防渗墙两钻一抓施工方案

一、施工工艺流程图二、施工工艺（一）主要施工方法简述如下1、坝顶降坝、培土满足施工机械施工半径。2、采用SG35液压抓斗成槽。3、采用粘土泥浆护壁。4、置换泥浆气举法清孔。5、混凝土搅拌站拌和混凝土。6、混凝土输送泵输送混凝土。7、混凝土浇筑。8、泥浆下直升导管法浇筑混凝土。9、采用“接头管法”进行Ⅰ、Ⅱ期槽段连接。10、25t吊车辅助混凝土浇筑。11、坝顶土方恢复到设计高程在施工前，先进行混凝土和泥浆的配合比及其性能试验，报送审查批准，经批准，再正式开展防渗墙施工作业。建议混凝土防渗墙中心线设置在上游坝肩。（二）防渗墙的施工工艺1、造孔工艺（1）钻劈法。在砂卵石地层中施工时，钻劈法较为适用。该方法涉及根据防渗墙轴线划分槽段，并分两期进行施工。主要使用的机械设备包括冲击式循环钻机或钢绳冲击钻机。（2）抓取法。这种工艺适用于粉土层或砂卵石层，通过抓斗在地层表面挖掘成槽，效率较高。（3）钻抓法。在紧密地层中，可联合使用冲击钻和抓斗进行挖掘。冲击钻负责在基岩或漂卵石中钻主孔，而抓斗则进行挖掘作业。2、成墙工艺（1）多头深层搅拌水泥土成墙工艺此工艺采用多头深层搅拌桩机，一次多头钻进土体，同时喷射水泥浆并搅拌，使土与浆混合成桩，再搭接成墙。其优点在于操作简便、无泥浆污染、成本低，适用于砂土、粘土、淤泥及砂砾层，且防渗效果显著，质量可靠，经济有效，前景广阔。（2）锯槽法成墙工艺锯槽机刀杆倾角切割土体，同时以8-5m/h的速度前行开槽，通过排渣系统排除土体，并采用泥浆护壁。随后浇筑塑性混凝土，形成防渗墙，宽度约2-3m。该工艺连续性强、效率高、质量好，成墙深达40m，适用于粘土、砂土及砂砾石层，使用自凝灰浆和固化灰浆可形成不同强度和抗渗效果的防渗墙。（3）链斗法成墙工艺链斗式开槽机取土，同时下放排桩至成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，泥浆护壁，混凝土浇筑类似锯槽法。此法适用于粘土、砂土及粒径小于槽厚、含量低于30%的砂砾石地层，开槽宽度16-50cm，深度10-15m。（4）薄型抓斗成墙工艺这种成墙工艺中，会使用斗宽为3米的薄型抓斗来挖掘土体并开设槽口。在挖掘过程中，会采用泥浆护壁的方法来保持槽口的稳定性。同时，会浇筑自凝灰浆或塑性混凝土以形成防渗墙。这种工艺的成墙深度最大可达40米，因此在多种场合下都有广泛的应用。

（5）射水法成墙工艺射水法成墙工艺中，关键设备包括造孔剂、浇注机和混凝土搅拌机。造孔机通过喷嘴喷射高速水流，对土层进行切割，同时成型器修整孔壁。采用正反循环出渣，进行泥浆护壁。接着，在槽孔内灌注水下或塑性混凝土，固化后形成薄壁防渗墙，厚度约22-45米，深度可达30米。此工艺精度高，适用于粘土、沙土及粒径小的沙砾地层，广泛应用于长江、鄱阳湖等河流的堤防加固工程。3、施工工艺要点（1）导墙作用与保护导墙在施工中发挥关键作用，需正确导向开挖机具，保护槽口和承重结构。采用钢结构导墙可循环使用、降低成本，而混凝土导墙则能有效减小断面面积。（2）槽壁稳定性维护成槽过程中，应通过泥浆固壁保持槽壁稳定，一般选用膨润土泥浆，可重复使用并需除砂。墙体材料通常选用一级配塑性混凝土，具有低强度、小变形、好适应性和理想抗渗性。三、施工质量控制（一）生产性试验为验证拟定的施工设备、生产工效、单元槽孔划分等方案的可行性、泥浆护壁效果、砼施工性能、接头管工艺的可靠性等施工工艺、参数，为防渗墙正式施工做准备，我们将在大坝防渗墙轴线上合适的位置进行生产性工艺试验。初步拟定在大坝上取三个槽孔作为试验段，两个Ⅰ序槽孔，一个Ⅱ序槽孔。试验段具体位置由监理、设计和业主等各方在现场共同确定。（二）防渗墙施工质量控制1、清孔过程质量控制清孔工艺对槽底沉渣进行清除，确保防渗墙与不透水层接触的施工与浇筑质量。采用抓斗捞渣，需掌握抓斗下放速度，慢速操作、稳准上提，直至孔底清空。2、换浆质量控制在进行换浆时，通常采用泵吸法来替换悬浮细沙的泥浆，以确保槽内泥浆的质量符合清孔要求，从而保障混凝土的施工质量。3、泥浆质量控制在大型水电站的防渗墙施工过程中，泥浆的性能对施工质量至关重要。因此，必须对新鲜的泥浆、槽孔内泥浆以及回收净化后的泥浆进行定期检测，并建立完善的监督控制体系，以确保泥浆性能和质量达标。4、施工控制要点防渗墙施工过程中，需要合理划分槽段，减少接头数量，以提高连续性和施工效率。同时，应遵循相关项目规范，增加槽段长度。在槽孔划分时，应尽量减少接头数量，以建立快速有效的施工体系。此外，还需进行防渗墙的接头处理，包括完成一期槽孔造孔和混凝土浇筑、钻凿接头孔和二期槽孔、以及二期槽孔混凝土的浇筑等工序。在施工过程中，应严格控制接缝质量，确保接头的空间位置与一期槽孔原主孔一致。5、异常情况处理在防渗墙施工中，可能遇到漏浆和塌孔等异常情况。当漏浆发生时，应立即停止造孔操作，补充泥浆并采取堵漏措施。若塌孔严重，需移开开钻机等设备并对导墙进行加固处理。四、导墙施工导墙施工是地下连续墙施工的关键环节，其主要作用为成槽导向，控制标高，槽段定位，防止槽口坍塌及承重的作用，为满足施工要求，建议导墙截面形式采用C20钢筋砼“1”型断面，导墙应具有必要的强度、刚度和精度，要满足挖槽机械和接头管起拔设备的施工荷载要求。（见图3-1）。导墙的规格为400mm×1200mm。导槽宽度0.45m，导墙施工时，导墙壁轴线放样必须准确，误差不大于15mm，导墙壁施工平直，两内侧采用钢模立模，内墙墙面平整度偏差不大于3mm，垂直度不大于0.3%，导墙顶面平整度为±5mm。导墙顶面略高于施工地面50～100mm，每个槽段内的导墙上至少应设有一个溢浆孔。导墙基底与土面密贴，为防止导墙变形和防渗墙施工时护壁泥浆的流失，导墙两内侧拆模后，在导槽内用土进行回填，砼未达到70%强度，严禁重型机械在导墙附近行走。五、泥浆制作1．为保证抓斗成槽的安全和质量，护壁泥浆生产循环系统的质量控制是关系到槽壁稳定、抓孔速度、砼质量及砂砾石层成槽的必备条件。本工程采用粘土为泥浆制备材料，造孔用的泥浆材料必须经过现场检测合格后，方可使用。质量控制主要指标为：比重1.2～1.3，粘度20～25S，含砂率≤4%，胶体率≥96%，必要时，加适量的添加剂，制备泥浆性能指标应符合表4-1规定。表4-1制备泥浆的性能指标表2.泥浆的拌制拌制泥浆的方法及时间通过试验确定，并按批准或指示的配合比配制泥浆，计量误差值不大于5%。泥浆搅制系统布置在防渗墙轴线的下游侧，泥浆搅拌站布置1m3泥浆搅拌机3台。贮浆池容量约100m3。泥浆制浆系统配制的泥浆通过Ф150mm管线输送到泥浆中转站，再由中转站分送各施工槽孔。3.泥浆处理泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理，泥浆制作场地以利于施工方便为原则，泥浆循环工序流程见图4－2。六、成槽工艺在槽口砼龄期达到70%以上，开始开挖槽孔作业，采用抓斗抓取成槽。1.成槽设备性能单元槽段长度的划分根据地质条件、抓头尺寸、砼防渗墙壁结构、砼供应能力等要求确定，按上述要求，本工程槽段划分为：Ⅰ序槽孔长6.5m，Ⅱ序槽孔长6.5m，具体槽长根据生产性试验确定。在施工过程中，成槽条件较差时，槽孔分段长度应相应减少。根据防渗墙轴线布置，防渗墙墙轴有两段为非直线段，将利用接头孔采取折线连接，并根据大坝轴线曲率半径的大小，适当调整槽孔的长度，有利于防渗墙槽孔平顺连接。3.成槽方法成槽工序是防渗墙施工关键工序之一，既控制工期又影响质量，根据地质情况，我单位采用SG35液压抓斗三抓两端孔间的槽段到强风化岩面以下1m~1.5m。4.抓斗沿导墙壁挖土，通过调整抓斗导杆垂直度和液压抓斗成槽机的控制电脑来控制成槽的垂直度、每抓2～3斗将斗体水平旋转180°后再抓，挖至槽底，应尽量修平槽底。5.成槽过程突发事故的应急措施：根据地质资料及以往经验，本工程可正常施工。但若因不可预见原因造成突然失浆或塌方等意外事故，应立即停止挖，并加大供浆量，保持液面稳定或向槽内加倒粘土或水泥，增加泥浆粘度，当失浆或塌方严重时可立即进行回填，避免事故扩大。同时应立即会同监理、设计、地勘及业主等部门分析原因，探明情况并提出处理方案，方可继续施工。6.施工过程中应注意泥浆性能的变化，定期进行检测，及时补充符合标准的优质泥浆入槽，保证正常施工。7.岩面的鉴定，当抓入满足设计要求岩面时，会同监理进行现场确认，以便确定终孔深度。主要可根据岩样、进尺等到现象进行判定。8、清槽在成槽过程中，为把沉积槽底的沉碴清出，需对槽底进行清槽，以提高砼防渗墙底的承载力和抗渗能力，提高成墙质量。用液压抓斗清除槽底沉碴，并检查成槽情况，在清槽过程中，应不断向槽内泵送优质泥浆，以保持液面高度，防止塌孔，清槽工作直至达标为止。汇同建设、设计、监理单位进行隐蔽工程验收。七、砼防渗墙材料1.墙体材料建议防渗墙采用≤C15普通混凝土墙体，其物理力学指标要求如下（保证率95%）：1）抗压强度R28≤15MPa2）渗透系数K≤i×10-7cm/s(1＜i＜10)混凝土施工物理特性指标如下：1）混凝土入槽坍落度18～24cm。2）扩散度35～40cm。3）初凝时间不小于6h。4）终凝时间不大于24h。5）砼密度不小于2.1t/m3。6）胶凝材料用量不小于320kg/m3。2.采用的混凝土配合比、原材料选用及其配制方法和拌制工艺流程，经现场施工试验验证，砼配合比试验将委托有资质单位进行试验。⑴水泥：强度等级为32.5MPa普通硅酸盐旋窑水泥。⑵骨料：最大粒径不大于40mm，石子含泥量小于1%，砂含泥量小于3%，细度模数2.4～2.8。⑶水：符合拌制砼用水要求，从水库中抽取。⑷施工过程要根据骨料含泥量和细度模数调整水泥用量。八、墙体砼浇筑1、砼搅拌：采用JMZ500滚筒砼搅拌机两台，生产率为36m3/h，功率22kW。2、混凝土运输：为保证运至孔口的砼具有良好的和易性，砼运输采用砼输送泵输运送砼至孔口。3、砼浇筑：浇筑混凝土采用泥浆下直升导管法，导管内径Ф180mm，浇筑前，导管进行密闭承压试验。4、一期槽孔两端的导管距孔端小于1.5m，二期槽孔两端的导管距孔端小于1.0m，导管间距不得大于3.5m。当孔底高差大于25cm时，导管中心放在该导管控制范围内的最低处。.5、安装导管时，导管底部出口与孔底距离不大于20cm。开浇前，每个导管均下入可浮起的木球隔离球塞。初浇储料斗容量为3.5m3。开浇时砼泵同时供料。6、开浇混凝土前，先在导管内注入适量的水泥砂浆，并准备好足够数量的混凝土，以使导管中的木球塞被挤出后，能将导管底部埋入混凝土内。槽孔底部高低不平时，先从低处浇起。7、混凝土连续浇筑，槽孔内混凝土面上升速度不小于2m/h，并连续上升至导墙顶面。8、导管埋入混凝土内的深度不小于2.0m，不大于6.0m。槽孔内混凝土面均匀上升，其高差控制在0.5m以内。每30min测量一次混凝土面，每2h测定一次导管内混凝土面，在开浇和结尾时应适当增加测量次数。9、浇筑混凝土时，孔口设置钢盖板，防止混凝土及其它杂物散落槽孔内。严禁不合格的混凝土进入槽孔内。10、在混凝土浇筑时，认真做好测量、观察记录，每一单元槽段砼制作抗压强度试件一组，每三个槽段砼制作抗渗压力试件一组。试件在槽口入口处随机取样。11、防渗墙顶部达不到设计要求指标的砼予以挖除，并采用粘土分层回填压实，粘土压实度不小于0.95。九、相邻槽孔砼接头1、相邻槽孔砼接头工艺选择一、二期槽孔间混凝土套接处理，采用接头管法，可保证槽孔可靠连结。接头管直径Ф300mm，节长度3～12m，2根接头管下设在Ⅰ期槽孔内两端。采用接头管法时，混凝土的早期强度不宜过高。接头管外表面平整光滑，管节之间的连接可靠。2、拔管机械规格型号接头管起拔设备为一台25吨汽车吊车和2台30t千斤顶组成，能满足本工程需要。3、施工工艺：当一期槽成槽验收合格后，在槽两端下接头管，砼浇筑后，根据控制时间与起拔力。十、拔接头管工艺及过程控制对一期槽接头孔根据混凝土的初凝时间和混凝土浇筑上升速度来控制接头管起拔过程，防止混凝土坍塌或卡管事故。拔管成孔施工，其成败的关键是正确选择并适当控制混凝土的脱管龄期。起拔早了会造成混凝土孔壁坍塌，不能成孔。起拔晚了会造成铸管事故，甚至危及孔口的安全。防渗墙混凝土能成孔的最小脱管龄期与混凝土的特性、孔径、孔深、浇筑速度、温度等因素有关，一般为4～6h，甚至更长，必须通过试验确定，并在一定压力作用下能够成形的时间（相当于混凝土强度达到0.1～0.2Mpa所需要的时间）。混凝土的龄期应从浇筑导管底口高于此部位后（此点的混凝土已处于静止状态后）开始计算。室内试验的条件和结果往往与实际情况有很大的出入，因此，在混凝土开浇时必须取样成型6～8块抗压强度试件，2～3h后每隔0.5～1.0h拆模一块，观察其凝结及成型情况。当其强度达到了足以承受单人独脚在其上站立的程度时，可将该试块的龄期定为最小脱管龄期。为了掌握接头管外各接触部位混凝土的实际龄期，必须详细掌握混凝土的浇筑情况，在施工中应及时、准确地记录施工过程。浇筑施工与拔管施工应紧密配合，浇筑速度不宜过快。开浇3h开始微动，此后活动接头管的间隔时间不应超过30min，每次提升1～2cm，以破坏混凝土的黏结力。微动的时间不宜过早，也不宜过于频繁，否则对混凝土的凝结和孔壁稳定不利。当管底混凝土的龄期达到确定的脱管龄期后，就可以按照混凝土的浇筑速度逐步起拔接头管。由于确定的脱管龄期不一定准确，实际脱管龄期也不可能与确定的脱管龄期完全一致，所以在拔管过程中必须随时注意观察拔管阻力、管内泥浆面的变化情况及管底活门的启闭情况，随机应变，及时调整拔管时间和拔管速度。当压力表反映的拔管阻力过小时，应暂停拔管或降低拔管速度。当成孔正常但拔管阻力过大时，应适当加快拔管速度。在拔管施工的最后阶段应注意及时向管内注满泥浆，并适当降低拔管速度，最后一节管在孔内应停留较长的时间，以防止孔口坍塌。十一、特殊情况处理1、在防渗墙造孔成槽过程中，遇到孤石、大块砼及砖块、木头等，采用正常成槽手段难以快速成槽时，在考虑孔壁安全的前提下，用重锤法或其他方法处理。2、造孔成槽过程中出现塌孔、大坝裂缝现象，立即处理，对固壁泥浆配比及造孔手段进行调整，确保孔壁稳定，对施工过程中产生的裂缝，采取加固措施进行处理。3、在成槽过程中，对固壁泥浆漏失量作详细测试和记录，当发现固壁泥浆漏失严重时，应及时堵漏和补浆，采取措施进行处理。现场备有堵漏材料，如粘土、水泥和足够泥浆。适当调整泥浆配比，并适当放缓挖槽速度，待固壁泥浆漏失量正常后再恢复正常挖槽，必要时向泥浆中掺加堵漏剂。十二、砼防渗墙质量检验1、第一个一序槽孔和第一个二序槽孔的防渗墙完成后，及时进行墙体及接头部位的质量检验，检验合格后方可进行后续防渗墙的施工，其余各槽孔防渗墙完成后，及时进行质量检验。2、防渗墙成墙质量检查：其检查的方法和内容包括砼取样、钻孔取芯试验、钻孔压（注）水试验、开挖墙体两侧揭露出墙体进行直观检测、芯样室内物理力学性能试验等。3、质量检验的要求如下：混凝土机口或浇筑槽口取样试验数量与常规混凝土试验要求相同，采用机口或槽口取样检验，每个浇筑施工作业点每台班抽检一组试样，28天进行室内试验检测。钻孔为沿轴线平均每20～40m一孔，老河槽部位检查孔密一点，共钻检查孔约25个，每孔均做钻孔取样和压（注）水试验，钻孔取样每一孔取试样2～4组（深孔取4组）进行室内检测，取样部位为槽孔的中部和底部，粗骨料尽量用石灰岩碎石，以利钻孔实施。开挖墙体两侧揭露出墙体检测，整个坝体防渗墙开挖两处，每处一般长6～8m，深4～5m。开挖处主要检查墙体的厚度、接缝连接可靠度，并在每开挖处取1～2组试验样做室内检测，取样部位采用水泥砂浆抹平。试验室内试验主要检测墙体的单轴抗压强度，弹性模量和渗透系数及渗透比降，渗透比降试验，试验时的试验值应达到2倍的允许渗透比降值。4、合格标准：防渗墙物理力学强度值≥15.0MPa和渗透系数K≤i×10-7cm/s(1＜i＜10)，合格率达95%以上，不合格部分的物理力学指标达到设计值的85%以上，且不得集中在相邻槽孔中。压（注）水检查标准为渗透系数K≤i×10-7cm/s(1＜i＜10)，墙体厚度大于等于300mm。墙体连续可靠。钻孔芯样获率应大于80%，强度均匀。5、检查孔按机械压浆法进行封孔，封孔材料为粘土水泥浆，土：水泥：水＝3:1:2。开挖检查部位在各项检测结束后，按筑坝的要求回填压实。6、当检查不合格时，增加检查孔孔数及开挖部位数量，直至达到合格标准。7、检查不合格的槽孔段，进行处理，直至达到合格为止。十三、连续墙施工质量标准1、导墙允许偏差导墙壁平行于连续墙轴线，允许偏差±15mm。。导墙内壁面垂直度允许偏差0.3%。其净距允许偏差±5mm。导墙顶面高程（整体）允许偏差±10mm，导墙顶面高程（单幅）允许偏差±5mm。2、泥浆质量技术指标泥浆比重为1.1～1.2，粘度18～25S，含砂率≤4%，胶体率≥96%。3、清槽标准泥浆比重小于1.3g/cm3，含砂率≤10%。粘度不大于30S。沉碴厚度不大于100mm。十四、质量安全技术措施1、导墙壁拆模后，应在导墙间按一定间距加设支撑，在导墙砼养护期间，严禁重型机械在导墙附近行走、停置或作业。2、终槽深度必须保证设计深度，同一槽内槽