对吸浆大的孔眼处理：经检查无漏浆地点后，可用浓度较大的浆液灌注。 c如果浆液串入测压管或浸润线管，在灌浆结束后，应补设测压管或浸润线管。（7） 质量保证措施 设立专职质检员，由专业工程师任职，赋予其质量一票否决权。施工过程中，严格执行“三检制”，即初检、复检、终检。工序交接有班组间的交接检查，工序质量评定在班组自检基础上方能进行专检，并填写质量评定表；隐蔽工程在内容检查通过后，再请监理工程师及设计人员检查，同意并签字后方可实行隐蔽；对监理工程师及设计人员提出的问题，质检员亲自监督整改，直到合格。（8） 施工现场安全措施（1）所有进入现场人员，按有关规定穿着工作服、劳保鞋、配戴安全帽。（2）施工现场存放设备、材料，做到场地安全可靠，存放整齐，通道畅通。（3）施工现场设置安全设施和明显标志。（4）全体施工人员必须严格遵守岗位责任制和交接班制度，并熟知本工种的安全技术操作规程。（5）挖掘机作业时，任何人不得进入挖掘机的危险半径内。（6）电工、挖掘机司机和各种机动车辆司机，必须经过专门培训，考试合格后发给操作证，方准独立操作。（7）做好安全施工记录，平时施工班组在交接班时要做好自检，施工期间专职安全员要做好巡检工作，便于及时发现和解除施