取水口筑岛灌浆施工方案[1].doc

伊拉克萨拉哈丁燃油电站工程 取水口筑岛灌浆 施工方案2013年审核：汪辉德 水工高级工程师编制：陈道刚 水工工程师编制单位：川铁国际编制时间：2013年8月8日伊拉克萨拉哈丁2630MW燃油电站工程取水口筑岛灌浆施工方案目 录1 基本资料31.1 水文气象资料31.2 工程地质条件52 导流方案72.1 导流标准72.2 筑岛填筑施工72.3 筑岛防护施工8 2.4 筑岛防渗施工83 堰体的形成134施工强度与施工工期14 4.1施工机械设备强度15 4.2 施工进度计划15 4.3 施工人员安排175 围堰拆除186 施工前期准备工作.187 应急预案18伊拉克萨拉哈丁2630MW燃油电站工程取水口筑岛灌浆施工方案1基本资料伊拉克萨拉哈丁电站位于伊拉克萨拉哈丁省萨迈拉市东南约15km，距伊拉克首都巴格达约90km。取水口河道左岸整治和护岸平面图1.1水文气象资料510月为热季，78月最热，日最高温度可达43以上；11月次年4月为冷季，日气温约16，北部山区冬季有积雪。流域降雨量北多南少，北部山区年降雨量在600900mm，中、南部降水仅150mm左右，且集中于11月次年4月。底格里斯河从源头到古尔奈，河长2045km，流域面积37.5万km2。上游河流为山区峡谷型河流，从边境到摩苏尔平均比降为1.0，从Fatha到拜莱德平均比降为0.5，年平均径流量853.5亿m3。底格里斯河电厂段边界条件一致，河流基本顺直，为渐变流，断面形状为“U”型，各断面水位变化对应。1号断面较2号断面水位高26cm，2号断面较3号断面水位高23cm，3号断面较4号断面水位高1 cm，4号断面较5号断面水位高1 cm。由于电厂厂址位于冲积平原，河道上、下游均有弯道，因此水位落差小，平水期，平均比降约为0.053，12号断面比降大约为0.085，23号断面大约为0.06，34号断面大约为0.031。其中在取水口（3号）断面实测流量8次，实测最大流量493m3/s，水面宽122m，实测最大水深8.7m，实测最大测点流速0.96m/s，断面平均流速0.63m/s；实测最小流量345m3/s，水面宽122m，实测最大水深8.3m，实测最大测点流速0.71m/s，断面平均流速0.47m/s。根据机械工业勘察设计研究院勘察报告显示，勘察期间（2012年710月），实测场地地下水稳定水位埋深为9.5011.35m，相应相对标高为48.8450.53m，属潜水类型。场地地下水位标高从河边随地形标高增加而增加。场地南侧的河水水位受上游萨迈拉水电站控制，勘察期间底格里斯河河水最高水位约为49.10m，最低水位为48.05，变幅约1m。施工期为枯水期，根据萨迈拉大坝的运行原则，一般下泄流量为400500m3/s，最小下泄流量为300m3/s。本次实测期属枯水期，根据实测成果，将施工期的流量按400600m3/s考虑，取水口断面相应水位为48.6449.17m。取水口筑岛位置水流情况1.2工程地质条件取水口位于取水泵房南部的底格里斯河岸边，取水口及引水道为大开挖明渠与取水泵房相连。根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001 2009年版）勘察，取水泵房处完成的Q38和Q39钻孔以及现场调查情况分析，取水口及引水道区域主要地层为：表层上覆场地土方整平时堆积的填土，层厚度约2m；其下为粉土层，厚度约为1.52.0；粉土下部为圆砾层，圆砾层中局部夹有粉质粘土夹层。取水口及引水道采用大开挖明渠混凝土衬砌，底面标高约为47.1m，深度约15m，渠底宽度约15m。根据地层情况分析，渠底应位于圆砾层之上，该圆砾层厚度较大，工程性质较好，完全可以满足明渠的承载力要求。明渠深度约15m，深度较大，应重点考虑边坡稳定性问题。由于取水口及引水道区域地势空旷，周围无任何建筑物，两侧场地具备放坡条件，可进行放坡开挖，放坡率整体可按1:1采用。经计算，其稳定分析系数约为1.15。取水口岸坡表层的填土及粉土，性质较差，易受雨水冲刷形成冲沟。应采取相应措施进行处理，建议采用放坡处理，并对坡面进行防水处理，放坡率可按1:1考虑。圆砾层性质较好，具一定程度的胶结，相对稳定。但在长期受河水冲刷作用下，特别是较大洪水时，易出现局部崩塌、滑塌等现象。建议对已有崩裂现象及负地形现象进行清理，其余地段可暂不处理。但应加强灾害监测，尤其是洪水及暴雨时期，并对可能出现的异常情况进行处理。拟建场地河流段位于底格里斯河的中下游河段，河道断面呈“U”型，河道较为顺直，河床以圆砾、卵石为主。粒径与场地内圆砾土层基本相同。河床为沙卵石河床，断面稳定。该河段的糙率约为0.028。场地地貌单元属于底格里斯河冲积平原，地层主要由填土、粉土、圆砾及粉砂组成。剥露的地质情况本次勘察期间（2012年7月10月），实测场地地下水稳定水位埋深为9.5011.35m，相应相对标高为48.8450.53m，属潜水类型。取、排水口段边坡建议对表层填土及粉土进行放坡和坡面防水处理，对于圆砾层可暂不处理，加强监测，对可能出现的异常情况及时进行处理。2导流方案2.1导流标准根据设计提供资料表明，本工程取水口施工采用枯期导流，导流标准为510年一遇导流标准，对应的导流流量为400600m3/s。取水口原河床对应水位为48.6449.17m。2.2筑岛填筑施工(2.3.1.3)利用先开挖的取水泵房和取水明渠的砂土料沿取水口施工放线范围进行填筑，测量要严格控制填筑的外围边线，不可随意乱填。测量严格控制的意义在于：一是确保满足取水口主体结构工程施工的空间；二是确保填筑外边线平滑以利于护坡施工。在迎水面边坡水深达5m位置用履带吊提前放置2m高吨袋（减少堰体占用河床过流断面，同时减少填筑工程量，亦同时完成了围堰的护脚），迎水面水深达79m位置用履带吊提前放置4m高吨袋,缩短坡脚。吨袋以上采用砂袋护坡。施工期应注意的问题：根据实际地形位置布置好基坑临时施工道路。2.3筑岛防护施工 筑岛填筑全部完成后，利用长臂挖掘机对迎水面边坡进行大致平整削坡，尽量保证外边坡的平顺以利于护坡工程施工。先采用吨袋或砂土袋对外边坡进行护脚，然后用土工布在内坡脚覆盖并用吨袋压实.1、防护工程施工进度必须大于防渗灌浆工程施工进度。2、河水流速过快部位应作重点防护。2.4筑岛防渗施工(2.3.1.4) 筑岛填筑全部完成后，测量工程师放出堰体轴线，灌浆施工队伍就可进行高喷灌浆施工作业。删除【在灌浆前必须先进行生产性灌浆试验，以最终确定围堰灌浆的深度、孔距、压力等所有指标。】高压喷射灌浆是在强大射流作用下冲击切割土层使浆液与被冲切下来的土体掺搅混合，并对大颗粒推移，浆液袱裹充填凝结，在浆（水）气同轴喷射时，压缩空气除了起保护射流束外，能量释放过后产生的气泡可将细颗粒升扬且被浆液置换，从而改善和提高浆液的密实性和水泥浆凝结体强度，同时，射流束末端也具有侧向挤压力，能促使凝结体与两侧的土体结合更加紧密。萨拉哈丁燃油电站取水口围堰防渗采用三重管摆喷方式建造高喷防渗板墙。围堰采用一排灌浆孔高喷防渗，高喷灌浆孔沿围堰轴线布置，孔距1.0m，孔底高程约为3132m。 删除【（灌浆试验确定）。参考规范：水电水利高压喷射灌浆技术规范（DL/T5200-2004），水利水电工程钻孔注水试验规程（SL345-2007）。】2.3.1高压喷射灌浆材料及设备（1） 高压喷射灌浆采用32.5#普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其水泥浆的水灰比为1: 10.6:1。水泥浆应保持新鲜、受潮结块的水泥不得使用。水泥应经过筛滤，超过4h的余浆不宜使用。（2） 根据高喷灌浆需要，可以加粉煤灰掺和料、速凝剂等外加剂。外加剂的掺量应通过试验确定。 （3） 高压喷射灌浆采用YXZ50A型钻机造孔。高喷台车（包括高压泵、灌浆机、空压机、卷扬机、喷杆、孔口装置、台车）进行高喷作业。（4）高压水、气、浆系统分别应有压力、流量监测仪表，提升装置应有提升速度仪表或标记，孔口装置应有放置转速的仪表或标记。（5）提升装置与高压泵、空压机、灌浆机、孔口装置间宜设联动装置。（6）高喷灌浆施工及设备主要参数项 目喷射参数项 目型号和尺寸摆角/15-35高喷台车GP-1800型提升速度/cm.min810灌浆泵ZB2-100摆动速度/次.min810高压注浆泵3D2-SZ水压/MPaI序孔38，II序孔40高速搅拌机ZJ-400气压/MPa0.70.8低速搅拌机JJS-2B浆压/MPa0.50.7高压水喷嘴1.8mm浆量/L.min6065浆嘴直径10mm浆液密度/kg.cm1.621.65水泥PC32.52.3.2喷灌方式及技术参数本工程采用摆喷方式建造防渗板墙，沿围堰轴线布置单排孔，孔距1.0m，分两序施工，两序之间施工间隔时间不低于48h。施工技术参数见表2-2。表2-2 高喷灌浆施工技术参数表项目 参数压力（Mpa）流量（L/min）喷嘴数量直径（mm）水30.040.08021.752.5气0.60.820004000212（环向间隙）浆1.08010021216提升速度612cm/min 2.3.3灌浆施工程序高压喷射灌浆分为四个工艺程序，即造孔、试喷下喷杆、喷射灌浆和灌浆结束静压灌浆。（1） 造孔作业a 钻孔分为二序施工，先钻一序，后钻二序。b 采用YXZ50A钻机跟管冲击回转钻进，必要时PVC套管护壁。c 钻孔孔径须大于喷杆直径，孔径采用100mm。d 孔位偏差不大于10cm，孔斜不大于1%。（2） 试喷和下喷杆a 喷塔就位后，必须试喷12min，待水嘴、水、气、浆路及监测装置和其他机具均正常后，才能向孔内下喷杆。b 下喷杆时，应对水、气、浆嘴采用保护措施。c 喷杆必须下至设计深度。d 水、气、浆路必须畅通，输送距离不宜大于50m。（3） 喷射灌浆a先向孔内送浆，待浆液冒出孔口，并达到规定的浓度或送入不少于1.0m3浆量后，才可依次送入高压水和压缩空气。b 在水、气、浆压力、流量和转速均达到要求后，才能按要求提升喷杆。c 不同的地层的提升速度应根据试验确定，本工程暂拟定612cm/min。d 喷射灌浆作业应连续进行，若喷杆分段提升，其搭接喷灌长度不小于10cm。e 喷灌至设计高程后，应用水灰比0.6:1的浓浆进行静压灌浆，直至终喷高程浆面不下降为止。f 喷灌结束后，应将所有设备、机具清洗干净。删除【（4） 喷灌过程中应有专人控制、观察和记录，对施工工艺参数和施工中出现的异常现象应作详细记录。】（4） 特殊情况处理对喷灌过程出现喷灌中断、漏失孔段、墙体缺陷等情况的处理，按小型水电站施工技术规范SL172-96有关规定执行。（5） 高喷质量检查a 灌浆过程经常性质量检查包括：钻孔和喷灌过程中各施工参数及各种特殊情况处理是否符合要求。删除【b 高喷灌浆结束28d后，对墙体进行质量检查，包括开挖检查，围井注水检查和钻孔取芯作压水试验检查。以上检查项目，可根据工程具体情况和重要性，有针对性的作一项或数项检查。】删除【（7） 施工记录和资料整理a 施工记录应有专门的记录表格。施工记录应真实、准确、完整。b 资料整理内容主要有：原始记录资料、竣工总平面及剖面图、质量检查验收资料、质量评定资料、施工报告。】2.3.4特殊情况采取的处理措施（1）孔口不返浆a 降低喷射管提升速度和喷射压力，若效果不明显则停止提升，进行原地注浆。b 加大浆液密度或进浆量，灌注水泥砂浆、水泥黏土浆。必要时添加水玻璃，将三管法改为两管法，高压注浆泵喷射水泥浆，灌浆泵灌注水玻璃与水的混合物，水玻璃掺量为喷射水泥量的5%。若仍不返浆，则采取二次喷射方式。即先喷浆至孔口，72h后重新扫孔至设计孔深后二次下管喷射，直至返浆正常。c 对于堰体本身填筑材料松散（或与原河床交接面）造成I序孔不返浆或返浆量少的，可以按正常参数提升喷射。（2）地下动水中喷射灌浆工作没有全部完成前不能进行基坑开挖，否则堰体内外产生水头差，形成地下动水流。本工程应切实避免地下动水的产生。轻微的地下动水可采用静喷、加沙等措施喷射。（3）串浆高喷过程中发生串浆时应首先封堵被串孔，继续串浆孔的施工，待其结束后，尽快对串浆孔扫孔复灌或继续钻进，同时，在后续造孔时应调整孔序，间隔造孔，可有效防止串浆。3 堰体的形成【见2.3.1.6】在外边坡防护和高喷灌浆施工工作全部完成一周后，即可对取水口进行开挖施工。堰体将在取水口开挖完成后自然形成。【见2.3.1】堰体内侧边坡控制在1:1.2.(和前面叙述的放坡1：1哪个是最终的)，外侧边坡控制在1:1.5，围堰底宽17.5m31m，顶宽4m，堰体轴线长约140.0m，迎水面边坡采用砂土袋护坡。原河道水位49.17m，缩窄河道上游水位雍高0.2m，土石围堰安全超高0.8m，围堰上游段堰顶高程49.17+0.2+0.8=50.17m，下游段堰顶高程50.0m，围堰最大填筑高度约9.7m。围堰轴线距离取水口开挖边缘最小距离约12m，距离取水口混凝土建筑物最小距离约20m。施工顺序：确定围堰轴线砂土料填筑堰体防护堰体防渗基坑开挖。在基坑内分别在上下游侧布置集水井2口 ，集水井井底高程38.5m，布置水泵抽排渗水至基坑外，另外布置排水沟将渗水引至集水井，局部地方辅以小型潜水泵抽排渗水。【见2.3.1.1】堰体外坡坡比为1:1.5，内坡利用挖掘机在开挖基坑过程中机械削成1:1.2。围堰底宽约1731m，顶宽4m。筑岛形成堰体轴线平面布置图。筑岛形成堰体轴线平面布置图主要工程量见表2-1。表3-1 高喷防渗墙筑岛方案主要工程量表序号工程项目单位工程量备 注1土石填筑料m3450002高喷灌浆m35003抛填吨袋m33400护脚4钢筋笼砂土袋m31300护坡5钢 筋t304施工强度与施工计划 见【3】4.1施工机械设备强度 筑岛按总工期60日历天，50日历天有效工期进行计算，则每天平均需要填筑900m3，自卸汽车若为20m3/车，则每天需要45车，即为9车/小时删除国外原则不考虑加班，平均12分钟就要填筑一车删除（相向填筑）。根据以上数据分析，此填筑强度一般。删除【若要完全保证，则装车、运输的机械设备必须完全满足工程施工强度需要。】4.2施工进度计划 现在设备已经发运完毕，预计2013年12月底到达工地，2014年1月10日开始高喷防渗墙施工；2013年9月20日，开始进场填筑，2014年5月25日完工（此期间为峰水期，与前面叙述的枯水期施工有出入）。25年 度2013年2014年月份项目名称9月12月1月2月3月4月5月筑岛填筑迎水面围护高喷防渗墙施工基坑开挖取水口施工护岸挡土墙施工铅丝石笼护底施工围堰拆除施工进度计划图4.3施工人员安排【见3.2】 筑岛、灌浆和结构物施工按总工期247日历天有效工期进行计算。 根据填筑施工强度与平面布置，原则考虑每班填筑和基坑开挖施工作业人员配置：项目主管1人、总工1人、技术1人、测量2人、安全指挥4人、汽车驾驶员12人、挖机驾驶员3人、装载机驾驶员3人，合计27人； 堰体临水面防护施工作业每班人员配置：装填25人；安装10人；合计35人； 高喷施工作业每台每班人员配置：队长1人、机长2人、技工3人、技术1人、钻工5人；电工1人、维修工1人、灌浆7人，合计21人；降水所需人员配置：队长1人、技术员1人、技师3人、布管4人、电工1人、二级提水井2人、沟渠施工2人，合计14人；结构物施工：钢筋工15人、木工30人、混泥土工15人、架子工10人，合计70人。序号名 称单位准备期第一月第二月第三月第四月第五月第六月1总 工人11111112技 术人11111113施 工人44444444指 挥人24444445工 长人23222426高级工人69996647中级工人2151513103048初级工人10222040506合 计人184759546810026说明删除删除【4.施工期抽排水】5围堰拆除 取水口工程完工后，围堰需要拆除。由于堰体填筑高度约为10m左右，围堰拆除时可考虑长臂挖机进行水下开挖，自卸汽车运输，倒退法施工进行拆除。根据国内长臂挖机的臂长考虑，标准臂长为15.5m，长臂为18m。垂直可开挖深度可达1316m左右，故基本可以完全拆除。6、施工前期准备工作 为了确保施工安全，有以下工作需伊拉克业主配合： 6.1、及时与上游萨玛拉大坝函接好，提供上游放水时间表同时上游大坝放水时提前3天通知项目部；6.2、与大坝协商好放水不能大于400m3/s，以完全保证堰体安全；6.3、筑岛前业主把取水口处围墙改好，形成100米宽的车辆出入通道；且随筑岛延伸，围墙相应延长；6.4、由于河边不能完全封闭，晚上必须有人值班，所以特别要增派夜间安保人员并搞好安全措施；6.5、在灌浆期间，业主要保证电力供应，不能临时停电，如必须停电，请提前一天通知。7、应急预案为了确保取水口围堰安全，以及主体工程的施工安全和施工人员安全，特专门制定本应急预案。7.1 应急领导小组组长：李怀广副组长：全成、苗安光、郑涛、王力、陈金珂、王林、陈波组员：欧文中、周术友、杨华中、杨中和、杨华成、肖明祥、廖朝军、陈兴良、施成军应急领导小组办公地点：萨拉哈丁燃油电站工程项目部工程部值班电话：0096478137365537.2 应急预案的启动与终止启动与终止命令由组长发出。应急预案启动条件：一、围堰管涌；二、围堰坍塌；三、水位超高；四、大暴雨；五、八级以上大风；六、其他紧急情况。7.3 应急处理过程中常见的危险源和应对措施7.3.1 脱坡抢险防护要点：固脚阻滑、滑坡减载脱坡是严重的险情，特征是堰顶、堰坡发生裂缝，随土体下滑，裂缝发展。抢治办法：固脚阻滑，及时在滑坡区域抛填砂土袋稳定滑坡区域的坡脚，用挖掘机封闭裂缝，砂土袋防护脱坡沉陷区域。7.3.2 管涌抢险 防护要点：反滤导渗、蓄水反压 管涌即翻砂鼓水，多见于背水堤脚或附近洼地，冒砂成砂杯状。如不及时排除，可将堰底细砂层掏空，导致堰身骤然下挫。抢治办法：1、反滤导渗：可直接按反滤要求，分层铺设反滤层，上压砂土袋；2、反滤围井：管涌严重时，则清除杂物，挖去软泥，周围用土袋做成围井。井壁与地面严密接触，井内按反滤要求回填，围井高度以能使冒水不挟带泥砂为宜。围井安排水管将渗出清水导走；3、蓄水反压：当临背水头差较小，可在涌水口用砂土袋修筑大面积围井，蓄水反压或在背水坡面筑成月堤按反滤要求回填，月堤高度以阻止涌水带砂为宜。7.3.3 漏洞抢险防护要点：前堵为主、后导为辅在汛期高水位下，大堤背水坡或堤脚附近出现横贯堰身或基础的漏水孔洞，如不及时抢险，将迅速恶化，造成溃决。抢治办法：1、软帘盖堵：当孔洞较大或有多处孔洞时，可用篷布或土工布软帘盖堵，软帘大小由孔洞范围而定；2、软楔堵塞：当漏洞较小，周围土质较好，可以绳结成楔形网兜，网兜内填麦秸、稻草或棉衣制成软楔，抛填粘土或土袋闭气。7.3.4 跌窝抢险防护要点：分析原因、还土夯实抢治办法：1、向跌窝内填土，分层夯实，直至填满跌窝。所用土料，如跌窝在临水坡或堰顶，则用透水性小于原堰身的土料，如在背水坡，宜用透水性大于原堰身的土料。2、堵塞封堵：跌窝如在临水坡水下，需用袋装粘土直接在水下填实，必要时再抛投粘土，进行封堵和邦宽。3、填筑滤料：跌窝发生在背水坡，可先将陷坑内松土或软土清除，然后用粗砂填实，然后再铺设反滤层导渗。7.3.5 裂缝抢险防护要点：隔断水源，开挖回填裂缝可能是平行于堰身的纵缝，也可能是垂直是于堰身的横缝。后者易形成渗水通道，险情较重，应及时抢治。抢治办法：1、如是横缝在裂缝段临水面做前戗，沿缝开挖沟槽，并与裂缝垂直方向每隔35m坑挖沟槽为2.5m长左右，然后按要求回填。若裂缝的背水坡已有漏水，还应做好反滤导渗。2、若是纵缝应先分析原因，若是由滑坡、坍塌而引起，则采取相应措施。一般可遮盖缝口，以防雨水侵入。7.3.6 坍塌崩岸抢险防护要点：护脚固基、缓溜防冲堰身临水被洪水水流冲塌或返水时堰身失水体支撑，再加上反渗透压力，出现崩岸，如抢修不及时，则会决堰造成重大伤害。抢治办法：1、护脚固基：在堰顶或船上，沿坍塌部位抛投块石，树桩或铁丝（竹）石笼。先从坍塌严重部位抛护，向两边顺延，抛至稳定坡度为止。2、沉柳缓溜防冲：使用枝多叶茂的柳板头。以铁丝或麻绳将砂袋拴在树栓 上，船从下游驶向上游，由低到高依次抛沉，如一排不能掩护淘刷范围，可二、三排，树头依次排列，前后树梢紧密相连，缓溜防冲。7.3.7 风浪抢险防护要点：消浪防冲高水位时，风大浪高，堰身迎水面受风浪冲击，连