混凝土防渗墙试验段施工技术方案及措施.docx
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混凝土防渗墙试验段施工技术方案及措施
广德县卢村水库除险加固工程
混凝土防渗墙试验段施工技术方案及措施
一、工程概况
卢村水库位于长江流域水阳江水系郎川河支流无量溪上游，坝址位于安徽省广德县卢村乡境内，距县城l0km。
卢村水库属年调节水库，是一座以防洪、灌溉为主，兼有供水、发电、养鱼及旅游等综合效益的重要中型水库。
卢村水库工程规模为中型，工程等别Ⅲ等，永久性主要水工建筑物级别为3级，永久性次要建筑物级别为4级。
本次除险加固设计防洪标准：
挡、泄水建筑物按100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核；消能防冲建筑物按30年一遇洪水设计；施工期导流按枯水期5年一遇洪水标准设计。
卢村水库主要由大坝、正常溢洪道、泄洪隧洞、东非常溢洪道、西非常溢洪道、两级水电站及东、西灌渠等建筑物组成。
本次加固主要内容之一是，在原土坝粘土心墙内增设混凝土防渗墙。
二、试验施工依据与试验目的
为了保证施工能满足设计和规范的要求，在地质条件类似的部位进行现场生产性工艺试验。
试验施工依据：
1、长江水利委员会长江勘测设计研究院2005年9月下发的Ⅰ标段施工技术要求第1.3条款；
2、《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174-96）；
3、安徽省广德县卢村水库除险加固工程一期施工招标文件；
4、安徽省广德县卢村水库除险加固工程投标文件（技术文件）；
5、大坝防渗加固结构图2/3；
6、中国水电基础局有限公司质量管理体系文件。
试验目的：
1、选定“纯抓法”与“钻抓法”施工工艺的有关参数，主要是：
造孔、成槽、泥浆固壁、墙体混凝土浇筑等。
2、验证防渗墙混凝土是否满足设计和规范要求，主要设计指标是：
抗压强度R28≥15MPa；弹性模量＜20000MPa；抗渗等级W8。
3、验证整体工程施工工艺流程及现场布置，主要是导墙形式，送浆和回浆系统，废弃渣的处理等。
三、试验施工临建
1、施工平台、导向槽构建
施工平台位于坝顶91.2m高程，施工平台上游布置抓斗，硬化路面；下游走混凝土罐车，混凝土路面。
采用“L”型导向槽。
（详见附图。
）
2、供水：
由一台多级泵自水库内取水通过管道向施工区供水。
供电：
由主变压器供电或临时电源接入。
供浆：
在主供浆池及主浆站未及建设成时，建立临时搅浆站直接向槽孔送浆。
出渣：
冲击钻钻孔抽砂在经过简易冲洗后废水集中排放至坝下游指定处，固体废料由铲车运输至临时堆放场；抓斗抓取出的废渣由临时运输车运至指定或临时停放场。
混凝土系统：
如在试验段某一单元通过最终验收前未能建立主拌和站，可采用临时拌和站拌制混凝土，通过混凝土泵或混凝土运输车进行水平输送至槽孔口。
四、施工方案
1、施工部位与主要施工参数：
试验段位于卢村水库大坝坝体右坝段，其轴线桩号见下表1。
共计施工三个试验槽孔，两个一期槽孔，一个二期槽孔，槽孔长度均为7.8m，墙厚0.6m，试验段长度总计22.2m。
主要施工参数：
墙厚0.6m，槽孔中心偏差±3cm，孔斜≤4‰，设计嵌入强风化基岩≥2m或嵌入弱风化基岩≥1m；清孔，淤积厚度≤10cm，泥浆比重≤1.3g/cm3，含砂量≤10％；混凝土浇筑，塌落度18～22cm，扩散度34～40cm，浇筑速度≥2m/h，导管间距满足规范要求。
槽孔号及孔位划分：
见表1
表1试验段槽孔桩号及孔位划分表
槽孔号
起止桩号
槽孔深度
m
入岩深度
m
槽孔长度m
孔号及单孔宽度m
1
2
3
Q-013
0+086.4~0+094.2
20.65～21.75
弱风化
≥1m
7.8
2.6
2.6
2.6
Q-014
0+093.6~0+101.4
21.75～22.6
弱风化
≥1m
7.8
2.6
2.6
2.6
Q-015
0+100.8~0+108.6
22.6～23.55
弱风化
≥1m
7.8
2.6
2.6
2.6
实际孔深根据现场地质情况，经监理工程师鉴定后确定。
2、工艺流程：
（见图1防渗墙施工工艺流程图）
F
3、主要施工工法：
“钻抓法”快速成槽，膨润土泥浆护壁，泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土，“接头管法”进行墙段连接。
一期槽孔施工顺序：
先施工一号孔，然后施工三号孔，最后对二号孔抓取。
先导孔的施工：
拟在试验段的两个一期槽孔中各布置1个先导孔，先导孔位置经监理工程师批示后确定，可先进行先导孔施工或与槽孔同时进行施工。
先导孔孔距控制在20m以内，采用XY-2地质钻机钻进，开孔孔径91mm，终孔直径76mm，孔深达到进入弱风化基岩3m。
鉴定基岩面：
根据施工进度至预定基岩面时，现场监理进行跟踪取样观察，在取得监理工程师确认入岩深度后，填写“防渗墙单孔基岩面鉴定表”（附表：
R/Fsq-03）。
一期槽孔施工采用BH-12型抓斗首先抓1号孔至基岩，再抓3号孔至基岩，然后抓取2号孔至基岩，最后由CZ-22型冲击钻机采用十字钻头钻进基岩至满足设计要求。
二期槽孔采用抓斗槽孔全部终孔后，首先抓2号孔，再抓1号或3号孔，最后由CZ-22型冲击钻机钻进基岩至设计要求。
槽孔成槽后，进行终孔验收，采用钢尺孔口测量、计算孔斜，最大孔斜≤4‰；遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，孔斜率应控制在6‰以内；孔深应符合设计要求。
填写“防渗墙造孔验收合格证”（附表：
R/Fsq-09）。
泥浆护壁：
防渗墙造孔过程中采用膨润土泥浆护壁。
新制泥浆配比见下表。
材料名称
水
膨润土
Na2CO3
用量（kg）
100
5～8
0～0.3
要求对新拌制的泥浆每天做一次粘度、比重、含砂量测试。
泥浆指标如下表所示。
项目
密度（g/cm3）
1006型粘度计（s）
含砂量（%）
新制泥浆
1.05~1.2
17～25
＜5
清孔换浆：
取得终孔合格签证单后，对该槽孔进行清孔换浆工作。
清孔结束标准为：
孔底淤积厚度≤10cm，泥浆比重≤1.3g/cm3，含砂量≤10％，泥浆粘度≤30s。
并填写记录表格“号槽孔清孔验收合格证”（附表：
R/Fsq-10）。
下设接头管：
在清孔验收合格后，在一期槽孔的两个端孔使用吊车下设接头管。
接头管直径600mm，分节下设至孔底，接头管采用螺栓与销子连接，接头管下设前，根据槽孔两个端孔的实际深度配好接头管并编号、记录。
导管下设：
在接头管下设过程中或下设完毕后进行导管的下设固定工作。
浇筑导管内径240mm，采用法兰螺栓连接，每套导管按照实际孔深组装和配齐，从底部开始为每节导管编号，并做好记录。
导管下设至距孔底15～25cm。
一、二期槽孔均下设三套导管浇筑，中间一套下设在距槽端3.9m处，一期槽端的导管距接头管为1.0～1.5m，二期槽端的导管距孔端1.0m左右。
填写表格“号槽孔第号导管下设、开浇情况记录表”（附表：
R/Fsq-13）。
混凝土浇筑：
混凝土配合比采用符合设计要求的试验配合比，采用水下直升导管法浇筑。
搅拌站按照混凝土试验配合比拌制混凝土，用混凝土罐车运输混凝土至浇筑槽孔处。
开浇前，导管内置入可浮起的隔离球；开浇时，先注入水泥砂浆，随即浇入足够数量的混凝土，挤出隔离球并埋住导管底部。
槽孔底部高低不平时，应先从低处浇起。
浇筑过程中，导管埋入砼深度不小于1.0米，不宜大于6.0米，混凝土面上升速度不应小于2m/h；槽内混凝土面应均匀上升，其高差控制在50cm以内，每30min测量一次，在开浇和结尾时应适当增加测量次数；管内混凝土面每2h测量一次。
及时拆卸混凝土导管，导管拆卸后，要用水冲洗干净。
浇筑过程中，在槽口取样，一期槽孔在上、中、下部各取1组混凝土抗压试样，二期槽孔在中部取1组混凝土抗压试样。
浇筑中，填写表格“号槽孔第号导管下设、开浇情况记录表”“号槽孔混凝土浇筑第号导管拆卸记录”“号槽混凝土浇筑孔内混凝土面深度测量记录表”“第号槽孔混凝土浇筑指示图”（附表：
R/Fsq-13、R/Fsq-14、R/Fsq-15、R/Fsq-16）。
接头管起拨：
按已往成熟经验及本工程特性进行，在成槽试验段施工阶段取得主体工程必要的控制参数以利于后序施工。
采用吊车配合液压拔管机（YBJ1200型）起拔、拆卸接头管。
混凝土开浇后，留取混凝土样，观察其初凝情况；根据以往的施工经验，开始进行接头管的上下微动起拔；当试样基本初凝时开始起拔接头管，起拔原则为勤拔、少拔，这样既可以消除混凝土对接头管的粘结力，又可以避免混凝土尚未完全初凝而坍塌。
接头管在起拔拆卸后，要立即用水冲洗干净，以备下次使用。
接头孔扩孔及验收：
在接头孔的接头管起拨后，使用十字钻具对形成孔进行初验及扩孔，并在工作完成后进行终检验收。
一期槽孔施工完成，接头管起拔后，立即进行二期槽孔的施工。
五、主要施工材料及要求
1、水泥：
采用海螺牌普通硅酸盐32.5级水泥。
2、膨润土：
采用山东潍坊产的二级膨润土。
3、骨料：
采用当地产满足规范和设计要求的骨料。
4、水：
库内取水，符合拌制砼用水要求。
六、主要资源配置
1、主要设备配置：
本试验段的主要使用设备根据实际情况可适量调整。
基本情况见下表2.
表2主要设备型号表
设备名称
型号规格
数量
设备名称
型号规格
数量
液压抓斗
BH12
1
上料机
HPD1200
1
冲击钻机
CZ22
5
装载机
ZL30
1
多级泵
75TSWA
1
混凝土罐车
6方
2
搅浆机
ZJ1500
1
经纬仪
DJ2
1
送浆泵
3PNL
1
水准仪
S3
1
液压拔管机
YBJ1200
1
自卸车
8t
1
地质钻机
XY-2
2
排污泵
2PNL
1
砂石泵
6BS
1
电焊机
30kVA
1
拌和机
JZM500
3
泥浆测试设备
1套
2、主要人力配置：
根据文件要求及内部管理目标配置，考虑现场实际情况及日常工作量拟按两班制施工。
表3试验段施工人员情况表
岗位
姓名（单位负责人）
数量
备注
项目经理
魏忠合
1
项目副经理
肖瑞
1
项目总工
赵克欣
1
办公室
虞元富
2
财务部
朴豪杰
2
工程技术部
3
质量安全部
阎君
3
物资供应部
李学政
2
现场总调度
吴成民
1
车班
6
电工
2
修配组
孟宪良
2
岩芯钻机组一
5
冲击钻机组一
5
抓斗机组一
5
制浆组
7
浇筑组
7
混凝土拌和站
7
七、试验段主要进度安排：
根据工程地质情况、设备性能以及以往类似工程施工经验，试验段工期安排如下：
2005年10月18日开始施工试验，10月18日至10月22日完成Q-013号槽孔，10月19日至25日完成Q-015号槽孔，10月26日至10月31日完成Q-014号槽孔。
八、防渗墙施工过程质量控制措施
在试验全过程中，按照《中国水电基础工程局质量体系文件》中的工序检验和试验控制程序（SDJ/QP/4.10-2）的有关要求，实行矩阵式管理，使质量因素和施工全过程都得到有效的控制。
按招投标文件、规范、下发的施工文件、通用表格、内部质量管理体系进行。
对施工中出现的特殊情况及时进行报审报验，取得监理工程师的确认。
按“三检制”报验程序进行控制。
按“终检一票否决权”进行内部质量管理奖罚控制。
在防渗墙的施工过程中，将主要按照下表所列的项目进行质量检查和控制。
序号
检查项目
检验方法
质量标准
1
造孔
槽孔中心偏差
现场钢尺测量
±3cm
2
终孔深度
现场测绳测量
不小于设计孔深
3
孔斜率
现场钢尺测量计算
≤0.4%，特殊情况≤0.6%
4
槽孔宽度
据钻头直径
满足设计要求
5
清孔
接头刷洗
现场测量、观测
刷子钻头不带泥屑，孔底淤积不再增加
6
孔底淤积
现场测绳测量
≤10cm
7
泥浆密度
比重秤测量
≤1.30g/cm3
8
泥浆粘度
1006型泥浆粘度计
≤30s
9
泥浆含砂量
含砂量计
≤10%
10
砼浇筑
导管间距与埋深
现场钢尺测量
符合设计要求
11
砼面上升速度
现场钢尺测量计算
≥2m/h
12
砼坍落度
坍落度桶测试
18~24cm
13
砼扩散度
坍落度桶测试
34~40cm
14
终浇高程
开挖检查
符合设计要求
15
砼性能指标
室内试验
符合设计要求
16
施工记录
综合检查
齐全、准确、清晰
主要疑难点及其控制：
1、先导孔钻孔取芯：
开孔孔位偏差不大于10cm；开孔孔径91mm、终孔孔径不小于75mm；入弱风化不少于3m；清水回转钻进；跟管或下设护壁套管等。
2、接头管：
接头管下设部位、距孔底高度、距槽端距离、中心位置、起拨时间、起拨力控制等。
3、水下混凝土浇筑：
导管布置位置、距孔底距离、最小初灌量计算、混凝土槽孔口取样、混凝土上升速度、槽孔内混凝土面高差控制、导管埋深等。
4、接头孔施工：
拨管后孔形检查、扩孔、与原孔形对比、成孔等。
九、防渗墙施工质量检查及验收
施工过程验收主要包括：
基岩面鉴定、造孔验收、清孔验收、混凝土浇筑等。
墙体质量检查方式将按设计和监理的要求进行，在成墙28d后，在监理指定位置的墙体上钻检查孔，孔径为Φ91mm，检查孔深度大于防渗墙深度1.0m，取芯并作芯样描述，然后根据芯样描述情况选择三组有代表性的芯样作力学试验；并对检查孔分段进行压水试验。
检查孔封孔方法为机械压浆封孔法。
试验段槽口的混凝土取样：
由于是试验段，适当的增加了混凝土试件的取样密度。
一期槽孔在上、中、下部各取1组混凝土抗压试样，二期槽孔在中部取1组混凝土抗压试样。
试验段共取1组抗渗试件，1组弹性模量试件。
并按照要求进行物理力学性能试验。
墙体接缝的检查：
采用人工开挖出二期槽孔与两个一期槽孔的接头，现场观察检查槽孔接缝质量，开挖深度为2m。
十、综述：
通过上述施工试验过程，对各施工试验参数进行统计分析和总结，报监理审查，业主批准后正式实施。
十一、试验施工记录表格（见附表）。
中国水电基础局有限公司
卢村水库除险加固工程项目经理部
2005年10月2日
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