钢筋混凝土防渗墙施工方案.docx

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钢筋混凝土防渗墙施工方案

钢筋混凝土防渗墙施工方案

1.施工工序

2.施工准备的内容

混凝土防渗墙施工准备的内容主要包括下列内容：

（1）收集、研究有关施工要求、施工条件的文件、图纸、资料和标准；

（2）根据批准的设计文件和施工合同，编制施工组织设计和施工细则；

（3）施工场地准备；

（4）设置防渗墙中心线定位点、水准基点和导墙沉陷观测点；

（5）修建导墙和施工平台（见下图）；

（6）修建和安装施工铺助设施；

（7）进行墙体材料和固壁泥浆的配合比试验，并选定施工配合比和原材料；

（8）补充地质勘探。

设计阶段的勘探孔密度一般不能满足防渗墙施工的需要，为保证墙底嵌岩质量，应在原有勘探孔的基础上进行补充勘探，加密勘探孔。

导墙结构图

3.常用的成槽设备

（1）绳冲击钻机

（2）抓斗钻机（SG30型）

（3）抓斗钻机（宝俄BG型）

（4）液压双轮铣槽机

4.防掏墙造孔

造孔是防掏墙施工中的主要工序，它受地层等自然条件影响最大，是影响工期、工程成本，甚至决定工程成败的重要因素。

防掏墙施工技术的进步主要是体现在造孔水平上。

防掏墙施工的风险和潜力也主要取决于造孔的成效。

槽孔的划分与施工顺序、造孔方法等有关。

当采用间隔分序法施工时，可按下图所示划分槽段。

施工时先施工一期槽，后施工二期槽。

槽段内先施工主孔，后施工付孔。

（1）抓斗挖槽

使用抓斗挖槽，可以单抓成槽，也可以多抓成槽。

1）单抓成槽。

此法即一次抓取一个槽孔。

如抓斗最大开度为B，则一期槽长为B，二期槽长一般为（B－2×0.2）m。

即抓二期槽时把一期槽已经浇筑的混凝土两端面各切去0.2m，以保持一、二期墙段的可靠连接。

2）多抓成槽。

此法分主、副孔施工，每个槽孔由三抓或多抓形成。

主孔的长度等于抓斗的最大开度，副孔的长度小于主孔的长度

（2）冲击式钻机造孔成槽

在一般情况下，每一个槽孔都是先施工主孔，后施工副孔，主、副孔相连成为一个槽孔（见右图），槽孔浇筑混凝土后成为一个单元墙段。

主孔直径等于墙厚。

副孔就是两个主孔之间留下的位置，其长度一般大于墙厚的1.5倍。

由于钻头是圆形的，因此在主、副孔钻完之后，其间会留下一些残余部分，这叫“小墙”。

这需要变换钻机和钻头的位置，从上至下把它们劈掉（俗称打小墙）。

至此就可以形成一个完整的、等厚度的槽孔。

5.孔底淤积的清理

槽孔钻掘完成后，泥浆中的钻渣都将沉淀在槽底，这些钻渣必须在混凝土浇筑前清理干净，否则，将给墙体质量带来危害。

清除孔底淤积的方法主要有以下方法。

（1）抽筒出渣法

抽筒出渣法是钢绳冲击钻机成槽采用的出渣方式。

该法操作简便，但效率低，泥浆损耗大，清渣效果也较差，已逐步被其它方法代替。

（2）泵吸排渣法

此法用设置在地面的砂石泵通过排渣管将孔底的泥渣吸出，经泥浆净化系统除去粒径65μm以上颗粒，再返回到槽内使用。

该方法效率高，效果好，节约泥浆。

（3）潜水泵排渣法

国外一般采用立式潜水砂石泵进行清孔换浆，潜水砂石泵安设在孔底，将混有钻碴的泥浆抽出孔外，经净化处理后再用。

（4）气举排渣法

此法的原理是籍助气举排渣器将液气混合，利用密度差来升扬排出孔底的沉渣。

6.钢筋笼制安

（1）钢筋笼的制作

钢筋笼的加工制作应在离施工现场最近的地方。

加工场地应有足够的面积和空间。

钢筋笼应在专用的平台上加工成型，平台上要设置钢筋定位样板，确保钢筋位置的准确。

钢筋笼的加工速度及顺序要和槽孔施工相一致，不宜积存过多的钢筋笼，以免增加倒运和造成钢筋笼变形。

（2）钢筋笼的运输

1）运输钢筋笼要有专用的车辆。

起吊和装车、卸车务必注意防止钢筋笼产生扭曲变形。

2）运输钢筋笼的道路应平坦，有足够的宽度和与钢筋笼长度相适应的转弯半径。

（3）钢筋笼安装

1）钢筋笼的端部及中部应各设两个吊点，一般采用双钩或四钩滑轮吊具，同时起吊钢筋笼的头部及中部。

起吊时应特别注意防止钢筋笼的扭曲，起吊钢筋笼可以使用一台吊车，也可用两台吊车。

2）钢筋笼起吊时，下端不准在地上拖。

为防止吊起时摆动或与其它东西碰撞，在钢筋笼的下端可拴系牵引绳。

3）钢筋笼中心要与槽孔中心吻合，要防止吊车因操作不当或风吹摇摆碰撞槽壁，下放要缓慢平稳，最后准确地固定在设计要求的深度上。

4）当钢筋笼有接头时，要确定某一根主筋为测量长度的标准，避免产生长度或高程的误差。

5）为防止浇筑混凝土时钢筋笼上浮，可在钢筋笼上端设置配重。

①钢筋安装

②钢筋笼孔口对接（侧面）

7．水下混凝土浇筑

防渗墙混凝土的浇筑采用的是水下导管浇筑法（见右图）槽孔混凝土浇筑是关键的工序，所占时间不长（有时只1%），但对成墙质量至关重要，一旦失败，整个墙段将全部报废，经济和时间的损失是很大的，因此应当十分重视，周密组织，细心准备，把握好每一个环节，做到万无一失。

（1）浇筑导管的配置和布设

导管可用钢板卷焊管，也可用无缝钢管，长度一般为2m、1.5m、1.0m、0.5m、0.3m等导管，内径以200～300mm为宜；

导管有三种连接方式，即法兰盘连接、丝扣连接和柔性键连接方式。

法兰盘连接用橡胶垫止水，另外两种都用“Ｏ”型密封圈止水

导管应布置在防渗墙中心线上，间距不得大于3.5m，一期槽孔两端的导管距端面或接头管的距离宜为1.0～1.5m，二期槽孔两端的导管距端面的距离宜为1.0m，开浇时导管口距孔底15～25cm。

此外当槽孔底面高差大于25cm时，导管应布置在其控制范围的最低处

（2）混凝土的浇筑

开始浇筑混凝土时，一般在导管内放入一直径比导管内径略小的排球，以便将最初进入导管中的混凝土和管内的泥浆隔开。

当第一罐混凝土压着塞球向下运动时，塞球推压着泥浆自导管下口溢出，当塞球被顶在导管下口岩面处时混凝土已满管。

在满管后仍应备有足够的混凝土，以便继续向管内快速灌注。

塞球被挤压出导管漂浮至泥浆表面，管内混凝土流出并将导管的下口埋住。

随即应连续向管内注入混凝土，务必使混凝土将导管下口埋住最少30cm。

因此，准确计算和备足可连续浇入的混凝土方量，是保证浆下混凝土浇筑质量的第一步。

（3）混凝土浇筑过程的控制

1）导管的埋深：

我国96《墙规》规定，导管的埋置深度不得小于1.0m，不宜大于6.m。

2）浇筑速度：

槽孔内砼面的上升速度不得小于2m/h。

3）槽孔中混凝土面的量测：

为了掌握混凝土的浇筑速度和控制混凝土在槽孔中均匀上升，应经常测定槽孔中的混凝土表面的深度或高程。

4）终浇高程：

由于泥浆下浇筑的混凝土表面混有很多沉渣，因此表层的混凝土质量都会存在很多缺陷。

为此，在混凝土终浇时一般都使混凝土终浇高程高出混凝土的设计高程至少0.5m，以便将来凿除这部分混浆层。

8.墙段连接

各单元墙段由接缝（或接头）连接成防渗墙整体，墙段间的接缝是防渗墙的薄弱环节。

如果接头设计方案不当或施工质量不好，就有可能在某些接缝部位产生集中渗漏，严重者会引起墙后地基土的流失，进而导致坝体的塌陷。

由于施工方法的不同，墙段接头的型式有所差异。

下面介绍几种接头方式。

（1）钻凿法连接

（2）拔管法连接

拔管法是在一期槽孔浇筑混凝土前将专用的接头管置于槽孔的两端（下图），然后浇筑混凝土，待混凝土初凝后，用专用的拔管机或吊车将接头管拔出，从而在一期墙段的两端形成光滑的半圆柱面和便利二期槽孔施工的两个导孔，二期槽孔施工完成后，即在此形成一个接缝面。

如果二期槽孔混凝土浇注质量良好，所形成的接缝将很密实，缝宽可以控制在1mm以下。

a.下接头管b.下钢筋笼c.浇水下混凝土d.拔出接头管

（3）双反弧连接

把一期桩孔改成为槽孔（下图）。

施工时先按一般要求完成一期槽孔，相邻的两个一期槽孔间留下一个接头孔（也就是二期槽孔）的位置，然后在这个位置上按主孔的要求钻凿出圆形钻孔，接着用双反弧钻头进行扩孔使圆形孔成为双反弧形状的孔，再接着用液压可张式双反弧钻头将一期墙段端面残留的泥渣凿除刷洗干净，最后浇筑成墙。

本工程防掏墙采用跳槽施工，先施工墙幅砼浇注完成并达到70％强度以上后，方可进行相邻墙幅的挖槽。

防掏墙施工前先施工导墙，采用液压抓斗槽壁机抓挖成槽，泥浆护壁，钢筋笼在现场整幅制作，两台履带起重机（主吊50T，副吊25T）吊起入槽，双导管灌注水下混凝土成墙。

施工准备

钢筋混凝土防掏墙施工准备的内容主要包括下列内容：

（1）施工场地准备；

（2）设置防掏墙中心线定位点、水准基点和导墙沉陷观测点；

（3）修建导墙和施工平台；

（4）修建和安装施工铺助设施；

（5）进行墙体材料和固壁泥浆的配合比试验，并选定施工配合比和原材料；

5、施工工艺及方法

5.1导墙施工

本站导墙结构形式采用“┒┎”型，导墙高度不小于2000mm，以满足其稳定性及施工要求。

5.1.1施工工艺流程

图5-1导墙施工工艺流程图

5.1.2主要施工方法

5.1.2.1沟槽开挖

（1）导墙沟槽采用人工辅助机械开挖。

（2）导墙分段施工，分段长度根据模板长度和规范要求，一般控制在30～50m。

（3）导墙开挖前根据测量放样成果、防掏墙的厚度及外放尺寸，实地放样出导墙的开挖宽度，并洒出白灰线。

（4）开挖工程中如遇坍方或开挖过宽的地方施作120砖墙外模，外侧用土分层回填夯实。

（5）为及时排除坑底积水，在坑底中央设置一排水沟，在一定距离设置集水坑，用抽水泵外排。

5.1.2.2导墙钢筋、模板及砼施工

（1）导墙沟槽开挖后立即将导墙中心线引至沟槽中，及时整平槽底，如遇软基础地质，可采用换填或浇注C15素混凝土垫层，以保证基底密实。

（2）土方开挖到位后，绑扎导墙钢筋，钢筋施工结束并经“三检”合格后，填写隐蔽工程验收单，报监理验收，经验收合格后方可进行下道工序施工。

（3）导墙模板采用组合钢模板或木模板，模板加固采用钢管支撑或10×10cm方木支撑加固，支撑的间距不大于1米，严防跑模，并保证轴线和净空的准确，砼浇注前先检查模板的垂直度和中线以及净距是否符合要求，经“三检”合格后报监理通过方可进行砼浇注。

（4）砼浇注采用溜槽入模，砼浇注时两边对称分层交替进行，严防走模。

如发生走模，立即停止砼的浇注，重新加固模板，并纠正到设计位置后，再继续进行浇注。

（5）砼的振捣采用插入式振捣器，振捣间距为0.6m左右，防止振捣不均，同时也要防止在一处过振而发生走模现象。

5.2.2.3模板拆除

导墙混凝土达到规范强度要求后开始拆除模板，具体时间由试验确定。

拆模后立即再次检查导墙的中心轴线和净空尺寸以及侧墙砼的浇筑质量，如发现侧墙砼侵入净空或墙体出现空洞需及时修凿或封堵，并召集相关人员分析讨论事件发生原因，制定出相应措施，防止类似问题再次发生。

模板拆除后立即架设木支撑，支撑上下各一道，呈梅花型布置，水平间距1.0m。

经检查合格后报监理验收，验收后立即回填，防止导墙内挤。

5.2防掏墙施工

本工程防掏墙厚800mm，标准幅宽6m。

5.2.1施工工艺流程

（1）施工工艺流程：

见防掏墙施工工艺流程图

图5-2防掏墙施工工艺流程图

⑵施工步骤

防掏墙施工步骤见下图

图5-3防掏墙施工步骤图

5.2.2主要施工方法

5.2.2.1泥浆制备及处理

（1）泥浆配合比

由于粘土质砂砾卵石层具有一定的渗透性，用黄泥做泥浆，护壁效果不好，因此我部选用使用效果较好的膨润土作为制备泥浆的材料，为提高泥浆的粘度和屈服值，提高泥皮的形成能力，维护槽壁的稳定性，同时防止水泥或盐类污染泥浆，在膨润土泥浆中加入增粘剂CMC，但CMC会有降低钢筋与混凝土间的握裹力，因此在加CMC的同时加入分散剂碳酸钠（Na2CO3）。

具体泥浆配制比例通过试验资料确定。

（2）泥浆生产及循环再生

泥浆循环方式:

掘槽时采用正循环，清槽时采用反循环。

制拌新浆采用一台卧式叶片搅拌机，叶片转速为300r/min，一次制浆最好1m3，搅拌时间为8min，每班生产能力为60m3新浆，新浆制拌投料顺序见下图。

图5-4拌制泥浆投料顺序图

处理槽段内置换出来的泥浆采用一台SZ2型振动筛，筛子分为两段，上段10目，下段20目。

一台旋流器及排渣槽，一台回流泵，一台吸力泵（115KW）等。

（3）泥浆质量控制

在槽段开挖、钻冲孔及砼灌注过程中，由于泥皮的形成、地下水或雨水的稀释、粘土等混入泥浆，混凝土中钙离子混入泥浆，土中或地下水中的阳离子混入泥浆造成泥浆性质恶化，会造成施工精度降低，严重的还会造成槽壁坍塌，泥浆混入砼中等质量事故，因此，保证泥浆在施工中的质量稳定是防掏墙施工成功的关键之一。

5.2.2.2成槽施工

根据地质结构情况，单元槽段成槽用抓斗槽壁机进行挖槽，槽壁机上有垂直最小显示装置，当偏差大于1/300时，则进行纠偏工作，纠偏可采取两种方法，一种是将槽段用砂土回填，再利用槽壁机挖槽，二是根据槽壁机上垂直度的显示装置，特别偏差大于1/300开始位置，逐步向下抓或空挖修整槽壁的倾斜。

一般成槽垂直精度可达1/500～1/300。

抓斗工作宽度2.8m，一个标准槽段需要三幅抓才能完成。

抓斗每抓一次，应根据垂线观察抓斗的垂直及位置情况，然后下斗直到土面，若土质较硬则提起抓斗约80cm，冲击数次抓土，起斗时应缓慢，在斗出泥浆面时应即时回灌泥浆，保证一定液面。

抓取的泥土用自卸汽车载着集中堆放至指定地方，不得就地卸土。

待泥土较干时再采用挖沟机装上自卸汽车外运。

冲孔的返浆沉积泥渣用泥浆车外运，不影响文明施工。

5.2.2.3防掏墙接头施工

各单元墙段由接缝（或接头）连接成防掏墙整体，墙段间的接缝是防掏墙的薄弱环节。

如果接头设计方案不当或施工质量不好，就有可能在某些接缝部位产生集中渗漏，严重者会引起墙后地基土的流失，给主体结构留下长期质量隐患。

为加强防掏墙接头防水质量，接头均采用工字钢接头。

接头工字钢采用10mm厚钢板焊接而成，施工现场加工制作，钢板原材料根据施工进度采用汽车集中运输至施工现场进行焊接拼装，工字钢一侧与雌接头钢筋笼焊接牢固，施工中要保证钢筋笼与工字钢的垂直度，相邻墙段钢筋笼之际插入一序槽段工字钢内。

5.2.2.4钢筋笼制作吊装

（1）钢筋笼制作平台设计

钢筋笼的加工制作应在离施工现场最近的地方。

由于防掏墙特殊的工艺和精度要求，钢筋笼制作精度必须满足设计和施工要求，因此将钢筋笼在平整度≤5mm的钢筋砼（C20）平台上制作加工，平台上要设置钢筋定位样板，确保钢筋位置的准确。

因工期紧，所以在现场制作两个平面尺寸6.0×26.0m（C20砼，厚20mm）的钢筋加工平台，制作好的钢筋笼存放在平整的专用场地内（C15砼，厚10mm，平整度≤5mm）。

钢筋笼的加工速度及顺序要和槽孔施工相一致，不宜积存过多的钢筋笼，以免增加倒运和造成钢筋笼变形。

（2）钢筋笼加工

地下防掏墙钢筋笼长5.6m两种，标准段宽6m，最重6.5吨（含接头工字钢）为保证钢筋笼加工质量和整体性，将采用整片制作吊装的方案。

钢筋笼加工制作时先将的钢箍排列整齐，再将竖直主筋依次穿入钢箍（竖直主筋间隔错位搭接），采用间隔点焊就位，定位要准确。

钢筋笼保护层用342×100×5mm厚钢板按竖向间距3～5m布置一块焊在钢筋笼主筋内外侧（内侧保护层厚度50mm，外侧70mm，每层布置2～3块）。

同时为保证加工和起吊时钢筋笼不变形，有一定刚度，在笼内设计四组纵向桁架。

钢筋笼加工时按设计的位置预留2个水下砼灌注导管孔，并作好标记。

根据设计要求，地下墙每隔4幅设置5根检测管，在钢筋笼制作时，焊接在钢筋笼的内测处，避开导管预留位置布置。

钢筋笼加工方法如下：

①钢筋笼主筋保护层厚度迎土侧（外侧）7㎝，背土侧（内侧）5㎝；

②为保证砼灌注导管顺利插入，纵向主筋放在内侧，横向钢筋放在外侧；

③纵向钢筋的底端根据设计距离槽底20cm，同时钢筋底端稍向内弯折；

④纵向钢筋搭接采用接驳器套筒连接，钢筋轴线在一条直线上；同一截面的焊接接头面积不能超过50%，且间隔布置。

⑤钢筋笼除结构焊缝需满焊及四周钢筋交点需全部点焊外，中间的交叉点可采用50%交错点焊；

⑥钢筋笼成型后，临时绑扎铁丝全部拆除，以免下槽时，挂伤槽壁；

⑦制作钢筋笼时，在制作平台上预安定位钢筋桩，以提高工效和保证制作质量；制作出的钢筋笼须满足设计和现规范要求。

⑧施工前准备好弧焊机、点焊机、钢筋切断机、钢筋弯曲机等；且钢筋经过复核合格。

⑨主筋间距误差±10mm，箍筋间距误差±20mm，钢筋笼厚度0~-10mm，宽度±20mm，长度±50mm。

预埋件中心位置±10㎜。

（3）钢筋笼吊放

钢筋笼的端部及中部应各设两个吊点，一般采用双钩或四钩滑轮吊具，同时起吊钢筋笼的头部及中部。

起吊时应特别注意防止钢筋笼的扭曲，起吊钢筋笼采用25t汽车吊整片吊装。

起吊时不能使钢筋笼下端在地面上拖引，以防造成下端钢筋弯曲变形。

为防止钢筋笼吊起后在空中摆动，应在钢筋笼下端系上拽引绳以人力操纵。

插入钢筋笼时，最重要的是使钢筋笼对准单元槽段、垂直而又准确的插入槽内。

钢筋笼进入槽内时，吊点中心必须对准槽段中心，然后徐徐下降，此时必须注意不要因起重臂摆动或其他影响而使钢筋笼产生横向摆动，造成槽壁坍塌。

如果钢筋笼不能顺利插入槽内，立即吊出，查出原因加以解决，如果需要则在修槽之后再吊放。

不能强行插放，否则会引起钢筋笼变形或使槽壁坍塌，产生大量沉渣，而且预埋件位置将可能发生偏移。

为防止浇筑混凝土时钢筋笼上浮，可在钢筋笼上端设置配重。

（4）钢筋笼入槽时的标高控制

制作钢筋笼时，选主桁架的两根立筋作为标高控制的基准，作好标记；下钢筋笼前测定主桁架位置处的导墙顶面标高，根据标高关系计算好固定钢筋笼于导墙上的设于焊接钢筋笼上的吊攀，钢筋笼下到位后用槽钢或工字钢穿过吊攀将钢筋笼悬吊于导墙之上。

下笼前技术人员根据实际情况下技术交底单，确保钢筋笼及预埋件位于槽段设计上的标高。

5.2.2.5防掏墙水下砼灌注

（1）清槽

槽段开挖到设计标高后，采用置换法对槽底进行认真清理，将尚未沉淀的土碴从槽段上口同泥浆一道带出来，使槽内底部上来0.2米处的泥浆比重调整到1.10以下，泥浆含砂率≤4%，沉渣厚度小于100mm,再静止1h的时间，等剩余泥碴沉到槽底，再采用槽底砂石吸力泵将沉碴集中吸出处理，槽口同时注入调整合格的泥浆，使槽段内泥浆最终达到各项指标。

清底工作示意图见图，施工中用反循环法。

清槽换浆工作在钢筋笼入模前完成，达到规范要求后才能下钢筋笼。

（2）混凝土的制拌

防掏墙抗渗等级P8，抗腐蚀系数≥0.8，因此在混凝土中还要按要求加入一定比例的抗渗抗腐外加剂，地下墙设计强度为C35。

灌注砼均采用商品砼，每个槽段的每车砼都要现场取样，作坍落度试验，发现不合格，立即退回厂家。

（2）砼灌注设备配置

灌注砼用的导管根据灌注速度及砼量选用直径Φ200mm的钢管，导管壁厚3mm，1m长一节，最下部一节长度为1.5m，采有内外套丝接头。

灌注混凝土的隔水栓采用预制混凝土塞。

料斗做成圆锥形，一次容量不小于2.5m3。

具体尺寸见下图。

导管料斗起吊机械采用GPS-15型钻机。

（3）混凝土灌注

①清槽完毕，泥浆经检查合格后（比重≤1.10，含砂率≤4%，PH值＞8，粘度＜25S），4h内开始灌注砼。

②为保证水下混凝土的灌注能顺利进行，灌注前应拟定灌注方案，主要机具应留有备用，灌注前应进行试运转。

③灌注前应复测沉碴厚度，办理隐蔽工程检查，合格后及时灌注，其间歇时间不宜超过4h。

④开始灌注时，隔水栓吊放的位置应临近水面，导管底端到槽底的距离0.3～0.5m。

⑤开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入水下混凝土中0.5m以上深度的混凝土储存量V≥3.6m3。

⑥混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h，每个单元槽段的每个导管灌注间歇时间不得超过30min，灌注宜连续灌注，不得中断。

⑦随着混凝土的上升，要适时提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下一般保持2～6m，严禁将导管底端提出混凝土面。

提升导管时应避免碰撞挂钢筋笼。

⑧设专人每30min测量一次导管埋深及管外混凝土面高度，以此判断两根导管周围砼面的高差（要小于0.5米），并确定导管埋入砼中的深度和拆管数量。

⑨在一个槽段内同时使用两根导管灌注时，其间距应不大于3m，导管距槽段端头不宜大于1.5m，槽内混凝土面应均衡上升，各导管处的混凝土表面的高差不宜大于0.5m，终浇混凝土面高程应高于设计要求0.5m，等凿去浮浆及墙顶0.5米高砼后使其符合设计要求标高内的砼质量满足设计要求。

砼灌注示意图见下图。

砼灌注及导管布置图

⑩在灌注作业时，若发现导管漏水、堵塞或导管内混入泥浆，应立即停灌并进行处理，做好记录。

灌注混凝土时，每个单元槽段应留置一组混凝土抗压试块，一组混凝土抗渗试块。

灌注砼时，槽段内的回收泥浆全部抽回泥浆池，经沉淀和处理后，符合要求的继续使用，不符合要求的按规定弃掉。