天然围堰拆除方案

1、一、工程概况根据设计要求，4#工房基坑开挖及主体结构施工过程中，需充分利用4#工房靠海侧天然围堰，从而保证4#工房干施工条件，待4#工房主体结构基本完成后，再对天然围堰进行拆除。在保证4#工房干施工条件下，我部拟在4#工房外侧设置施工临时围堰，以便对天然围堰位置处管道沟槽进行提前开挖，从而加快施工进度。临时围堰宽度约7m，距离现4#工房基坑约为34m，平面布置及断面示意详见下图。二、施工总体部署围堰拆除分两阶段完成，第一阶段在4#工房主体施工之前，以不影响4#工房施工为原则；第二阶段在4#工房主体完成至+1.5m(85高程系统，下同)后开始施工。两阶段具体工作内容如下：第一阶段： 4#工房开挖

2、完成(9月15日10月5日），主体结构混凝土工程开始施工； 形成天然围堰周边临时围堰； 帷幕灌浆施工，并达到一定的强度； 天然围堰周边和临时围堰之间形成预裂孔，防震孔； 临时围堰外侧形成预裂孔，防震孔，管沟沟槽海上爆破，抓斗船清礁； 在不影响结构施工安全和结构砼质量的前提下，天然围堰使用小直径药卷爆破，清除爆渣；第二阶段： 4#工房结构完成至+1.5米以上，并有一定的砼强度； 临时围堰外侧管沟清礁完成； 临时围堰管沟段，分层钻孔，分层装药，一次性拆除。三、施工控制点 帷幕灌浆能够有效止水，且有15天强度； 必须保证4#泵房和清水池结构混凝土施工安全和结构混凝土质量，控制一次爆破炸药量和单段爆破

3、能量，使用小孔爆破，分层分次，逐步剥离； 克服岩石裂隙破碎的困难，在临时围堰和天然围堰之间形成预裂孔，在临时围堰外侧和管沟之间形成预裂孔，保证临时围堰独立完整； 天然围堰工作面狭小，无运碴通道，拟采用“汽车吊+网兜”工艺出运石碴； 临时围堰分层转药，围堰内侧，沟底向外侧钻水平孔； 临时围堰一次拆除不成功，炸礁船顺向驶进，钻孔爆破，抓斗船清礁甩方。四、预裂爆破爆破参数设计1 预裂布置范围预裂孔主要是保证爆破震动的传播，保护清水池和临时围堰不受大的震动。布置范围如下图：2 孔径、孔间距钻孔间距不仅影响装药量的大小，还直接关系着预裂的质量。根据以往经验，在保证两孔之间裂开成缝的前提下，小间距的质量优

4、于大间距的质量，但是小间距布孔增加了钻孔量。为了保证台阶的爆破施工质量，预裂孔孔径不宜太大，钻孔孔径115mm。孔距依据公式a=(7-12)d(式中d为孔径)计算，此处炮孔间距取120cm。药卷选取直径为32mm的乳化炸药。3 不耦合系数B、线装药密度Q线保证预裂爆破成功的必要条件是炸药在炮孔中爆炸时产生的压力不压坏孔壁且沿预定的钻孔方向成缝。当炸药与孔壁留有空隙时，炮孔所受压力会大大降低。为减弱孔壁峰值压力，装药形式采用不耦合装药，不耦合系数与钻孔直径有关，通常是孔径在60200mm时，不耦合系数B取24，本处选取药卷直径为32mm乳化炸药，经计算不耦合系数B为2.5。线装药量依据经验公式：

5、式中 炮孔的线装药密实度； 岩石的极限抗压强度 120兆帕； 炮孔间距 取1.2m； 炮孔直径 取0.115m； 均为系数，分别取0.127、0.5、0.84、0.24； 经计算 底部线装药量因孔底爆破夹制作用而须增加药量，根据经验，在炮孔底部12m区段的装药量应是设计值的14倍，本处取，同样顶部装药量须减少药量。本处取，中间段为正常装药段。4 堵塞长度堵塞长度根据岩石地质情况及类似工程经验值来确定，在预裂爆破堵塞长度一般在0.62.0m，此处堵塞长度一般按1.5m5 施工准备 用机械将天然围堰上的表土、浮石清理至基岩，若基岩面留有不同程度的石坎，为便利预裂钻孔，用40mm的手风钻钻孔爆破，将

6、凹凸不平的石坎剥离成一平面，然后布设预裂孔； 预裂爆破测量放线对爆破效果至关重要，测量放线要求精而细，预裂孔布设前，测量人员要及时将天然围堰边线用白灰标出，并进行高程测量标定。6 钻孔根据以往预裂爆破实践表明，预裂壁面的超欠挖控制和平整度很大程度上取决于钻孔精度。钻孔质量的好坏取决于钻孔机械性能、施工中钻孔角度的控制和工人操作水平，其中尤以工人操作水平最为重要。选派技术操作水平高的人员钻孔。钻孔质量要求： 钻孔倾角偏差应小于1%； 开口偏差在一倍孔径范围内；7 装药结构预裂孔采用不耦合的间隔装药，分三段装药，即：顶部1.5m的减弱装药段，中间的正常装药段，底部1.5m的加强装药段。预裂孔内采用

7、32mm的乳化炸药卷绑扎在导爆索上，预裂孔与相邻的药孔连接采用导爆索串联连接。装药结构如图所示：预裂爆破装药结构图8 装药方法为了使炸药爆炸时能够获得良好的不耦合效应，药柱应置于炮孔的中心。为了达到此目的，将药卷串联绑扎在竹片上，再插入孔中，炸药置于临空面一侧，竹片置于被保护台阶面一侧。在炸药装填好以后，孔口的不装药段应使用钻孔石屑等松散材料填塞，在装填之前，先要用纸团等松软的物质盖在炸药柱上，避免填塞物进入装药段。9 起爆方式与起爆顺序相邻炮孔采用导爆索串联齐发起爆方式。如有震动要求时，当预裂爆破总药量超出安全用药量峰值时，采用分段起爆，间隔时间不少于50ms。10 局部处理局部岩层较薄，开

8、挖方量不大的台阶区域，根据现场实际情况采用预裂爆破的施工方法修整台阶的平整度。五、帷幕灌浆施工 为保证天然围堰拆除过程中临时围堰能够有效起到挡水作用，保证4#工房满足基坑干施工条件。在临时围堰下设置止水帷幕，止水帷幕工程设置3排帷幕，暂定排距为1.5m，孔距2.2m，梅花形布孔，孔底标高暂定为沟槽底下5m即-13.0m，实际孔深是否加深根据现场海水渗透情况再行确定。最外侧帷幕线距回填、开挖边界线不小于3.0m，距3#工房(清水池)基础边界线不小于3.0m。因临时围堰上层为开山石及土石填料，故先采用控制性灌浆方法对其围堰回填层面进行灌浆处理，然后对基岩段进行帷幕灌浆处理；施工内容包括回填层控制性

9、灌浆施工（要求入岩一米）、特制孔口封闭器加工和制作、孔口管钻孔及埋设、帷幕灌浆先导孔钻孔取芯及压水试验、帷幕钻孔及灌浆和封孔、钻孔取芯及压水试验和灌浆封孔。止水帷幕布置图1 工艺说明 工艺流程设备和人员进场搭建集中制浆房和安装供水及灌浆管道现场施工准备和测量放样钻孔施工准备和材料采购施工简易试验工艺参数确定。 施工设备整个帷幕灌浆工程包含两个钻灌机组8台XY2型钻机，4台3NSN100/100型高压灌浆泵，单元工程的帷幕灌浆分为两钻一灌布置，制浆设备采用两台0.6立方高速制浆机，两台1立方慢速搅拌桶和四台0.2立方双层慢速搅拌桶。 搭建制浆房和管道安装集中制浆房搭建采用悬空防潮的搭建方法，防止

10、水泥受潮后变质引起浪费，供水管安装至所用设备就近，供浆管道采用钢管逐步接至所需施工的各个单元，灌浆管道用软管连接至灌浆孔口。 现场施工准备和测量放样施工设备和人员进场后进行施工部位的清理以满足设备进场施工条件，采用高精度仪器进行孔位放样。 钻孔施工准备和材料采购钻孔设备进场后即进行安装和调试并保证利用率尽量减少施工过程中的维修。 施工简易试验施工简易试验的目的是通过试验了解和掌握该地区帷幕灌浆包括钻孔效率、岩石的透水率与可灌性等之间的相互关系，为全面施工打基础。2 施工部署1 施工顺序测量放样回填层钻孔灌浆(入岩1米)埋设孔口管序排以下各段自上而下钻孔灌浆施工至设计深度序排孔施工序排孔施工待凝

11、检查孔施工和合格评定收尾清理施工单元。 帷幕灌浆单元划分本土石围堰灌浆处理轴线总长度80米，拟划分为两个单元进行施工作业。 工期目标及施工进度计划安排a.施工准备:临设材料进场，设备人员进场。b.场地清理、施工准备：2天完成。c.每个帷幕灌浆单元：20天完成。3 灌浆施工方案3.1 首先采用控制性灌浆方法对其围堰回填层面进行控制性灌浆处理，然后预埋灌浆管，再对基岩段进行帷幕灌浆，其最终帷幕底线深度根据现场灌浆试验而确定。3.2 孔口管埋设施工方法在回填层段的灌浆完成以后拟采用直径较大的89mm钢管进行孔口埋设待凝，孔口管待凝达到强度后方可进行钻孔灌浆施工。3.3 钻孔施工重点控制钻孔施工控制重

12、点主要包括垂直度的控制，在施工过程中一般根据地层条件来进行监控，通过对钻进速度、检测结果分析来进行施工过程控制。3.4 帷幕灌浆材料及设备 帷幕灌浆采用新鲜无结块的P.032.5级普通硅酸盐水泥，其细度要求为通过80m方孔筛的筛余量小于5。 浆液使用前应过筛，浆液自制备至用完时间应小于4h。 灌浆泵采用3SNS型高压三缸双作用灌浆泵，允许工作压力应大于最大浆压力的1.5倍。 压力表的量程应满足使灌浆压力在其最大标值的1/33/4之间，压力表与管路之间应设有隔浆装置，严禁使用不合格压力表。3.5 钻孔 钻孔主要采用回转式地质钻机。根据地质情况，选用金刚石钻头或硬质合金钻头钻进。帷幕灌浆孔分三排两

13、序施工，同一排上相邻的两个次序孔之间，以及后序排上第一次序孔与其相应部位前序排最后次序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的间隔高差不得小于15m。孔位布置及放样采用全站仪按照坐标控制网点进行定位放出各孔位并做好标记，帷幕灌浆孔钻孔位置与设计孔位的偏差不大于10cm。如有特殊原因需调整孔位，须报请监理工程师批准，并记录实际孔位。本土石围堰灌浆分三排两序施工，灌浆孔呈梅花形布孔，排距0.8m，孔距2.0m；施工顺序：先序排序孔序孔后序排序孔序孔序排序孔序孔。 钻孔孔径先导孔和检查孔孔口段（接触段）孔径不小于76mm，以下各段不小于56mm；帷幕灌浆孔的孔口段孔径不小于76mm,以下各段不小于56mm。 钻孔

14、孔深钻孔深度与设计孔深误差不大于20cm。3.6 孔口管的埋设 孔口管采用89mm钢管，在完成回填层灌浆后进行钻孔埋设，并要求入基岩1米。 孔口管露出地面高度不大于10cm,埋设深度按实际回填层面控制（地质缺陷段视实际情况适当控制）。 孔口管埋设后需待凝，经检查合格后方可进行下一道工序的施工。3.7 钻孔冲洗及压水试验 钻孔冲洗每段钻孔结束后均应用高压水冲洗，至回水变清10min后结束，并实测孔深，孔底残留厚度不大于20cm。灌浆孔(段)冲洗压力为灌浆压力的80，该值若大于1MPa时，采用1MPa。简易压水试验可以和钻孔冲洗同时进行。 压水试验a.先导孔压水试验采用单点法，一般灌浆孔的灌浆前压

15、水试验采用简易压水。压水试验应在钻孔冲洗后24h内进行。其压力采用灌浆压力的80，该值若大于1MPa时，采用1MPa。b.压水试验稳定标准： 单点法压水试验：在稳定的设计压力下，每隔5min测记一次压入流量Q，当连续四次读数中（Q最大-Q最小）Q最终10或（Q最大-Q最小）1L/min时，即可结束压水试验。以Q终来计算该孔段的透水率。 简易压水试验：在稳定压力下压水20min，每5min测读一次压入流量，取最终值作为透水率的计算值。3.8 灌浆方法及压力控制 灌浆孔第一段（回填层段）采用常规灌浆法进行阻塞灌浆，阻塞器应阻塞在接触面以上0.5m处；第二段及以下各段采用“小孔径钻孔，孔口封闭，自上

16、而下分段，孔内循环灌浆法”灌浆。 灌浆分段：第一段3m第二段5m，以下各段5m；特殊情况下可适当缩短和加长。2 采用钻杆或钢管作射浆管，射浆管距孔底不得大于50cm。 灌浆压力灌浆分段及灌浆压力表 段长/压力排序、孔序接触段 (m/mpa)第二段 (m/mpa)第三段 (m/mpa)第四段 (m/mpa)第五段及以下各段(m/mpa)备注序排序孔4/0.35/0.45/0.55/0.65/0.8最大压力1.0mpa序排序孔4/0.45/0.55/0.65/0.75/0.9序排序孔4/0.55/0.65/0.75/0.85/0.9序排序孔4/0.65/0.75/0.85/0.95/1.0 灌浆压

17、力以回浆管孔口压力表峰值读数为准，压力表指针摆动范围应小于灌浆压力的20，摆动幅度应作记录。 灌浆时应尽快达到设计压力，但灌浆过程中必须注意控制使灌浆压力与注入率相适应，可分级升压或间歇升压灌浆。3.9 浆液水灰比及变浆标准： 灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。开注水灰比由压水试验而定，拟定透水率q值与开注水灰比的关系如下表；透水率（Lu）1.01.05.05.010.010.05050100100序孔开灌水灰比5:13:12:11:10.6:10.5:1序开灌水灰比5:13:12:11:10.6:10.5:1 帷幕灌浆浆液采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.6:1、0.5:1等六个比级。 变浆

18、标准：a.灌浆过程中，当灌浆压力保持不变，注入率持续减少；或当注入率不变，而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。 b.当某一级浆液单孔段注入量已达300L或灌浆时间达1h以上，而压力和注入率均无明显改变或无改变时，可改浓一级水灰比进行灌注。c.当注入率大于30L/min时，可视具体情况越级变浓。3.10 测记回浆比重在灌浆过程中应每隔1530min测记一次回浆比重，浆液变换及灌浆结束时，也应测回浆比重。其测值应反映在综合成果表中。3.11 灌浆结束标准：在最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续注入30min,即可结束灌浆。3.12 封孔 采用“置换和压力灌浆法”进行灌浆封孔，先将灌

19、浆管下至孔底，并注入0.5:1普通水泥浆，待孔口返出浓浆后，封闭孔口，进行纯压式灌浆封孔。封孔压力为终孔段灌浆的最大压力,持续时间一般为30min。 已经进行封孔的灌浆孔，待孔内水泥浆液凝固后，清除孔内污水，浮浆，若上部空余段大于5m时，采用“机械压浆封孔法”补封孔，小于5m时使用水泥砂浆封填密实，孔口恢复至开孔前原状。3.13 灌浆过程中特殊情况处理 灌浆过程中，发现冒浆、 漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、 低压 、浓浆、限量、 限流、 间歇灌浆等方法进行处理。 帷幕灌浆过程中发生串孔时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，或将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔

20、清洗，而后继续钻进和灌浆。 灌浆段注入量大，灌浆难以结束时，可在监理工程师的指导下向浆液掺加速凝剂、注入稳定浆液或混合浆液。 灌浆工作必须连续进行。若因故中断，应及早恢复，若60min内无法恢复，应采用清水将孔内冲洗干净，超过规定时间未能恢复灌浆，应进行扫孔处理。 断层破碎带处理断层破碎带处理一般采取缩短灌浆段长，注后待凝的方法。如果断层破碎带空隙率较大且连通性较好，吸浆量过大，可改用注入浓浆，水泥砂浆（水：水泥：砂0.5:1:0.3）等进行灌浆。如果断层破碎带泥质含量较高，可灌性很差，可采用高压喷射灌浆的方法进行处理。特殊处理结束后，恢复常规水泥灌浆。3.14 特殊灌浆施工方案(1) 灌浆过

21、程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用镶缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。(2) 帷幕灌浆过程中如发生串浆时，采用以下方法处理：a 如被串孔正在钻进，要立即停钻。b 串浆量不大于1L/min时，可在被串孔内通入水流。c 串浆量较大，在串浆孔具备灌浆条件时，尽可能与被串孔同时进行灌浆，应一泵注一孔。否则应将串浆孔塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆。 灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：a 尽可能缩短中断时间，及早恢复灌浆。b 若中断时间超过30min，则要冲洗钻孔，如无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆

22、。c恢复灌浆时，使用开注比级的水泥浆进行。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的浆液继续注入；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续注入。d 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。 孔口有涌水的灌浆孔段，灌浆前先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：a 缩短段长；b 提高灌浆压力；c 进行纯压式灌浆；d 注入浓浆；e注入速凝浆液；f屏浆，闭浆；g待凝； 灌浆段注入量大而难以结束时，可选用下列措施处理：a 低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；b注入速凝浆液；注入混合浆液或膏状浆液和化学浆材。 对于断层和剪切带软弱夹层的处

23、理在钻进过程中，遇到岩石破碎、失水、掉钻、卡钻而无溶洞迹象且灌浆不起压，吸浆量很大时，可灌注浓水泥浆和混合浆液，直至断层通道堵塞为止。然后再将此段重新钻出，再作高压水泥灌浆 无论何种特殊情况经处理后，灌浆段待凝后仍应扫孔，重新按技术要求进行升压灌浆，直至达到结束条件。3.15 施工技术措施 严格执行从最稀级水灰比开灌的规定，以避免浓浆堵塞细微裂隙而造成不吃浆的表面现象；灌浆中严格按技术要求进行浆液变换； 施工时，将通过试验确定最佳的钻孔冲洗方法； 灌浆压力是影响灌浆效果的重要参数。在施工中，严格执行技术条款，尽快升压并达到设计压力要求； 浆过程中，根据实际注情况对帷幕灌浆孔距、深度进行调整，在

24、保证帷幕的防渗效果基础上节省工程投资； 保证灌浆材料充足，设备运行状态良好，尽量减小人为因素造成孔内事故，灌浆中断等情况。3.16 质量检查 帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水试验成果为主，结合钻孔取岩芯资料、灌浆记录等评定其质量； 检查孔应根据围堰渗漏水情况布置，其位置应选在：a 帷幕中心线上；b 岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；c 注入量大的孔段附近；(II序孔) d 灌浆情况不正常以及分析认为帷幕灌浆质量有问题的部位；e 每个施工单元内不少于两个检查孔。 帷幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束37天后进行。 帷幕灌浆压水试验合格标准：透水率10lu。混凝土与基岩的接触段及其

25、下的一段的合格率应为100%；以下各段合格率应为90%以上；不合格段的透水率不超过设计规定值的150%，且不集中，则灌浆质量可认为合格。六、天然围堰爆破参数设计天然围堰基岩顶标高约-0.9m，沟槽底标高-7.72m，超深1m，爆破岩石厚度约7.82m，拟分两层爆破，第一层厚度约4m，第二层厚度约3.2m。1 主炮孔参数孔距a=2.0米，排距b=2.0米。孔深4米，堵塞1.5米，装60乳化炸药2.5米。单孔装药量，每次爆破计划爆破面积，爆破量为，含拉裂部分估算约。设主炮孔36个，分4个10段位累管起爆，每段起爆1个孔，段别211，孔内2发导爆管雷管，孔外微差接力雷管各2发，共计80发。单段最大药

26、量总的装药量 炸药单耗115mm钻用于泵房第一层爆破时的布药参数参数名称钻孔直径D钻孔间距a钻孔排距b钻孔倾角炸药单耗q钻孔长度设计深度钻孔超深单位mmmm度kg/m3mmm数值1152.02.0900.344402 爆破安全距离验算爆破安全规程规定的“水工隧道，围堰安全允许振速：715cm/s”。“龄期3d7d新浇大体积混凝土”安全允许振速：3.07.0cm/s”，天然围堰主孔爆破，取允许安全振速7cm/s，校核安全距离。 按照爆破安全规程(GB 6722-2003)：第6.2.3爆破振动安全允许距离公式：式中： - 爆破振动安全控制距离，单位为米； -炸药量，延时爆破为最大一段药量，单位为

27、千克； -保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒。 -与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，本次取；天然围堰周边已经进行了预裂爆破，在爆区和围堰之间形成了裂缝，减缓了爆破震动的传播，可以满足爆破震动要求。 爆破飞石安全距离验算爆破飞石的距离按经验公式估算式中： -飞石距离，米； - 飞石安全距离系数，取15.5； - 药卷直径6cm；本次爆破受岩石夹制作用较大，为安全起见，警界范围取200米。3 爆破施工工艺 工艺流程测量控制钻孔清孔验孔装药堵塞连线起爆检查处理瞎炮 操作要点测量控制：对工作面采用全站仪进行位置、岩面标高测量，确定设计标高、岩面标高、布孔范围

28、、间距和钻孔深度。钻孔：按爆破设计要求的孔位、孔深，按顺序钻孔。孔位和孔深偏差不大于0.05m，孔深偏差不大于0.05m。清孔验孔：在装药前进行钻孔质量检测，逐孔量测成孔深度并做好记录，深度超过设计要采用砂或碎石填至要求的标高。装药：按爆破设计要求的药量、密度和装药结构装药。起爆体放在装药段的上半部，装药量偏差不大于5%(长度)。堵塞：采用粘土堵塞孔口。连线：采用塑料导爆管微差起爆网络，按爆破设计的最大齐爆药量要求和网络连接。起爆：将警戒区内人员疏散至安全距离外，发出警报信号起爆。4 开挖方法 根据以往分层开挖处理的施工经验，在每一层土石方开挖完成后，从上而下依次的将台阶表面的碎石、泥土、危石全部清理掉。 在施工过程中应对已形成的台阶进行经常性的清扫维护，将台阶上松散杂乱的滚石清除干净。 天然围堰分层爆破，每一层必须开挖清理干净后方可进行下一层的穿孔爆破施工。七、