水下混凝土施工方案修改.docx
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水下混凝土施工方案修改
四川省东义河益地水电站
鲁司施工场地工程
施工组织设计
编制：
审核：
批准：
葛洲坝集团第一工程有限公司
益地水电站施工项目部
二0一二年十二月
第一章工程综合说明
1.1工程概况
益地水电站鲁司施工场地工程主要是为解决益地水电站砂石生产系统生产场地及原料（主体工程可利用石渣）堆场，并对河道进行疏浚、防护。
场地防护标准采用全年50年一遇洪水标准，主河道洪峰流量605m3/s，鲁司沟洪峰流量28.7605m3/s。
鲁司施工场地工程沿河挡墙沿河布置，起止控制点C1~C8除C1、C8在现河道岸边外，其余C2~C7均在现河道内，水深范围0.5m~3m,且设计要求挡墙基础埋深在2~3m左右。
详见附图1：
《鲁司施工场地平面布置图》。
1.2主要工程量表
主要工程量表
序号
项目名称
单位
工程量
备注
1
道路修筑
km
0.8
2
围堰填筑
m3
6000
3
围堰拆除
m3
6000
4
施工期排水
项
1
5
护脚、挡墙基础开挖
m3
27771.4
6
M10浆砌块石挡墙（含C15水下混凝土）
m3
8647.4
8
石渣填筑
m3
30513.5
9
干砌块石护坡
m3
645.8
10
鲁司沟箱涵
项
1
第二章施工总体规划及方案比较
2.1编制依据
（1）设计图纸工程数量、质量标准、工期要求等。
（2）现场实际情况。
（3）部颁及国家现行设计、施工及验收规范及招标文件提出的有关技术标准。
（4）我公司多年来的施工经验及施工水平。
2.2工期、质量、安全、环保及文明施工目标
2.2.1工期目标
确保工程按业主、监理要求的工期目标完工，即2012年月12月20日开工，2013年月4月30日（汛期前）完成水面以下部分，2013年8月1日前全部工程完工，总工期223天。
根据我单位技术水平和机械设备的投入状况，抓住施工过程中的重点、难点，统筹兼顾组织好项目施工，制定切实有效的工程保障措施，合理安排好施工程序，抓好工序衔接，采用配套的机械化施工，提高施工工效，加快施工进度，确保控制性工期按期（或提前）完成。
2.2.2施工质量目标
按分项工程，建筑工程合格率100%，建筑工程优良率≥85%（按电力行业标准进行建筑部分验收的工程）。
2.2.3安全目标
建立严格的安全经济责任制，运用系统工程的思想，坚持“以人为本、教育为先、预防为主、管理从严”的原则，做好安全事故的超前防范工作，做到机构健全、措施具体、落实到位、奖罚分明，确保实现安全管理目标——“四无一杜绝一创建”（即无工伤死亡事故、无重大机械设备事故、无交通死亡事故、无火灾和洪灾事故；杜绝重大事故；创建安全文明工程）。
2.2.4环保及文明施工目标
以“均衡生产、文明施工、科学管理”为宗旨指导工程建设。
在合同实施的同时，同步实施相应的环保措施，使施工现场各项环保指标达到国标和地方标准、满足合同要求。
施工作业人员一律挂牌上岗，工地做到整洁、有序，施工标志齐全、美观，施工工艺科学合理，推进程序化、标准化作业，创建安全文明工程。
2.3方案比较
为保证日后建于鲁司场地工程上的鲁司砂石系统所需的系统布置及原料、成品料堆场面积，鲁司场地工程挡墙大部位于现河流中部。
现有河道中部水深约0.5~3m范围内，考虑围堰或挡墙建成后对河道束流，水深将接近或超过4m，加上挡墙基础下挖3m以上，挡墙基础底部将处于水面以下7m左右。
鲁司施工场地挡墙基础设计方案为：
若不能保证干地施工，则采用C15水下混凝土。
2.3.1干地施工方案（浆砌石挡墙基础）
采用该方案，则必须保证护脚及挡墙基础开挖完成后的干地施工；由于河道内均为较厚透水砂砾层，为达到该目的，必须对围堰及其下部河道基础做防渗处理。
由于工程所在地无粘土料源，只有在在普通土石围堰围堰施工完成后，在其上进行防渗墙或高喷（旋喷）防渗施工，按常规要求，防渗体深度约15~20m（含围堰部分），该处总长度500m左右。
如采用该方案，仅防渗体施工时段就长达4个月以上，增加成本近700万元，排水费用也大幅增加。
显然，无论从工期（2013年4月底汛期前，挡墙应施工完水面以下部分）还是成本考虑，都无法满足要求。
2.3.2水下混凝土挡墙基础方案
如将挡墙下部（底部至施工期水位线以上1m范围内）改为水下混凝土施工，截至2013年4月底，挡墙下部可完成工期目标（详见附表：
《鲁司施工场地进度计划表》）。
2.3.3经济比较
两种方案经济比较详见附表5、6。
2.3.4工期比较
详见附表1、2。
2.3.5结论
通过干地施工及水下混凝土以上两种方案技术可行性及经济比较，无论从工期以及成本考虑，挡墙下部水下混凝土施工方案显然可以满足节点工期目标，将大大降低工程成本，具备较高的可行性，建议采用该方案。
2.4主要施工程序
2.4.1鲁司料（渣）场场地工程
2.4.1.1干地施工方案
施工准备→围堰填筑→防渗体施工→施工排水→基坑内施工道路修筑→护脚及挡墙基础开挖→大块石护脚施工→浆砌石挡墙砌筑→场地石渣填筑→干砌块石护坡砌筑。
2.4.1.2水下混凝土施工方案
施工准备→围堰填筑→基坑内施工道路修筑→护脚及挡墙基础开挖→大块石护脚施工→支架、模板施工→水下混凝土浇筑→养护（水面以上部分）→模板、支架拆除→场地石渣填筑→浆砌块石挡墙砌筑→干砌块石护坡砌筑。
2.4.2鲁司沟箱涵工程
施工准备→改沟（路）→涵洞开挖→模板及钢筋施工→混凝土浇筑→养护→模板拆除→回填→恢复原有沟渠及道路。
2.5施工进度计划
2.5.1干地施工方案
2012年12月20~2013年1日开工，2013年7月15日完成水面以下部分浆砌石挡墙，2013年9月20日完工。
其中：
2012年12月20~2013年1月5日：
施工准备期，完成人员、设备组织及进场；
2013年1月1日~1月20日：
完成临时围堰填筑；
2013年2月1日~5月31日：
完成围堰防渗体施工；
2013年3月1日~4月15日：
完成鲁司沟箱涵施工；
2013年6月1日~7月31日：
完成护脚及挡墙基础开挖、大块石抛筑；
2013年6月2日~8月21日：
完成浆砌石挡墙施工；
2013年6月2日~8月21日：
完成浆砌石挡墙施工；
2013年6月11日~8月31日：
完成鲁司施工场地石渣填筑；
2013年9月10日：
鲁司施工场地工程完工。
详见《施工进度计划（干地施工方案）》。
2.5.2水下混凝土方案
20313年日开工，2013年4月30日完成水下混凝土浇筑，2013年7月30日完工。
其中：
2012年12月20~2013年1月5日：
施工准备期，完成人员、设备组织及进场；
2013年1月1日~1月20日：
完成临时围堰填筑；
2013年2月1日~3月31日：
完成护脚、挡墙基础开挖及大块石抛筑；
2013年2月10日~4月30日：
完成挡墙水下混凝土部分浇筑；
2013年3月1日~4月15日：
完成鲁司沟箱涵施工；
2013年3月10日~6月10日：
完成挡墙上部浆砌石部分砌筑及施工场地石渣填筑；
2013年6月21日：
鲁司施工场地工程完工。
详见《施工进度计划（水下混凝土施工方案）》。
三施工资源配置
3.1主要施工机械设备配置
3.1.1干地施工方案
主要施工机械设备详见下表。
主要设备表
序号
项目名称
规格型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
1.2m3
台
1
2
自卸汽车
18t
台
4
3
装载机
3.0m3
台
1
4
强制式混凝土搅拌机
0.75m3
台
2
5
砂浆搅拌机
0.1m3
台
2
6
钻机
XJ100型
台
2
7
高压泵（压浆车）
ACF-700
台
2
7
钢筋弯曲机
台
1
8
钢筋切断机
台
1
9
钢筋调直机
台
1
10
柴油发电机
200KW
台
3
12
离心式抽水机
37KW
台
4
13
潜水泵
13KW
台
8
14
推土机
135KW
台
1
15
振动碾
18t
台
1
16
蛙式夯
台
2
3.1.2水下混凝土施工方案
主要施工机械设备详见下表。
主要设备表
序号
项目名称
规格型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
1.2m3
台
1
2
自卸汽车
18t
台
4
3
装载机
3.0m3
台
1
4
强制式混凝土搅拌机
0.75m3
台
2
5
砂浆搅拌机
0.1m3
台
2
6
混凝土输送泵
30m3/s
台
2
7
钢筋弯曲机
台
1
8
钢筋切断机
台
1
9
钢筋调直机
台
1
10
柴油发电机
200KW
台
2
11
承料漏斗及导管
套
2
12
离心式抽水机
37KW
台
2
13
潜水泵
13KW
台
4
14
推土机
135KW
台
1
15
振动碾
18t
台
1
16
蛙式夯
台
2
3.2劳动力计划
3.2.1干地施工方案
详见附表4：
《劳动力计划表（干地施工方案）》。
3.2.2水下混凝土施工方案
详见附表3：
《劳动力计划表（水下混凝土施工方案）》。
第四章施工方案（干地施工方案）
4.1施工准备
施工人员、设备进场：
收到监理工程师指令后10天内完成进场。
施工供电：
采用2台200KW柴油发电机供电，1台200KW柴油发电机备用。
施工供水：
拌合系统用水由水泵自东义河抽取。
混凝土拌合系统：
采用两台0.75m3强制式混凝土搅拌机。
施工布置见《鲁司施工场地施工平面布置图》。
4.2施工围堰填筑
由于工程所在地无粘土料源，施工围堰采用土石围堰，利用料场石渣及河滩料填筑，对原河道进行改道分流。
水位较浅部位采用挖掘机开挖河滩料直接堆筑；水位较深部位采用进占法施工，挖掘机或装载机装车，18t自卸汽车运输，自卸汽车结合装载机碾压方式。
围堰为结构型式为梯形断面，由于受施工部位及河道尺寸制约，具体尺寸根据现场实际情况实施，预计围堰填筑工程量约6000m3。
4.3围堰防渗体施工
为保证浆砌石挡墙基础砌筑时处于干地施工，必须对围堰及其基础作防渗处理，根据以往经验及现场实际情况，选定高压喷射注浆法（即旋喷法）施工，利用旋喷桩作为帷幕，阻截地下水。
本工程采用二重管法，桩径1m，间距2m。
根据现场实际情况估算，预计深度为平均15m左右。
4.3.1主要设备
钻机：
XJ100型振动钻机
高压泵：
ACF-700压浆车
旋喷管：
单管，42mm地质钻杆。
喷嘴直径3.2~4.0mm
高压胶管：
工作压力31N/mm2，内径19mm
4.3.2施工方案
4.3.2.1施工工艺流程：
钻机就位→桩管打入土中→拔起一段套管→拆除地面上套管，插入旋喷管→旋喷→自动提升旋喷管→拔出旋喷管与套管
4.3.2.2施工要点
（1）施工前对围堰顶部进行平整，挖好排浆沟，做好钻机定位。
要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1.5%。
（2）利用旋喷管射水成孔至设计深度后，再一边提升，一边进行旋喷。
（3）插入旋喷管前，先检查高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，插入后先做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
如因踏孔插入困难时，可用低压（0.1~0.2N/mm2）水冲孔喷下，但必须将高压水喷嘴用塑料布包裹，以免泥土阻塞。
（4）喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等旋喷参数根据现场试验确定。
（5）喷射时，应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升旋喷管。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防状体中断，同时立即进行检查，排除故障；如发现有浆液喷射不足，影响状体的设计直径时，应进行复核。
（6）桩喷浆量Q（L/根）按下式计算：
Q=H*q（1+β）/v
式中H——旋喷长度（m）；
V——旋喷管提升速度（m/min）；
q——泵的排浆量（L/min）；
β——浆液损失系数，一般取0.1~0.2
旋喷过程中冒浆量应控制在10~25%之间。
（7）喷到标高后，提出旋喷管，用清水清洗管路，防止凝固堵塞。
相邻两桩施工间隔时间应不小于48h。
4.4施工排水
4.4.1初期排水
为使基础开挖施工时围堰基坑内水位处于较低水平，保证围堰基坑内施工便道及护脚、挡墙基础开挖及出渣的正常施工，在围堰内中部及下游处各设置一处固定集水坑作为降水井点，离心式水泵抽水，潜水泵辅助。
按堰内水面面积约16000m2，平均深度1.5m考虑，初期抽水量约为24000m3。
4.4.2经常性排水
除两处固定降水井点外，为保证浆砌石挡墙基础的干地施工，根据堰内水位实际情况，在基础附近分段布置集水坑，深度比附近基础深2~3m，潜水泵排水，保证浆砌石挡墙砌筑时无积水。
4.5围堰基坑内施工便道施工（护脚及基础开挖用）
挖掘机修筑，局部软基沉陷部位填筑石渣。
4.6护脚、挡墙基础开挖
根据设计图纸浆砌石挡墙沉降缝布置情况，分段开挖（15m）。
挖掘机开挖，自卸汽车装车运输至鲁司场地后区堆放或填筑（可用料），无用料运至指定弃渣场。
4.7浆砌石挡墙砌筑
测量放线→基础开挖、清理工作面→基槽排水→工作面清理→分层砌筑→勾缝→养护→检查验收。
具体施工方案同第5.8节。
4.8其它项目施工
同5.7~5.10相关章节。
第五章施工方案（水下混凝土方案）
5.1施工准备
施工人员、设备进场：
收到监理工程师指令后10天内完成进场。
施工供电：
采用1台200KW柴油发电机供电，1台200KW柴油发电机备用。
施工供水：
拌合系统用水由水泵自东义河抽取。
混凝土拌合系统：
采用两台0.75m3强制式混凝土搅拌机。
施工布置见附图1：
《鲁司施工场地施工平面布置图》。
5.2施工围堰填筑
由于工程所在地无粘土料源，施工围堰采用土石围堰，利用料场石渣及河滩料填筑，对原河道进行改道分流。
水位较浅部位采用挖掘机开挖河滩料直接堆筑；水位较深部位采用进占法施工，挖掘机或装载机装车，18t自卸汽车运输，自卸汽车结合装载机碾压方式。
围堰为结构型式为梯形断面，由于受施工部位及河道尺寸制约，具体尺寸根据现场实际情况实施，预计围堰填筑工程量约12000m3。
5.3施工排水
为使基础开挖施工时围堰基坑内水位处于较低水平，保证围堰基坑内施工便道及护脚、挡墙基础开挖及出渣的正常施工，在围堰内中部及下游处各设置一处集水坑，离心式水泵抽水，潜水泵辅助。
按堰内水面面积约16000m2，平均深度1.5m考虑，初期抽水量约为24000m3，再考虑基础开挖期间的2个月经常性排水。
5.4围堰基坑内施工便道施工（护脚及基础开挖用）
挖掘机修筑，局部软基沉陷部位填筑石渣。
5.5护脚、挡墙基础开挖
挖掘机开挖，自卸汽车装车运输至鲁司场地后区堆放或填筑（可用料），无用料运至指定弃渣场。
5.6水下混凝土挡墙施工
5.6.1施工方法
水下混凝土施工有以下几种施工方法：
导管法、泵压法、吊罐法、夯击法、振捣法、袋装法。
以上施工方法适用范围为:
当水深大于1.5m时宜采用导管法，泵压法及吊罐法；当水深小于1.5m时宜采用夯击法及振捣法；临时性工程可采用袋装法。
为保证施工质量，本项目采用常规的导管法施工，混凝土土输送泵泵送至承料漏斗，导管入仓浇注，浇筑至水位线以上1m。
根据设计及浇筑强度要求，采用10m分仓（缝），每仓两套承料漏斗及导管，导管间距5m。
共计约35仓，每仓混凝土约40~300m3，备仓（支架、立模及仓面处理）5天，浇筑混凝土1~3天。
5.6.2主要设备
混凝土输送泵（30m3/h）：
输送混凝土拌和料用，数量1台。
挖掘机：
模板、支架安装吊移用。
导管：
浇筑水下混凝土用，直径200mm，中间管长2m，短管作调节长度用，壁厚3～6mm，管端采用快速接头，可以止水。
承料漏斗：
放在顶节导管上，起承料、调节下注混凝土量作用，进口边长为600～1200mm，进口以下为锥度35°～45°的倒锥体，逐渐缩小至与导管尺寸相适应，其容积应满足以下要求：
导管下口埋深所需要的首批混凝土数量，同时导管内混凝土还应保持一定高度使导管内混凝土内压力与管外水压相平衡（见图1）。
计算可知，承料漏斗容积应约为3m3。
工作平台：
固定承料漏斗用，工人在其上操作可解决混凝土浇筑及导管提升的拆除等。
搅拌站：
采用2台0.75m3强制式混凝土搅拌机。
装载机（0.8m3）：
搅拌站进骨料用。
导管起吊设备：
用葫芦利用平台提升，起重能力按表1估算。
表1不同导管长度要求的起重能力（ｔ）
导管长度（m）
设置有转料斗时
未设置转料斗时
5～10
10～20
20～30
2～3
3～4
4～5
3～4
4～6
6～8
5.6.3主要人员
（1）技术主管及现场施工负责人各1人，负责水下混凝土浇筑的质量及进度控制。
（2）机械使用工8人：
操作搅拌机、挖掘机、水泵及混凝土输送泵等；
（3）混凝土试验工1人：
负责水下混凝土浇筑用的混凝土现场质量控制。
（4）模板工：
6人，负责导管的安拆，支架、模板的安拆。
（5）其他：
8人。
5.6.4材料
水下混凝土浇筑用的原材料，除要满足<<水运工程混凝土施工规范>>（JTJ268—96）的要求外，还应符合如下要求：
水泥：
应采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
砂：
以河砂为好，水下混凝土含砂率比较大，约为40～47％，以满足水下混凝土的流动性要求。
骨料：
如有可能宜用卵石；缺乏卵石时，可用碎石，为保证顺利浇注及施工质量，对粗骨料粒径要求应符合：
最大粒径不得大于导管内径的1/4和钢筋间距的1/4，并不得大于40mm；最小粒径＞8～18倍的最大粒径的砂粒。
外加剂：
为改善混凝土拌和料的和易性等，并增混凝土在水下抗冲刷性能，应加入减水剂、引气剂及不分散剂（UWB絮凝剂）。
5.6.5施工工序
施工工序见图2。
施工前，施工方案报监理工程师审批，并附上责任管理人员和试验人员的名单，根据已审批的方案施工。
（1）浇筑前准备工作
a）混凝土配合比设计及试验，按如下要求进行：
计算试配强度：
陆上配制强度应比设计强度标准值提高20％～30％；
坍落度：
一般为16～22cm。
b）设计出混凝土配合比后，经过试验室试拌，其流动性及强度均满足要求，才能在现场正式使用该配合比进行浇筑。
c）承料漏斗与导管的安装工与固定：
在工作平台支架上牢固安装三脚架，承受料漏斗及导管用钢丝绳吊装在三脚架上，并固定防止其晃动。
d）仓面清理：
仓面上的石渣、淤泥渣等杂物一定要清除干净，经验收合格才能下导管。
e）搅拌混凝土：
由于水下混凝土浇筑速度不宜过低，更不可中断，因此对搅拌站的搅拌能力应不小于仓面的小时浇筑强度的1.5倍。
f）混凝土拌和料运输：
采用混凝土输送泵输送混凝土至承料漏斗。
（2）浇筑
a）混凝土拌和料运到浇筑地点必须取样检查坍落度，符合以上所规定的值，否则该混凝土不得用于水下混凝土的浇筑。
c）混凝土输送泵泵送混凝土至承料漏斗，再经过竖直导管到仓底。
（3）注意事项
a）基槽开挖应尽量避免对底部原状土的扰动，开挖完成后应按设计要求进行地基承载力试验，满足要求后方可进行下步施工。
b）开始浇筑方法：
第一批混凝土拌和料进入导管后，能否在隔水的条件下顺利到达仓底，使导管底部埋入混凝土一定深度，是浇筑水下混凝土的重要环节。
我们常用顶塞法，（俗称剪软塞采用麻袋或布袋做成，内包麻布或锯屑（也有用泡沫塑料做的圆球）圆形滑塞，滑塞直径应比导管内径小15～20mm。
浇筑前利用引出的吊绳（铅丝）把滑塞悬挂在承料漏斗下面的导管中（见图3），埋入导管内1～2m。
为防止滑塞与导管间的缝隙进水，常在滑塞顶部铺2～3层稍大于导管直径的水泥袋或一层胶皮板，在即将开浇时，再散铺一些干水泥或水泥砂浆，以免浇筑时混凝土中骨料卡入滑塞，以至增加下滑阻力。
当滑塞以上的导管及承料漏斗充满混凝土拌和料后，视水深及仓底情况不同，分别采取立即斩断吊绳，下滑到导管中部剪断吊绳或下滑接近孔底才剪断吊绳。
未剪断吊绳前，可利用下放吊绳控制混凝土沿导管下滑速度，剪断后，依靠混凝土自重推动混凝土下落。
当水深在10m以内，可以在滑塞以上盛满混凝土后，立即剪断吊绳。
当仓面水较深，为防止首批混凝土拌和料在导管中长距离自由移动时产生分离，可将滑塞随着混凝土不断灌入，逐渐放松吊绳，控制下滑速度在9～10m/min左右，直到滑塞离仓底小于5m后，才剪断吊绳。
如采用充气皮球或泡沫塑料作顶塞，也可以不用吊绳，利用外水压力及管壁的摩擦力控制下滑速度。
为使滑塞能翻出导管口，导管底部距仓底距离，应比滑塞的直径大5～10cm，但亦不能过大。
滑塞被挤出导管后，再把导管下降至仓底10～20cm，使导管管脚能有更多部分埋入首批浇筑的混凝土拌和料中。
完成开浇阶段后，用强光手电筒检查导管空管部分，若不渗水，即可连续不断的浇筑混凝土。
c）中间浇筑阶段
当导管内未灌满混凝土时，后续混凝土应徐徐倾入承料漏斗中，防止积存在导管内的空气不能及时排出时产生的高压气囊，将导管节间胶垫挤出，招致漏水，不同水深时的导管控制浇筑强度见表2。
表2不同水深时的导管控制浇筑强度（米3/时.根）
导管直径（mm）
150
200
250
300
350
400
混凝土导管内下落速度（米/分）
灌筑
区水
深
（米）
＜10
10-15
15-20
＞20
＜5.3
5.3-6.5
6.5-7.8
7.8-8.7
＜9.0
9.0-10.8
10.8-
13.0
13.0-
14.6
＜14.7
14.7-
17.6
17.6-
21.2
21.2-
23.8
＜21.3
21.3-
25.6
25.6-
30.7
30.7-
34.5
＜28.8
28.8-
34.6
34.6-
41.5
41.5-
46.7
＜37.8
37.8-
45.4
45.4-
54.4
54.4-
61.2
＜5.0
5.0-6.0
6.0-7.0
7.0-8.0
在整个浇筑过程中，应避免混凝土拌和料直接溅入仓内水中，即使是在面板上的混凝土，也应通过导管注入，不能直接抛入仓内，以免被水稀释离析，影响浇筑混凝土质量。
正确掌握导管埋入混凝土内深度，对混凝土浇筑质量影响很大，正常浇筑时，导管内混凝土面约在水深的0.4～0.6倍处于内外压平衡状态，混凝土面过低过高，都
要调整导管埋入深度。
当提升或下降导管不能使导管内混凝土面处于正常状态时，有可能是产生事故的先
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