砼防渗墙工程竣工报告.doc

申请验收项目：永久船闸右侧高程185m平台砼防渗墙工程1.工程概况1.1概况三峡永久船闸右侧山体防渗墙，位于永久船闸南一闸室的右侧高程185平台上，墙轴线与船闸纵轴线基本平行。右侧高程185平台原为丘包、沟谷等原始地貌，后经开挖回填场平形成，地层结构主要为人工回填层（土夹石）和花岗岩全强风化层，深5 m35m。由于这种松散地层用帷幕灌浆难以达到设计渗控标准，因此185平台的上部防渗形式采用砼防渗墙。砼防渗墙上游与右挡4连接，下游与山体帷幕线搭接，主墙长350m，下游段墙X=1532515348为明挖浇筑压浆板。防渗墙划分为50个槽段，墙顶高程184.5m，墙底入弱风化岩层顶板以下1m，墙体一般深度为15m25m（高程169.5m159.5m）,最大深度为35.5m(高程149m)，墙体厚度0.8m。施工工艺采用冲击与反循环冲击钻造孔成槽、泥浆固壁、泥浆下浇筑混凝土成墙。1.2地质概况该防渗墙主要建造于全、强风化花岗岩体中，根据设计文件及先导孔施工揭示的地层特征，结合施工生产的实际情况，该段地层情况如下：人工回填层：该层为花岗岩风化砂层，含块石、卵石、砂等，呈无规律分布，结构疏松，密实性差，强度低，透水性强，并且其中的回填块石坚硬致密，强度高。该层最大厚度为16.3m，最小厚度0m。全风化带：全风化层一经开挖即成散状风化砂，风化砂多为2mm以上粗粒及少量细粒，取芯多为粗砂，与风化程度有关。风化砂结构疏松，密实性差，强度低，岩性不均一，且透水性强。该层最大厚度为9.70m，最小厚度0m。强风化带：透水性强，取芯多为粗砂，呈灰褐色和灰白色度，黑云母呈银灰到灰黑色。强风化带厚度大，夹有较多的硬质块球体（球体最大厚度达3.3m），该层最大厚度为13.30m，最小厚度为0.90m。弱风化带：呈灰至浅灰色，中粗粒结构，局部中细粒结构，致密坚硬，其主要矿物成分为斜长石和石英，次为黑云母、角闪石和钾长石。部分层段有花岗岩、伟晶岩脉侵入，高倾角裂隙发育，多为绿帘石及钙质充填，部分孔段存在破碎带和坡坎。如C31、C46槽建基面坡度分别达62、77，上下高差分别达11.5m、13.5m。1.3施工时段2000年10月开始先导孔钻孔取芯、地面钻孔爆破、导墙制作及导轨安装等前期准备工作，造孔施工于2001年3月8日开工，2002年7月11日完成最后一个槽段的砼浇筑。1.4设计与完成工程量右侧山体砼防渗墙划分为50个槽段，后因处理C34槽而增加的1个槽段，合计51个槽段。防渗墙设计工程量为7751.8m2，实际完成工程量见表1.4-1。表1.4-1：右侧砼防渗墙主要完成工程量表项 目规格单位数量备注先导孔钻孔取芯9176M1297.45地面预爆钻孔7656m7557.75墙体建造造孔80cmm28101.93成墙80cmm27585.24混凝土浇注C10C15m38581.87墙下帷幕预埋管钢筋制安28、22t76.293预埋管108m7455.64墙体埋应变计支2工程量变化的主要原因：一是由于地质情况的变化而对防渗墙部分轴线及底线高程进行了调整；二是由于21#排架柱的影响设计改变路线；三是最下游端部分防渗墙被取消，代之以现浇压浆板等。具体详见设计通知单。1.5验收范围及验收项目右侧185m高程防渗墙验收范围：X=15006.815325.087；Y=7773.9347844.80；验收项目为TGP/ CII-6-1标防渗墙造孔成槽、预埋件制安、仪器、砼浇筑。2.施工特点（1）覆盖层中块球体和全强风化带中包裹的块球体，最大直径达4m，一般为1.0m2.5m，岩性坚硬，形状不规则，成槽施工中易产生突发性的较大偏斜，且纠偏和钻进都很难。在C19C21槽块球体上每班钻进10cm，钻头相应磨损15cm20cm，设备损耗大，功效低，是直接影响成槽质量、制约工期的主要因素。（2）防渗墙轴线共有三个转折点。（3）为便于墙下帷幕灌浆，在防渗墙墙体内采用预埋管技术。（4）中间槽段基岩陡坡达60。70。，陡坡岩体呈弱风化状，较坚硬，造孔时钻头沿陡坡打滑，而且该段槽孔深度都超过30m，陡坡上钻进嵌岩，槽段接头连接是防渗墙成槽施工中需攻克的难关。3.施工依据长江三峡水利枢纽永久船闸右侧185m高程防渗墙及墙下帷幕灌浆施工技术要求（试行）；长江三峡水利枢纽永久船闸右侧185m平台防渗墙施工方案；长江三峡水利枢纽永久船闸右侧中间山体段防渗墙及墙下帷幕灌浆布置图图号：02E92-08、09、10；TGP/C-6-1合同文件；水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范(SL174-96)；（2001）长三设枢基（渗）字通知第19号；（2001）长三设枢基（渗）字通知第28号；（2001）长三设枢基（渗）字通知第35号；（2001）长三设枢基（渗）字通知第41号；（2001）长三设枢基（渗）字通知第54号；（2001）长三设枢基（渗）字通知第82号；（2001）长三联枢基（渗）字联系单第04号；（2001）长三联枢基（渗）字联系单第06号；（2001）长三联枢基（渗）字联系单第10号；（2001）长三联枢基（渗）字联系单第14号；（2002）长三设枢基（渗）字第16号；所报施工方案及监理相关的批复文件、会议纪要、现场联系单。4.主要技术要求4.1造孔指标槽孔厚度为80cm；套接厚度不小于75cm；防渗墙与坝体及防渗墙转折点处墙体厚度应加厚一个槽孔。防渗墙中心线上、下游方向的误差不得大于3cm。孔斜率不得大于0.4%；一期槽端孔和接头槽孔斜率小于0.3%。墙底高程应达到嵌入弱风化岩体顶板以下1m。4.2终孔及清孔指标清孔换浆结束后1h，应达到如下标准：孔底淤积厚度不大于5cm；当使用粘土泥浆时孔内泥浆的密度不大于1.3g/cm3，粘度不大于30s，含砂量不大于10%；当使用膨润土泥浆时，泥浆密度不大于1.1g/cm3，粘度不大于35s，含砂量不大于5%，在30min内失水量小于40ml。接头孔以刷子钻头上基本不带泥屑，孔底不再增加为合格标准。清孔合格后，应在4h内浇筑混凝土。4.3砼物理特性指标砼入孔坍落度为18cm22cm，扩散度为34cm40cm；坍落度保持15cm以上的时间应不小于1h；砼初凝时间不小于6h，终凝时间不宜大于24h。5.施工工艺5.1施工准备开工前，根据施工现场条件和技术要求，完成了泥浆池、膨润土仓库、现场值班房、材料库、导墙、倒碴平台等临建设施的建造、导轨的安装及水电系统的布置等。主要临建工程量见表5.1-1。表5.1-1：主要临建工程量表项 目规格单位数量备注泥浆池开挖强风化层m3800浆砌块石铺水泥砂浆m375膨润土仓库砖瓦结构m2100材料库、值班室砖瓦结构m272导墙钢筋制安22、12t5.4开挖、浇筑C15砼m3284.7倒碴平台开挖回填层m3168.3浇筑水泥砂浆m356.1枕木铺设15*15cmm250道轨铺设15Kgm270（1）测量放样为了确保防渗墙线路，采用全站仪由专业人员沿防渗墙轴线进行测量放样，监理校核。（2）水电布置供水：施工用水取自系统水管，用150的钢管引水至施工现场，泥浆系统及防渗墙施工平台的支管为75mm的钢管，再根据施工情况用胶管将水引至用水点。供电：施工设备分别由两个变电站供电，每个变电站内安装600KVA和800KVA变压器一台，使用3150+160铜芯电缆接线至工作面附近，并设置分流器，使用330+115铜芯电缆向各施工设备供电。泥浆管线：为了不影响其它项目的正常施工，泥浆管线采用在地下埋设3吋铁管，用泥浆泵送入槽口。（3）临建工程导向槽布置及导墙结构：导墙是为开孔稳定钻头、造孔及安设导管进行导向和支撑的结构体。由于该地层上部为人工回填风化砂层及全、强风化层，孔壁稳定性差，易发生掉块和塌孔现象。因此，适当加大了导墙的尺寸，并在导墙砼中配一定数量的钢筋，以增加其抗拉强度。导墙采用立模现浇砼导墙。具体见导墙结构图：导轨及枕木铺设右侧防渗墙除C1C6槽段因有排架柱，钻机布设在背水面，迎水面为施工平台处，其它槽段相反。钻机平台宽4.5m，平行防渗墙轴线，铺设2道钢轨，间距61cm，一道距墙轴线90cm，钢轨下部铺设15cm15cm450cm的枕木，间距0.6m0.8m，钢轨固定于枕木之上。倒渣平台与施工道路倒渣平台布置在轴线北侧，宽为3.5m，厚15cm20cm的现浇砼结构，以5%左右向外倾斜，外侧布置排浆沟，排浆沟边为施工道路，道路宽4m，路面利用开挖石渣随时进行硬化，以便施工设备、吊车、出渣车辆、钢筋笼运输、混凝土搅拌罐车等进出。泥浆池砌筑及制浆站、值班室修建为了满足最大施工要求，共布设两个泥浆站，泥浆站分别布置于防渗墙背水面的两个部位，泥浆站分三部分，即储浆池、供浆池和回浆池，泥浆池四周采用浆砌块石，隔墙采用砖彻构筑，浆池表面均铺一层5cm水泥砂浆。砌筑尺寸分别为12.0m11.0m2.5m的泥浆池，方量为330m3，其中180m3储浆池，120m3新浆池，30m3回浆池。每个站中安装3台0.4m3高速搅拌机，并配有离心式泥浆泵。膨润土仓库：设置于泥浆池的上游侧，砖瓦结构，库内设置1.5m高的预制混凝土模板平台，紧靠平台在仓库和制浆站之间，设泥浆制浆站。材料库、值班室：修建于膨润土仓库上游，建筑面积分别为6m12m和4.5m8.5 m，用于存放施工材料和小型施工机械，及值班人员现场办公。排污系统：在倒碴平台与砼运输道路之间设排污沟，宽0.4m，深0.5m，沿轴线布置，防渗墙造孔时的废碴堆放在倒碴平台上，用高压水冲洗、使浆碴分离后，人工将废碴清理，倒入工地临近位置，并定期用装载机装入自卸车，运至坝区弃碴场。施工废浆沿排水沟流入排污池内，经沉淀后定期用排污泵抽入排水系统排出。钢筋笼加工场：包括加工场平台、加工车间、钢筋堆放场和钢筋笼堆放场，在平整地面上铺设15cm15cm的枕木作为加工平台。加工车间安装有钢筋切断机、对焊机、电焊机等。5.2先导孔施工为准确判断地层情况，按设计要求沿防渗轴线布设了57个先导孔，相邻两个先导孔的间距为5.3m 8.0m。钻孔设备为SGZ300型岩芯钻机，采用127mm76mm的硬质合金钻头和金刚石钻头,为了提高岩芯采取率，在覆盖层及全风化层采取干烧钻进的方法，套管护壁在弱风化层中采用双管钻具，钻进时每50cm为一钻进回次。岩芯采取率都在85%以上，芯样按顺序摆放，再进行标识和地质编录后装箱保存，并作柱状图，绘出沿轴线的地质剖面图以指导防渗墙施工。5.3预爆孔施工根据有关地质资料及先导孔施工情况，该地层地质条件复杂，块球体含量较多，施工难度大。为了降低施工难度，加快工程进度，在征得设计及监理同意并批复后，施工前对孤石、块球体及弱风化基岩层的上部0.8m进行了预爆施工。预爆施工采用SGZ300型岩芯钻机钻孔，钻孔间距为0.8m，孔深为深入基岩0.5m0.8m。预爆孔采用91mm59mm的硬质合金钻头的金刚石钻头造孔，钻进过程中遇孤石、块球体及进入弱风化进行爆破施工。爆破前准确测量爆破位置，爆破采用电雷管和导爆索起爆乳化炸药，爆破施工由专业炮工负责实施。考虑到爆破对槽壁、导墙及临近构筑物的影响，3米以上不放炮。对直径小于500mm的块石及块球体爆破，一次投药量不大于0.75kg，直径在500mm800mm时，一次投药量0.75kg1.05kg，直径在800mm以上时，投药量不大于1.05kg。在弱风化层中，药量不大于1.20kg。由于孔内水下爆破，因此为了保证下入孔内的炸药密封良好，采用了55的PVC管制成药筒，将药筒及导爆索固定于竹竿缓缓下入孔内相应位置。同时，为了加强爆破的效果，采用35个孔同时起爆的方法。药筒构造如图2：粘土密封层PVC管药筒炸药 导爆索图25.4防渗墙生产性试验为了更好地完成该项工程和为施工提供可行性依据，以便合理的制定施工工艺和施工参数，对后期施工提供技术保证，在防渗墙正式施工前，对轴线Z点J点间的C3、C4、C5、C6四个槽段（25.57m）进行了冲击造孔和轴线中部的C30号槽（槽长6.8m）进行了冲击反循环钻孔成墙、墙体砼浇筑及灌浆管的预埋等试验。5.5槽段划分根据试验段的施工情况，并结合工程地质、水文地质情况、混凝土搅拌强度、混凝土浇筑强度、预埋管、单个槽孔的造孔延续时间以及泥浆质量等因素，在防渗墙施工过程中对槽段的长度进行了适当调整，一期槽长5.0m9.0m，二期槽长5.6m8.8m。5.6造孔施工防渗墙采用CZ-22型钢丝绳冲击钻机和CFZ-22冲击反循环钻机钻孔（C28、C29、C30、C37和C39采用了反循环，其余为正循环），膨润土泥浆固壁，抽砂筒出渣，泵吸法进行清孔换浆。施工高峰投入施工钻机21台。造孔前在槽孔中填入0.7m粘土，以保证开孔时能够稳住钻头，避免钻头碰撞槽壁。防渗墙造孔施工的总体施工程序为：一、二期槽孔间隔布置，先施工一期槽孔，后施工二期槽孔，每个槽段先施工主孔，后施工副孔，一、二期槽端接头孔采用“套打一钻”的方法施工，接头采用毛刺法施工。利用冲击钻机对一个槽段的主孔进行冲击钻进而成孔，副孔进行劈打而成孔。由于副孔已有左右两个自由面，冲击劈打后，松散的地层颗粒就会失去稳定性而掉进两侧的主孔，经反复劈打抽渣直至终孔。主、副孔终孔后，再用冲击钻头压打主、副孔之间的小墙，即找小墙，小墙找净后，即完成了造孔施工。造孔接近基岩面时经常取样，每一次取样均通知现场监理，取样后及时装袋做好标签，送交地质人员鉴定。根据鉴定结果，若属弱风化岩面，则在基岩顶面再往下施工1.0m，确保入岩深度，且应满足孔深的设计要求。5.7泥浆制备、输送及回收因当地无指标合格的制浆粘土，经监理批准采用湖南澧县所产膨润土拌制泥浆，该膨润土造浆率在15m3/t左右，水直接从现场供水管路取用；增粘剂选用中粘度酸甲基纤维素(CMC)，拌制过程中加入膨润土重量5%的纯碱。水：直接从现场供水管路取用。采用ZJ400A型高速制浆机进行拌制。按规定的配合比先往桶内加水，然后加入外加剂如纯碱、CMC和聚丙烯酰胺，再加入膨润土，各种材料的加量误差不大于5%。每槽浆的搅拌时间为5min7min。所有进场的膨润土均由专职质检员进行抽检后，予以标识；而且新拌制的泥浆经24h水化溶胀后，每天由现场专职质检员对新制泥浆及槽孔中泥浆的容重、粘度、比重、含砂量等各项指标进行检测，合格后方可使用。施工时根据需要，采用立式泥浆泵通过100cm输浆干管向施工槽孔送浆。混凝土浇筑时，将立式泥浆泵插入槽孔，通过送浆管回收孔内泥浆。主要性能参数见表5.7-1、5.7-2。表5.7-1 膨润土泥浆配合比表（kg）膨润土纯碱CMC聚丙烯酰胺水5800.500.100.05100表5.7-2 性能指标表密度(g/cm3)漏斗粘度（s）失水率(ml/30min)泥皮厚（mm）粘度(cp)10min静切(N/m2)动切力(N/m2)PH值1.052530151.56100弹模Gpa1314.913.414.1516100表7.1-3 永久船闸防渗墙砼检测汇总表（三峡中南院监理）设计指标水胶比粉煤灰掺量(%)试验龄期(d)检测项目次数最大值(MPa)最小值(MPa)平均值(MPa)均方差(MPa)离差系数保证率(%)合格率(%)R28100S60.68307抗压18.38.38.328抗压3422.311.614.92.030.13699.2100劈拉22.31.11.728弹模22.371041.071041.2710410028抗渗2S61007.2安全控制为确保施工安全，避免事故发生，在现场不同部位设立了安全标示牌，并每班特设了专职安全员，全天候不间断地在施工现场巡视，发现隐患，及时整改；现场主要采取了如下安全措施：所有进入施工现场的人员必须佩戴安全帽；所有电器开关均安设在铁皮闸箱内，并挂有警示牌；跨路高压电缆采用3铁管保护，并挂警示牌；高空作业均配戴安全带；泥浆池周围用铁栏杆进行围护；电焊、氧气焊等必须使用防护手套及面罩。坚持班前5分钟讲话制度，提高施工人员的安全意识；正确使用劳动保护用品；机械操作人员必须持证上岗，按操作程序正确操作机械；做到安全用电，各电源处安置漏电保护器，保证施工用电安全等。7.3文明施工防渗墙施工中，废水废渣较多，为保护施工环境，在施工现场不同部位修建了截面尺寸0.45m0.5m，总长度约500m的排渣沟、排水沟，在沟中每隔5m用防护网进行隔离，同时在拐角处还建有2m1.5m1m的集渣池，施工废渣液经高压水管冲洗后，岩渣沉淀到沟底后，人工清除到沟边，而后用装载机运至指定地点；废水经排水沟流入专用排污通道排走。8.质量成果分析及评价8.1成果分析8.1.1浇筑中断槽段的分析成墙后，对浇筑过程中出现的部分中断槽段进行了挖井、钻孔及压水检查。对C1槽段挖井直观检查，反映出砼壁面比较光滑、密实，肉眼观察，除墙壁表面有些粗糙外，没有断桩、夹泥，对 C6和41槽段墙体钻孔检查，以及后来C11、C12、C14、C33和C51槽段部位的帷幕灌浆检查孔施工，从钻出的墙体混凝土芯样看，砼质量较好，没有断桩、夹泥和混凝土浇筑不密实等缺陷。经过对C33槽段砼中断部位，采用压力为0.45Mpa两段压水检查，透水率都为零。8.1.2接头检查井外观及注水试验分析根据要求对3个部位接头进行了挖井检查和2个挖井注水检查，从所挖井直观看；C1与右挡4坝段接头开挖所揭示的墙体砼骨料均匀密实，胶结好，且垂直度及整体性好。 C1与C2槽接头开挖所揭示的墙体看，砼壁面均为浅黄色泥皮覆盖，手感油腻柔软，呈可塑状，不易冲刷，具有良好的抗渗性能，一般厚度为0.5mm1.0mm左右，将泥皮刮去后，砼壁面比较光滑、密实，肉眼观察，除墙壁表面有些粗糙外，没有蜂窝、气孔等缺陷，在槽段之间存在接头缝，而且呈上宽下窄、内窄外宽的趋势，外观看，其最大宽度5cm，最小宽度为1.5cm，缝隙间存在较密实的浅黄色软性夹泥，呈可塑状，手感油腻具有良好抗渗性能。经24天注水试验观测，下游渗流量15ml/mim25ml/mim（详见附表），无明显渗水部位和析出物，缝间的夹泥较好。 C37与C38槽接头从开挖后看，墙体混凝土骨料分布均匀，结构紧密，强度高。该处缝面被一期槽C38完全包裹，并深入一期槽90cm左右，包裹的墙体混凝土厚度为10cm15cm，对其进行部分剥除后可观察到接头缝宽在0.62cm之间，中间夹粘稠度高、结合紧密的膨润土泥皮。经19天注水试验观测，下游渗流量10ml/mim20ml/mim（详见附表），无明显渗水部位和析出物，缝间的夹泥有较好。8.1.3检查孔成果分析（1）压水成果分析表8.1-1 骑缝检查孔压水成果表孔号孔段段长(m)压水压力(MPa)总进水量(L)单位流量(L/min)Lu值备注J10.713.612.60.1011355742.11顶部为排水沟13.617.516.40.10117558-57=12.33顶部为排水沟J39.8514.855.00.201.00.00.0临界压力0.29MP14.8519.04.150.200.00.00.0J45.010.05.00.200.00.00.010.015.05.00.200.00.00.015.020.15.10.200.00.00.020.125.35.20.200.00.00.025.332.77.40.200.00.00.0J55.110.25.