第11章 基础防渗工程

宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 181 第十一章第十一章 基础防渗工程施工基础防渗工程施工 11 1 工工程程简简介介 11 1 1 概述 油车水库主坝坝基为混凝土防渗墙 帷幕灌浆防渗 帷幕轴线 1869 48m 防渗 底线从左至右高程为 23m 15m 最大灌浆钻孔深度 66m 其中基岩最大钻孔深 度约 48m 主坝 0 67 81 0 450 段为双排孔 孔距 2 0m 排距 1 5m 其余均为单排 孔 孔距均为 2 0m 在水库左岸 地下水位低于水库正常蓄水位 38 3m 库岸公路以北地段为强 岩溶发育区 其岩溶管道系统导致地下迳流通畅 并构成地下水位的低凹带 左岸 防渗帷幕轴线 2393 94m 基岩上覆盖层部分采用高压摆喷防渗 孔距 1 6m 基岩以 下进行单排帷幕灌浆 帷幕灌浆孔距 2m 断层处 W0 673 46 W0 716 58 段 W0 958 49 W1 187 77 段 W1 649 45 W1 722 78 段 W1 865 84 W2 042 73 段 采用双排帷幕灌浆 排距 1 5m 帷幕防渗底线高程 23m 31m 防渗工程工程 量见表 11 1 表 11 1 防渗工程主要工程量表 项目名称工作内容单位数量备注 钻孔m42069 包括砼及基岩中注浆孔 检 查孔 主坝 灌浆m32685 钻孔m7742包括基岩中注浆孔 检查孔 副坝及主副坝连接段 灌浆m7039 钻孔m135593 包括土层 基岩 溶洞中的 注浆孔 先导孔 检查孔 灌浆m96200 左岸防渗工程 高喷灌浆m243293 主坝防渗墙m214515 其中地下防渗墙 12089m2 钻孔m185404 合计总延米 灌浆m135924 11 1 2 工程地质条件工程地质条件 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 182 11 1 2 1 工程地质条件 左岸防渗工程覆盖层厚度变化较大 一般厚度 8 20m 最厚 23 95m 最薄 1 7m 除冲沟外 多为粘土或粘土夹碎石 结构紧密 土的透水性微弱 右岸防渗墙坝 0 680 1 400 区域为厚层和薄层灰岩 坝肩部位为泥岩和砂岩 基岩面分布高程一般为 20 35m 局部达 43m 钻孔揭露的溶洞主要分布在上 青龙组厚层灰岩和下青龙组的浅表层 且规模不大 最大洞高为 3 4m 岩体透水 率 90 为微弱透水 只有局部地段存在较强透水岩体 11 1 2 2 水文地质条件 水库区地下水可分为孔隙性潜水 基岩裂隙水和岩溶水 1 孔隙性潜水主要埋藏在沿河阶地砂卵砾石层和两岸第四系松散堆积层中 受大气降雨补给 季节变化大 2 基岩裂隙水赋存在两岸基岩浅部 由大气降雨及表层覆盖层潜水补给 向沟谷及河道排泄 受裂隙发育特性控制 一般含水微弱 3 岩溶水分布在灰岩地区溶隙和溶洞中 受岩溶发育情况控制 11 1 2 3 岩溶发育情况岩溶发育情况 工程区岩溶按发育程度可分为 强岩溶发育区 弱岩溶发育区 轻微岩溶发育 区和非岩溶区 1 强岩溶发育区 分布在水库左岸公路以北至山前地带 由厚层灰岩组成 岩溶形态包括溶隙 溶蚀漏斗 落水洞 以及管道式溶洞或地下暗河等 据 ZK21 号孔 高程 108 67m 孔深 95 7m 连通试验证实 该孔地下水 水面高程 17m 可与下游约 2km 的老龙洞 岩溶泉水 高程约 14m 相连通 其间地表发育众多呈近东西向排列的落水洞和溶 蚀漏斗 表明岩溶管道系统拦截了该段上游的大气降水和地表迳流 通过老龙洞 一 线天的出口通道向河道排泄 该区域距离左岸防渗线较远 该区域距离左岸防渗线较远 2 弱岩溶发育区 位于水库左岸公路以南至河岸 宽约 1800m 在厚 10m 25m 覆盖层下 基岩 上部为厚 5 50m 的厚层灰岩 其下为灰黑色薄层灰岩 随着岩层向北倾斜 从 ZK18 号孔往北 薄层灰岩埋深增大 已在钻孔最大深度以下即高程 50m 以下 岩 溶形态以溶洞 溶隙为主 所遇溶洞分布下限在高程 22 10m zk83 防渗项目基本防渗项目基本 处于本区域 处于本区域 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 183 3 轻微岩溶发育区 分布在河床沿岸及右岸 级阶地 基岩全部为薄层灰岩 层间多有厚 0 1 0 5cm 的灰黑色泥质薄夹层 据钻孔揭露 该区岩溶不发育 主要表现为沿陡 倾裂隙或层面形成的溶隙 溶槽或小溶洞 溶蚀现象一般在高程 13m 其下岩溶明 显减少 4 非岩溶化区 分布在桃花山 小黄山以南和 F1断层以北广大区域内 基岩以泥岩 粉砂岩 页岩为主 不具备岩溶发育的岩性条件 11 2 施施工工总总平平面面布布置置 11 2 1 施工道路布置施工道路布置 主坝防渗墙及帷幕灌浆施工道路结合坝基开挖及坝体填筑施工道路布置 左岸 高喷灌浆及帷幕线沿其轴线方向在征地边线布置一条临时便道 宽 5m 另结合现场 现有交通道路进行设备 材料的运输 11 2 2 风 水 电系统布置风 水 电系统布置 11 2 2 1 施工用风施工用风 基础处理施工用风主要是高喷设备用风 采用 3 台 6m3电动空压机供风 不另 行加设供风系统 11 2 2 2 施工用电施工用电 地质钻机 空压机 搅浆制浆设备总功率约为 1712kw 在每一工区段 设置 1 2 个主配电柜 主电柜下设 4 6 个分电柜 由分电柜送电给各施工工作面 所用 电缆线在地面整齐排列且全部为绝缘良好的可移动电缆线 11 2 2 3 施工用水施工用水 防渗工程施工用水 水源采用洑西涧水 沿灌浆轴线布置直径 100mm 水管 相 距一定距离焊接直径 25mm 闸阀 供水能力 10m3 h 出口压力 0 8MPa 11 3 主主要要施施工工方方法法 11 3 1 施工依据的规范及规程施工依据的规范及规程 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 DL T5148 2001 水利水电工程钻孔压水试验规程 SL31 2003 水工混凝土外加剂技术规程 DL T5100 1999 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 184 水工混凝土试验规程 SL352 2006 水利水电工程岩石试验规程 SL264 2001 混凝土拌和用水标准 JGJ63 2006 地基与基础工程施工及验收规范 GB50202 2002 粉煤灰混凝土应用技术标准 GBJ146 90 水工混凝土施工规范 DLT5144 2001 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范 SL174 96 水电水利工程高压喷射灌浆技术规范 DL T5200 2004 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002 等 11 3 2 砼防渗墙砼防渗墙施工方案施工方案 混凝土防渗墙采用 C20 常态混凝土 抗渗标号 W4 设计墙厚 0 6m 墙底进入 基岩不小于 0 5m 地下工程量约 12089m2 地上工程量 钢筋混凝土 约 2426m2 11 3 2 1 地下混凝土防渗墙施工重点和难点 地下混凝土防渗墙施工重点和难点 入岩深度难 根据液压抓斗进行试验情况 结合光头山岩石暴露情况 基岩 大部成石笋状 如果保证防渗墙底部全部入岩 0 5m 局部位置的入岩深度可能要达 到 3 6m 给施工进度带来极大影响 需要投入大量的冲击钻设备 如果不能够全部 入岩 则槽底局部位置则可能成为渗漏通道 给水库渗漏处理带来难度 另一方面 入岩深度的增加 给石笋状的岩石入岩孔斜控制也带来很大困难 II 期槽成槽浇筑之前接头部位的刷洗和检查是防渗墙施工的重点 由于基岩部分 液压抓斗不能施工 要采用冲击钻施工 现场的文明施工整 治难度较大 右岸地下防渗墙要在 2010 05 31 完成 才能给地上防渗墙留够充足时间 给 该部位坝体填筑创造条件 施工组织难度大 右岸覆盖层为砂卵砾石 抓斗成槽过程中 漏浆整治难度大 11 3 2 2 施工工艺流程图施工工艺流程图 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 185 施工工艺流程图施工工艺流程图 11 3 2 3 施工方法施工方法 1 施工放线 施工放线 平整场地 测量放线 导墙和施工平台施工 槽段划分 施工成槽设备就位 构筑泥浆站 制备新泥浆 终孔槽深垂直度检查验收 泥浆性能检测 接头清理 二期 搭建砼拌合站泥浆回收池 清孔换浆 检测 验收 回收 净化 处理 吊装安置灌注导管 废浆渣排放 灌注至最后 2 米 的泥浆 浇筑地下防渗墙砼 制备运送砼 现场实验砼坍落度 试件制作 养护 送检 提出清洗灌筑导管 浇筑地上防渗墙 清理施工现场 整理汇总资料 提交报告 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 186 采用 GPS 测放出防渗墙轴线 利用白灰在地面上洒出明显的标志 经过监理复 核以后进入下一步工序施工 2 导墙施工 导墙施工 导墙基槽开挖 导墙结构如下图 备注 导墙基础要开挖到原始地层或者经过碾压密实的地层 确保冲击钻施工过程中的导 墙稳定 钢筋连接采用绑扎或者焊接 接头错开间距符合规范规定 用反铲配合人工在开挖范围内开挖基槽 在接近设计底面高程 10cm 左右时用 人工找平导墙底面 导墙浇筑施工 导墙浇筑的技术指标满足下列规定 1 平行于防渗墙中心线 其允许偏差为 1 5cm 2 导墙顶面高程 整体 允许偏差为 2 0cm 3 导墙顶面高程 单幅 允许偏差为 0 5cm 4 导墙间净距允许偏差为 0 5cm 槽段划分 根据槽段号和槽段长度对导墙进行槽段划分 用油漆在导墙两侧顶部标记出槽 段号和桩号 本工程防渗墙划分为一 二期槽 槽长 8m 一 二期槽间隔布置 具 体见下图 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 187 槽段划分及施工顺序示意图 3 防渗墙施工 防渗墙施工 成槽施工 1 本项目基岩以上部分成槽采用基岩以上部分成槽采用 三抓三抓 法施工 入岩部分采用冲击钻施工 法施工 入岩部分采用冲击钻施工 每一槽段用抓斗依次按第一 二 三抓 如上图 抓取 基岩以上部分成槽以后采 用冲击钻进行基岩部分施工 确保最低基岩面部位入岩深度达到 0 5m 在施工基岩 部位时 按照 5 个主孔 4 个副孔进行施工 其中副孔宽度 1 25m 主副孔布置如下 图 该施工方法的优点是施工速度快 孔斜控制也很好 成槽质量高 施工顺序为 先施工一期槽段 再施工二期槽段 2 液压抓斗成槽时利用自备的电脑系统控制抓取深度 一期槽段抓斗抓出的每 一斗土体均需经过鉴定 以分析地层情况 抓出的土体临时堆放在施工平台一侧 施工完成一个槽段后集中清理出施工现场 采用冲击钻进行入岩部位的钻进时 由 于液压抓斗斗体上预留的空洞 不能够进行冲击钻破碎基岩的抓取 因此这部分石 屑只能靠冲击钻利用自身的捞渣装置捞取 弃渣通过倒桨平台和倒桨沟槽流入沉淀 池 以确保现场的文明施工 其中排污沟槽采用在坝体基础的覆盖层上开挖 槽宽 1 0m 深度 0 8m 沿垂直于防渗墙方向挖设 倒桨平台如下图 其中倒桨平台宽度 2 0m 厚度 0 2m 期槽 期槽 8000 8000 接头管接头管 第一抓第三抓第二抓第三抓第二抓第一抓 280028002400240028002800 接头孔管 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 188 3 成槽施工中的技术要求是槽孔宽度 60cm 孔壁平整垂直 孔位中心允许偏 差不大于 3cm 孔斜率不大于 0 4 对于一 二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心 任一深度的偏差值不大于设计图纸规定墙厚的 1 3 遇含漂石 孤石以及基岩倾斜度 较大的特殊地层情况时 其孔斜率控制在 0 6 以内 4 在成槽过程中 采用膨润土泥浆进行护壁 制作泥浆用的膨润土质量标准符 合 钻井液用澎润土 SY T5060 标准 粘粒含量应不小于 55 塑性指数应不 小于 60 用高速搅拌机进行搅拌 新浆经 24h 水化溶解后使用 施工中槽内泥浆面 始终保持在导墙顶面以下 30 50 cm 终孔验收及清孔换浆 槽段施工结束 经自检合格后报请监理工程师对孔位 孔深 孔斜 槽段的长 度 宽度等进行全面检查验收 合格后采用置换法进行清孔换浆 槽段清孔换浆结 束后 1h 应达到下列标准 1 槽底淤积厚度不大于 10cm 2 槽内泥浆密度不大于 1 15g cm3 粘度 32 50s 含砂量不大于 6 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 189 3 二期槽清孔换浆结束前 分段刷洗槽段接头砼孔壁的泥皮 刷洗标准为刷 子钻头不再带有泥屑 槽底淤积厚度不再增加 清孔换浆结束后 4h 内浇筑砼 否则 重新清孔换浆 墙体的连接 墙体连接方法采用下设端头管法 在一期槽浇注前 在槽两端下设直径等于槽 宽的钢制接头管 孔口固定后浇注砼 浇注过程中随时松动接头管 待砼初凝后起 拔接头管 形成接头孔 接头管分节制作 插销连接 采用液压拔管机或起重机起 拔 该施工方法节省材料 增大了 期砼的接触面积 使墙段连接较好 并能 加快施工进度 减少砼损耗 导管下设 本工程使用的导管内径为 250 mm 采用丝扣连接 丝扣之间用橡胶密封圈密封 下设前做密封实验 确保导管的连接处密封可靠不漏浆 导管下设要求为 一期二 期浇筑均采用三组导管 导管间距 3 5 4 0m 一期槽导管距孔端或接头管间距为 1 0 1 5m 二期槽导管距孔端为 1 0 m 当槽底高差大于 0 25 m 时 应将导管置于控 制范围的最低处 导管底口距槽底距离应控制在 15 25cm 范围内 墙体砼浇筑 1 砼搅拌 设立砼集中拌和站 对材料的要求分别如下 水泥标号 42 5 级硅 酸盐水泥 细骨料选用细度模数 2 4 3 0 范围的中细砂 其含泥量不大于 3 粘粒 含量应不大于 1 0 粗骨料选用天然卵石 砾石 其最大粒径应小于 40mm 含泥 量不大于 1 泥块含量不大于 0 5 砼墙体材料的入槽塌落度为 18 22cm 扩散 度为 34 40cm 混凝土中的砂石骨料由装载机分别装入配料机中 配料机由电子称自动控制 该设备计量误差小且均匀 每次加量误差均能控制在允许范围内 混凝土用水由电 子计量泵自动控制加水量 混凝土的坍落度能保证始终均匀 有利于保证混凝土的 质量 外加剂提前制成水溶液 以水溶液形式加入拌合机 每盘砼总搅拌时间不低 于 90s 2 砼运输 本项目砼采用运输车输送 砼的拌合 输送保证连续进行 如因故 中断 中断时间不得超过 40min 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 190 3 地下防渗墙砼浇筑 采用直升式导管法进行的砼浇筑 砼浇筑时在混凝土墙中预埋 PVC 管 用于后 期帷幕灌浆 可以保证防渗墙墙身段的钻孔精度和加快进度 混凝土浇筑严格遵循 先深后浅连续浇筑 浇筑前在每个导管上口先下入可浮起的隔离塞球 经过计算 准备好足够的砼 保证导管底端有足够的尺寸被砼埋住 埋入深度不小于 1 0m 以保证浇筑质量 浇筑时导管埋入砼深度保持在 1 0 6 0m 之间 以免泥浆进入导管 内 保持槽内砼面均匀上升 上升速度不小于 2m h 每 30min 测定一次砼面的深度 保证槽内砼面高差控制在 0 5 m 范围内 混凝土防渗墙终浇高程按超过设计墙顶高 程 0 5m 控制 4 地面以上部分混凝土防渗墙的浇筑 主坝防渗墙有一部分高程高于现导墙顶部 为了在 2010 年汛期到来之前完成该 部位的坝体填筑 使后续坝体填筑能够在旱地进行施工 这一部分防渗墙在地下防 渗墙施工完成一段后即开始进行立模浇筑 浇筑完成一段后即开始进行该部位的坝 体填筑 该部位的防渗帷幕等待坝体填筑到地上防渗墙混凝土高程以后再进行施工 新老混凝土的结合面 我部建议 在水平施工缝和竖直施工缝处各设置一道橡胶止我部建议 在水平施工缝和竖直施工缝处各设置一道橡胶止 水 以防混凝土收缩变形引起裂缝 水 以防混凝土收缩变形引起裂缝 同时应采用凿毛等方法清除老混凝土表层的水 泥浆薄膜和松散层 并冲洗干净 浇筑时水平缝均匀铺一层厚 1 2cm 的水泥砂浆 垂直缝刷一层净水泥浆 然后浇注 C20 混凝土 混凝土防渗墙的质量检查和验收 1 槽孔终孔的质量检查与验收内容 a 孔位 孔深 孔斜与槽宽 b 槽孔嵌入基岩深度 b 一 二期槽孔间接头孔的套接厚度 2 浇筑前槽孔清孔的质量检查与验收内容 a 孔内泥浆性能指标 b 孔内淤积厚度 c 接头孔壁刷洗质量 3 混凝土浇筑的质量检查与验收内容 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 191 a 混凝土原材料质量的抽样检验 b 混凝土的终浇高程 c 混凝土原材料检验 d 混凝土出机口和现场取样的物理力学性能检验 4 检查验收 检查验收 混凝土防渗墙施工结束后 根据设计文件规定及监理人指示要求进行以下项目 的质量检查和验收 1 防渗墙轴线的平面位置 2 防渗墙的墙体垂直度 连续性 均匀性和搭按程度 3 防渗墙混凝土强度 透水性的质量检验应按设计文件 含施工图纸 设计技 术要求等 的要求选用开挖检查 钻孔取芯 声波探测和压水试验等方法 5 岸墙施工 岸墙施工 根据设计要求 在坝 1 400 以后设置岸墙 岸墙区域为坝 1 400 坝 1 444 90 分缝长度 10m 由于岸墙之间以及岸墙与防渗墙之间采用紫铜片止水进行接缝连接 处理 因此 在施工防渗墙最后一个槽段时 止水部位采取预埋木模预留止水孔洞 岸墙底部采用 0 8m 厚 4 0m 宽的素混凝土进行浇筑 岸墙施工完成以后再基础帷 幕灌浆 岸墙施工进度安排在 2010 年 5 月 1 日 6 月 15 日 工期 45 天 岸墙和防渗墙之间由于有紫铜片止水连接 为保证止水不受破坏 先施工地下 防渗墙 之后开挖防渗墙和岸墙连接段 地上防渗墙和连接段的岸墙同时施工 止 水基座采用风镐进行撬挖 防渗墙和岸墙以及岸墙之间连接结构和止水基础见下图 11 3 2 4 施工进度计划施工进度计划 根据油车水库总体施工进度安排 考虑汛期影响 本工程项目进度计划如下 2010 年 3 月 31 日之前完成主坝 0 67 81 0 305 段全部的防渗墙施工 部位移交 进入下一步工序施工 2010 年 5 月 31 日之前完成主坝 0 830 1400 段地下防渗墙的施工 在 2010 年 6 月 15 日之前完成地上防渗墙的施工 移交部位进入坝体填筑 主坝 0 305 0 400 段在坝体填筑到 36 0m 高程后再进行施工 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 192 主坝 0 680 0 830 段在 2011 年 10 月 1 日完成 11 3 2 5 资源配置资源配置 1 施工设备配置 施工设备配置 施工设备配置详见投入本项目工作的主要施工设备表 投入本项目砼防渗墙施工的主要施工设备表 序 号 名称规格单位数量备注 1液压抓斗液压抓斗BG34台台2基岩以上 2高速制浆机高速制浆机ZJ 400台台1 3冲击钻冲击钻CZ 30台台22基岩钻进 3泥浆泵2PN台3 4电焊机28KVA台3 5水泵IS100 65 200台2 6反铲PC60台1现场清理 7汽车吊25T台1 8砼输送车6m3台2 9浇注导管250m240 10液压拔管机YJB 1200套1 11泥浆测试仪器组2 2 现场人员配置 现场人员配置 混凝土防渗墙施工人员混凝土防渗墙施工人员 工作类别班 制每班人数合计 管理人员两班制1020 液压抓斗操作人员两班制24 液压拔管机起拔人员两班制36 冲击钻人员两班制3060 砼浇筑人员两班制918 泥浆制作输送人员两班制36 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 193 供 水工两班制12 电 工两班制12 现场机动人员两班制714 铲车司机两班制12 吊车司机两班制12 地上混凝土施工人员两班制4080 合计216 11 3 2 6 施工强度分析施工强度分析 根据防渗墙施工进度计划 在 2010 年 3 月 31 日之前完成主坝 0 67 81 0 305 段防渗墙 施工天数为 90 天 该段防渗墙施工面积为 4007m2 共计 30 个槽段 由 于左岸的地下石笋状灰岩高差较大 4 槽已经探明相距 2 4m 的第一抓和第二抓基 岩高差为 6 2m 按照平均入岩 1 5m 液压抓斗平均一天可以成槽 200m2以上 不 成为制约进度因素 2 台钻机需要 14 天才能完成一个 8m 槽段的入岩工作 5 个主 孔需要 2 个循环计 6 天 4 个副孔 6 天 8 个小墙和清孔 浇筑需要 2 天 该段防 渗墙施工高程较高 施工工期到 2010 3 31 完成 则需要钻机 10 台 即 30 14 2 90 9 3 台 配置 12 台冲击钻 右岸地势较平缓 基岩为厚层和薄层灰岩 但是预计起伏不大 平均按照 1 0m 考虑 2 台冲击钻完成一个槽段入岩 1 0m 需要 10 天 则主坝 0 830 1 400 段防渗 墙 共计 72 个槽段 5950m2 施工时段为 2010 年 1 月 1 日 2010 年 6 月 15 日 其 中地下部分在 2010 年 5 月 31 日之前完成 投入液压抓斗一台 冲击钻需要 72 2 10 161 8 9 台 配置 10 台 地上防渗墙施工轴线 570m 施工缝分缝长度按照 50m 考虑 共计 11 个单元周期 一个施工周期从基础清理 不占直线工期 钢筋 绑扎 2 5 天 立模 2 5 天 混凝土浇筑 1 天 需要 5 天 计划分为两个作 业面同时施工 需要 6 个循环 施工时段 30 天 考虑到地下防渗墙施工过程的顺序 施工 工期可以满足要求 11 3 2 7 质量检查质量检查 1 混凝土机口取样或者浇筑槽口取样 每一个槽段取样一组 2 钻孔取芯 沿轴线 150m 一孔 不足 150m 也取样一组 每孔做注水试验 3 开挖检查 平均 500m 开挖一处 深度 2 5 5 0m 长度 2 4m 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 194 11 3 3 帷幕灌浆帷幕灌浆施工方案施工方案 帷幕灌浆施工部位 左岸高压摆喷墙下帷幕灌浆 主坝防渗墙墙下帷幕灌浆 主坝截渗槽有盖重帷幕灌浆 堰体基础部位帷幕灌浆 主坝副坝连接段帷幕灌浆 11 3 3 1 施工重点和难点施工重点和难点 左岸溶洞处理是本工程项目的施工重点和难点 高压摆喷和防渗墙底部的帷幕灌浆接触段是施工质量控制重点 帷幕钻孔孔斜率在防渗墙中需严格控制在允许范围内 以保证防渗墙和帷幕灌浆 的接触闭合 11 3 3 2 帷幕灌浆施工工艺与方法帷幕灌浆施工工艺与方法 11 3 3 2 1 施工布置和工艺流程 1 施工布置 本工程基岩防渗帷幕一般设单排 孔距2 0m 分三序施工 其中主坝桩号 0 72 81 0 450处 左岸桩号 W0 673 46 W0 716 58 W0 958 49 W1 187 77 W1 649 46 W1 722 78 W1 865 84 W2 042 73处由于有断层须加密 按双排孔布置 排距1 5m 孔距2 0m 双 排孔时先灌注下游 后灌注上游 每排孔皆分三序施工 孔位布置如下图 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 195 主坝部位先施工 C20 混凝土防渗墙 帷幕灌浆待混凝土墙施工完毕后进行钻孔 并按照规范要求严格控制帷幕灌浆孔斜率 主坝 0 400 0 680 段 帷幕灌浆前须先施工粘土截水槽 粘土截水槽底宽 9 2m 边坡 1 1 开挖至岩石基础 截水槽基础浇筑宽 4 0m 厚 0 8m 的 C20 混凝 土作为帷幕灌浆盖重 为防止抬动 根据设计要求 盖板下设置 2 排 25 锚杆 间 距 2 0m 长 3 0m 锚入基岩 2 0m 帷幕灌浆统一采用 孔口封闭孔内循环自上而下分段灌浆法 进行施工 同一 排上相邻的两个次序孔之间 在岩层中钻孔灌浆的高差不小于 15m 每台钻机配备一套注浆管和孔口封闭器 做到互不影响 每两台钻机配一台制 浆机和中压灌浆泵 设在两台钻机之间 保证压水 灌浆顺利进行 2 施工工艺流程图如下 11 3 3 2 2 施工方法说明及控制要点 1 施工测量及定位放线 由项目部测量队负责测量复核工作 依据现场控制点准确放置施工轴线和钻孔 孔位 钻孔孔位桩采用长 30cm 12 钢钎 或竹签 钉入地下以利保护 全部孔位 统一编号 妥善保护 2 钻孔 钻孔分为灌浆孔的钻孔 先导孔 检查孔钻孔 根据各钻孔的作用不同有着不 同的工艺和要求 首先利用 I 序孔作为先导孔 做物探测试 探明两个先导孔之间 岩石情况 我部建议 利用我部建议 利用 24m 间距先导孔进行物探测试 距离较远 不利于探明间距先导孔进行物探测试 距离较远 不利于探明 先导孔之间的基岩情况 需要适当加密 缩短物探孔间距 先导孔之间的基岩情况 需要适当加密 缩短物探孔间距 放线 定位 位 坝体 造孔 灌段 钻孔 钻孔 冲洗 压水 试验 灌段 灌浆 钻灌 结束 下套管封孔起 拔套管 终孔 配浆 制浆站 制浆 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 196 1 灌浆孔的钻孔 灌浆的质量与钻孔的质量密切相关 对于钻孔质量总的要求是 确保孔向 孔 深符合设计要求 力求钻孔孔径上下均一 孔壁平顺 钻孔过程中产生的岩粉细屑 较少 针对以上要求 本工程钻孔选用 XY 2 型地质钻机 配 50mm 钻杆 岩心钻 杆 也做导正作用 保证在 3m 以上 以保证垂直度 采用金刚石钻头进行钻进 钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于 10cm 覆盖层及孔口管钻孔采用 110mm 钻头钻进成孔 下 108mm 套管 基岩钻孔采用 75mm 钻头钻进 灌浆钻孔必须保证孔向准确 如果钻孔方向发生偏斜将导致各孔灌浆的扩散范 围不能互相搭接 从而留有渗漏水通道 为控制钻孔方向准确 钻机安装必须平稳 牢固 钻孔时在孔口埋设孔口管 钻机立轴和孔口管的方向必须与设计孔向一致 孔口管对全孔钻进能够起到导向作用 从而保证钻孔的方向 在钻孔过程中 利用 测斜仪分段进行孔斜测量 一般每钻进 5 10m 进行一次测量 作好观测记录和资 料分析 及时发现问题 纠正钻孔的方向 垂直或顶角小于 5 的帷幕孔 其孔斜 偏差值不得大于下表的规定 帷幕孔孔低偏差值 孔深 m 2030405060 最大允许偏差值 m 0 250 450 71 01 3 对于顶角大于 5 最大允许偏差值按工程的实际情况根据设计图纸和监理工 程师的要求确定 钻孔时 根据设计要求 对孔内各种情况 如换层 破碎 掉块 断层 洞穴 漏水 涌水等进行详细记录 以作为分析钻孔情况的依据 钻孔穿过松软岩层 或遇有坍孔 掉块时 应先进行灌浆处理 然后再继续钻 进 如发现集中漏水 应立即停钻 查明漏水部位 原因 做出相应的处理后再继 续钻进 钻进结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时 孔口均进行堵盖 进行妥善的保护 2 先导孔 检查孔钻孔 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 197 帷幕灌浆先导孔的孔位应与帷幕灌浆一序孔相结合 钻孔孔径为 110mm 孔间距为 24m 灌浆检查孔的孔位应按监理人的指示确定 钻孔孔径为 110mm 先导孔 灌浆检查孔的孔底偏差要求与灌浆孔相同 其它各类钻孔的孔底 偏差应不大于 1 40 孔深或符合施工图纸规定 3 钻孔取芯 对检查孔 帷幕灌浆先导孔 进行钻取岩芯 按取芯次序统一编号 填牌装 箱 并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述 芯样的最大长度应限制在 3m 以内 一旦发现芯样卡钻应立即取出 保证岩 芯的获得率大于 80 制作专用岩芯盒对岩芯进行存放 并对岩芯用岩芯卡片进行标记 放于指定 地点妥善保存 3 冲孔 钻孔后 将冲洗管插入孔内 并用堵塞器将孔口堵住 用压力水冲洗 冲洗工 作分两步进行 即钻孔冲洗和岩层裂隙冲洗 钻孔冲洗在钻孔结束以后 将钻具下 到孔底 从钻杆通入压力水进行 冲洗时 流量要大 使孔内回水的流速足以将残 留在孔底的岩粉 铁沫冲出孔外 冲洗一直要进行到回水变清 孔内残存的沉积物 厚度不超过 20cm 时结束 岩层裂隙冲洗是将裂隙中松软 风化的充填物洗出孔外 或推移到灌浆区范围以外 当岩层较完整和裂隙较小的情况下 采用单孔冲洗 否 则可采用群孔共同冲洗 冲洗水压不大于 80 的灌浆压力 压力超过 1MPa 时 采用 1MPa 冲洗风压 采用 50 灌浆压力 压力超过 0 5MPa 采用 0 5MPa 冲洗时间不少于 30 分钟 裂 隙冲洗应冲至回水澄清后 10min 结束 且总的时间要求 单孔不少于 30min 串通 孔不少于 2h 对回水达不到澄清要求的孔段 应继续进行冲洗 孔内残存的沉积物 厚度不得超过 20cm 当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足 24h 时 不得进 行裂隙冲洗 灌浆孔 段 裂隙冲洗后 该孔 段 应立即连续进行灌浆作业 因 故中断时间间隔超过 24h 者 应在灌浆前重新进行裂隙冲洗 4 简易压水试验 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 198 压水试验在裂隙冲洗完成后进行 每段均必须进行 先导孔和检查孔采用单点 法做压水试验 溶洞不做压水试验 简易压水试验压力为灌浆压力的 80 根据设计技术要求 帷幕灌浆第一段压 力为 0 3MPa 每钻进一段压力增加 0 1 MPa 简易压水的最大压力取 1MPa 压水 20min 每 5min 测读一次压水流量 取最后的流量值作为计算流量 其成果以透水 率表示 5 制浆 1 制浆材料 帷幕灌浆选用的水泥标号 42 5 级 帷幕灌浆的水泥细度要求通过 80 m 方孔 筛 其筛余量不大于 5 对于灌浆所用的水泥要严格的控制其质量 按批量收集其出厂合格证 并按 批量抽样检验 不合格的水泥不得进场使用 对于存放时间长或因受潮而结块的水 泥也不得使用 水泥的存放期为三个月 超过三个月的水泥不得使用 制浆用水必须符合水工混凝土用水的要求 灌浆一般选用纯水泥浆 拌浆水 的温度不得高于 40 如遇特殊情况 根据需要通过现场灌浆试验论证可使用特定 类型的浆液或级配料 根据灌浆需要 可在水泥浆液中按照一定比例掺入下列掺和 料 砂 应为质地坚硬的天然砂或人工砂 粒径不大于 2 5mm 细度模数不大于 2 0 SO3 含量小于 1 含泥量不大于 3 有机物含量不大于 3 粉煤灰 为精选的 II 级粉煤灰 不粗于同时使用的水泥 烧失时小于 8 SO3 含量小于 3 水玻璃 模数为 2 4 至 3 0 浓度为 30 至 45 波美度 石子 为质地坚硬的石灰质岩石 粒径分别为 2 5mm 5 20mm 20 40mm 含泥量小于 3 分别存放 根据灌浆的需要也可在浆液中加入速凝剂 减水剂 稳定剂等外加剂 所有外 加剂凡能溶于水的以水溶液的状态加入 各类浆液掺入的掺和料和加入的外加剂的 种类及掺入量必须经过室内浆材试验和现场灌浆试验确定 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 199 2 浆液制备 灌浆前进行浆液的室内试验 测定浆液的浆液密度或比重 浆液流动性或流变 参数 浆液的沉淀稳定性 浆液的凝结时间 包括初凝或终凝时间 浆液结石的容 重 强度 弹性模量和渗透性等参数 以便于在灌浆过程中使用 制浆前必须对制浆材料进行称量 称量的误差小于 5 普通搅拌机搅拌时间不 小于 3min 在搅拌机输浆口处设置滤网 保证浆液在输送到注浆管前进行过滤 每 两台钻机配一制浆站和中压灌浆泵 并根据各灌浆孔的具体情况 按浆液的比重配 制所需要的浆液 配置水泥浆用量及比重 配置水泥浆用量及比重 100L 水灰比水 L 水泥 比重 5 194 018 81 125 3 190 030 01 20 2 185 742 91 286 1 175 075 01 50 0 5 160 0120 01 80 6 基岩帷幕灌浆 1 灌浆方式 方法 本工程帷幕灌浆采用 孔口封闭孔内循环自上而下分段灌浆 即每钻进一段 灌浆一段 灌浆段接触段长度为2m 以下分段小于等于6m 进行灌浆时 射浆管距 孔底不大于0 5m 灌浆过程使用自动记录仪记录 接触段进行单独灌浆 接触段的灌浆压力 0 3Mpa 灌浆时浆液的浓度由稀到浓 逐级变换 帷幕灌浆的浆液水灰比有以下 5 个比 级 5 1 3 1 2 1 1 1 0 5 1 当灌浆压力保持不变 注入率持续减少时 或当注入率不变而压力持续升高时 不得改变水灰比 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 200 当某一比级浆液的注入量已达 300L 以上或灌注时间已达 30min 而灌浆压力和 注入率均无改变或改变不显著时 应改浓一级 当注入率大于 30L min 时 可根据具体情况越级变浓 灌浆过程中 灌浆压力或注入率突然改变较大时 立即查明原因 采取相应措 施进行处理 2 灌浆结束标准和封孔方法 灌浆结束标准 a 帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时 灌浆段在最大设计压力下 注入率不 大于 0 4L min 时 继续灌注 60min 可以结束灌浆 我部建议 按照我部建议 按照 水工建筑物水工建筑物 水泥灌浆施工技术规范水泥灌浆施工技术规范 DL T5148 2001 注入率不大于 注入率不大于 1 0L min 时 继续灌注时 继续灌注 60min 可以结束灌浆 可以结束灌浆 b 灌浆全程中 应经常转动和上下活动灌浆管 回浆管宜有 15L min 以上的回 浆量 防止灌浆管在孔内被水泥浆凝住 c 每段灌浆结束后可不待凝 封孔方法 灌浆合格的灌浆孔要及时封堵 岩石部分要用 0 5 1 的水泥浆或 1 2 的水泥 砂浆 水灰比 0 5 1 用灌浆管放至距孔底 0 5m 处注入水泥浆或砂浆 徐徐上提 并且让灌浆管下端经常保持埋在砂浆中 定量结束 可在最后一段结束后进行封孔 坝体部分的封孔 在浆液初凝后 一般为 12 小时 进行封孔 封孔时用直径 4cm 的粘土球分层回填 利用自制的孔内夯用钻机捣实 11 3 3 3 特殊情况的预防和处理特殊情况的预防和处理 根据地质资料 在左岸帷幕线上分布有大大小小的众多溶洞 最大溶洞高 3 4m 如果不能采取有效的措施进行处理 不但会灌注大量的水泥浆液 也得不到 需要的灌浆效果 影响工期 因此必须根据下列依据 采取有效办法进行处理 首先查明溶洞的埋藏深度 高度 走向 联通情况 其次查明溶洞有无充填物及充填物的类型 选择有经验的熟练操作人员 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 201 第一种情况 溶洞距离地表 5 0m 以内时 采用明挖办法进行处理 直接浇筑混 凝土墙进行封堵 待强 重新扫孔继续钻进 第二种情况 溶洞距离地表大于 5 0m 时 在帷幕钻孔过程中 可以根据帷幕先 导孔的物探检测 提前告知钻机操作工人 遇到溶洞部位直接采用 110mm 钻头 在 钻至溶洞高程后 必须及时告知现场技术施工人员 而后利用钻杆继续钻进 1 0m 左 右 以查明溶洞底部充填物的厚度 一般情况下 溶洞底部都会有粘土沉淀 此时 钻孔孔内为浑水 不利于下一步的物探查明 可停止注水 待孔内水基本沉淀 溶洞 内可以检查时 采用孔内电视或者地质雷达探明溶洞的走向 高度 大小等 探明 以后采取处理办法如下 如果溶洞高度较大 大于 1 5m 体积大于 10m3 则不再进行冲洗 通过注水 检查溶洞的联通情况 如果注入水量小于 100L min 则表明溶洞和外部的联通不顺畅 为 封闭型封闭型 溶洞溶洞 此时可以直接采用水泥砂浆 进行回填处理 如果注入水量大于 100L min 且进行注水时 基本没有返水 为 连通型溶连通型溶 洞洞 直接采用级配碎石进行回填 而后采用钻机把钻孔内碎石磨碎 注浆管直接 下到溶洞内碎石面上按照灌浆方式进行处理 为确保较大溶洞的灌浆效果 可以分 多次进行填充 填充一次碎石灌浆一次 而后不待凝继续填充碎石 按照这个流程 直至把溶洞内帷幕轴线附近空腔填充密实 在填充密实灌浆待凝 3 天后 重新进行 钻孔 孔深到达溶洞底部 洗孔后视透水率大小进行灌浆 以上两种处理办法均待凝 2 天后重新钻孔检查溶洞部位的压水情况 如果透水 率不大 小于 100Lu 时 直接正常灌浆封堵 如果透水率大于 100Lu 时 采用开 灌水灰比 1 1 或者 0 5 1 或者采用灌注水 灰 砂 0 5 1 0 1 2 的比例进行砂 浆灌注 如果溶洞高度较小 小于 1 5m 体积小于 10m3 首先采用单孔压水冲洗 使 溶洞内的沉积物尽量冲出 必要时采用三孔风水联合冲洗 而后采取灌注水泥砂浆 的办法进行填堵 水泥砂浆待凝 2 天后进行扫孔 进行压水检查 若透水率小于 100Lu 采用正常的开灌水灰比 5 1 或者 3 1 进行灌注 大于 100Lu 时 采用开 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 202 灌水灰比 1 1 或者 0 5 1 必要时在水泥浆中按照水 灰 砂 0 5 1 0 1 2 的比 例直接灌注水泥砂浆 第三种情况 溶洞较高 大于 5 0m 体积较大 大于 100m3 时 通过技术 经济分析 最后决定是采取直接灌注混凝土或是竖井开挖 采用竖井开挖时 人工 通过竖井到达溶洞 进行立模浇筑混凝土墙进行封堵 待强后进行钻孔灌浆 进行级配碎石 2 5mm 5 20mm 20 40mm 处理原理如下 通过向钻孔内充填砾石 砂 卵石级配料 堵塞漏水通道 减少水流速度 形 成反滤条件 进行水泥灌浆形成防渗凝结体 封堵渗漏通道 充填过程严格控制 只充填浆 液可灌注的级配料 不允许充填可灌性差的砂料作为级配料 另外 当沉积推移反 滤条件已形成 灌注一般浆液会发生浆液耗用量过大或流失时 可采取先灌注砂浆 然后再用灌浆的措施处理 当浆液稠度达到水灰比 1 1 仍不能使压力升高 耗浆量减少时 则可开始逐步 向浆液中掺加砂料 当灌注量超过 2000L 仍未起压时 则可视为有集中漏水通道 停止正常灌注 将钻杆全部拔出孔外 按充填级配料工艺要求进行灌浆 在充填过程中 当发现有以下两种情况 即 水位突然升高 通过测深锤测 出孔内淤塞有抬高时 说明该级配料的粒径太大 应停止该级充填 改用钻具打捞 回旋研磨冲洗后 使孔内情况恢复正常 再重新充填较细一级的级配料 并应根据 注水量及水位变化 随时调整充填速度 更改级配 直至认为溶洞内不再进料为止 细一级级配料在不产生过多流失的情况下 应尽量多充填 对于灌浆过程中出现的其他下列情况分别采取相应的处理措施 1 灌浆过程中 发现冒浆 漏浆 应根据具体情况采用表面封堵 低压 浓 浆 限流 限量 间歇灌浆等方法进行处理 2 帷幕灌浆过程中发生串浆时 如串浆孔具备灌浆条件 可以同时进行灌浆 应一泵灌一孔 否则应将串浆孔用塞塞住 待灌浆孔灌浆结束后 串浆孔再行扫孔 冲洗 而后继续钻进和灌浆 3 灌浆工作必须持续 若因故中断 可按照下述原则进行处理 宜兴市油车水库工程宜兴市油车水库工程 电气设备安装电气设备安装 施工组织设计施工组织设计 中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部中国葛洲坝集团股份有限公司宜兴市油车水库工程施工项目部 203 应及早恢复灌浆 否则应立即冲洗钻孔 而后恢复灌浆 若无法冲洗或冲洗 无效 则应进行扫孔 再恢复灌浆 恢复灌浆时 应使用开灌比级的水泥浆进行灌注 如注入率与中断前的相近 即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注 如注入率较中断前的减少较多 则浆液应 逐级加浓继续灌注 恢复灌浆后 如注入率较中断前的减少很多 且在短时间内停止吸浆 应采 取补救措施 如加大邻孔邻段灌浆压力 直至补孔 4 孔口有涌水的灌浆孔段 灌浆前应测记涌水压力和涌水量 根据涌水情况 可选用下列措施综合处理 自上而下