水库大坝防渗加固工程施工技术方案.doc
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1、 目 录1工程说明11工程概况12水文气象和工程地质13对外交通条件14合同项目和工作范围15本工程的施工关键问题2 施工总平面布置3 施工总进度计划31 控制性工期32 施工进度计划33 拟投入的主要施工机械和试验设备34 劳动力计划35 进度保证措施4 主体工程施工方法41 旋喷桩防渗墙42 基岩帷幕灌浆43 测压管埋设5 渡汛安全保障措施6 工程质量保证措施7 安全保证措施8 文明施工措施9 环境保护措施10内部管理制度和措施11对工程建设的合理化建议 1.工程说明 1.1.工程概况 本次招标的龙河口水库位于舒城县境内的杭埠河上游,坝址距舒城县城约25km。工程地理位置为东经 11646
2、,北纬3116。坝址以上控制流域面积1120km,水库除险加固后总库容9.03亿m3,校核洪水位75.05m, 设计洪水位72.64m,正常蓄水位68.30m,死水位53.00m,设计灌溉面积155万亩,防洪保护面积53万亩。 东大坝位于主河道上,坝型为粘土心墙砂壳坝,现状坝顶高程75.2m,防浪墙顶高程76.3m,坝顶长度 310m,最大坝高33.2m。原河床最低高程42m,坝基为3-8m后的砂砾石覆盖层,采用粘土心墙与铺盖联合防渗,铺盖总长192.15m,其中坝外铺盖长60m,坝内铺盖长85.85m,心墙地宽26.3m,心墙后铺盖长20m。加固后坝顶 高程75.8m,防浪墙顶高程77.1m
3、。 1.2.水文气象与工程地质 1)龙河口水库位于长江流域巢湖水系的一大支流上,地处亚热带湿润性季风气候区,四季分明,气候温和,雨量充沛。多年平均气温15.6,年极端最高、最低气温分别为40.6和-10.3;多年平均无霜期223d。多年平均降雨量1462mm,汛期6-9月平均降雨量754mm,占年总量的52%;最大年降雨量2189mm, 最大日降雨量218mm。多年平均流量30.5m/s,百年一遇洪峰流量11500/s,千年一遇洪峰流量19800/s,万年 一遇洪峰流量28500/s。多年平均蒸发量953mm。加固后汛期限制水位从65.5m提高到68.3m,水库总容9.03 亿m3,兴利库容4
4、.66亿m3,死水库容0.5亿m3。 2)东大坝坝址河床宽约160-180m。河床中覆盖层厚一般5m,最厚达7-8m,除河宽右侧有少量软壤土沉积层外,一般为粗、中砂和砂砾石组成。砂砾石层渗透性较大,是坝基渗漏的主要通道。 东大坝主要岩性有(凝灰)火山角砾岩、火山集块岩,胶结良好,抗压强度一般在30-100Mpa以上;东大坝基岩的强度在两岸坝基部位较高,河床部位强度较低。 东大坝坝体粘土心墙主要为粉质粘土,局部夹少量全风化凝灰岩团块,粘土心墙上部多为硬-硬可塑状态,下部多为硬-坚硬状态,大坝内外铺盖主要为中粉质壤土或粉质粘土,黄或棕黄色,硬可塑-可塑状。东大坝砂壳以砾质中、粗砂为主,黄或灰黄色,
5、稍密-中密状态。 1.3.对外交通条件 1)龙河口水库对外交通条件便利,对外交通主要是公路,距舒城约25km,距合肥市约85km。主坝坝址以下河道不通航,舒城-岳西公路在九井处现有公路通至龙河口水库,并经左岸上坝公路可通至东大坝坝顶。 2)承包方负责修建从已建公路至各施工地点的场内施工道路,并免费提供给业主、监理和设计单位使用,承包方负责设计、修筑、管理和维护施工道路。3)除发包方另有规定外,该工程项目所用的其它所有材料均由承包方负责采购、运输和储蓄。本合同工程无超大件和无超重件。 1.4.合同项目和工作范围1)东大坝坝基高压旋喷灌浆防渗墙:东大坝心墙底部为中粗砂砾石覆盖层,厚38m,为主要渗
6、流通道。从坝顶沿坝轴线向下钻孔(单排孔)实施高压旋喷灌浆防渗墙截断砂砾石层,防渗墙底部伸入基岩内1.0m,顶部伸入粘土心墙内4.0-4.5m;两岸坝段心墙与基岩直接接触,为防止接触冲刷破坏,沿接触面实施高压旋喷灌浆防渗墙,防渗墙底部伸入基岩内1.0m,顶部伸入粘土心墙内1-2m。防渗墙坝轴线总长283m,总面积约2289m2,墙底(距坝顶)最大深度约42m。2)东大坝基岩水泥帷幕灌浆:东大坝基岩表层透水性较强,实施水泥帷幕灌浆。帷幕浆孔为一排,轴线与旋喷防渗墙轴线一致,钻孔穿过旋喷防渗墙至基岩内。帷幕灌浆沿坝轴线长252m, 帷幕总面积约4800m2,帷幕底(距坝顶)最大深度约62m。3)埋设
7、12根测压管(分布于防渗墙两侧),单根长36.5m。4)为本工程施工承包人所必须的其它临时工程。1.5. 本工程的施工关键问题1) 与基岩、与心墙接触面的搭接处理问题:高压旋喷墙,设计上采取单排桩施工,一旦出现大的偏差,无补救措施,因此,下对基岩、上对心墙的接合处搭接的好坏是本工程的关键。2)高水头钻孔旋喷,防止渗流,形成连续墙的问题:高水头条件下的坝体钻孔,会引起渗流通道扩张,会加大渗流速度和渗流量。因此,旋喷墙必须在汛期来临之前完成,并且使墙体形成连续墙,也是本工程的关键。3)砼心墙和帷幕灌浆打深孔的垂度问题:无论是砼心墙深孔,还是帷幕灌浆深孔,超出设计规定垂度的钻孔,就可能造成相邻孔之间
8、搭接不好,会形成渗漏。因此,确立优化的垂度钻孔方案也是本工程的关键。2 施工总平面布置生活区拟选管理处大门对面、东大坝下游河滩空地。为满足大坝防渗墙加固施工的需要,在坝顶及东、西大坝之间的小山包上布置部分临时建筑,如现场值班室、钻机工具棚、泥浆站等。施工用水采用IS80-50-315型单级离心泵从水库抽取。铺设供水管路400米。另铺设废浆排污管500米。生活布置区生活用水及其它用水可接用管理处供水系统。临时房屋建筑面积表临时房屋单位建筑面积现场值班室m230钻机工具棚m240水泥仓库m2160配电房m230办公室m250宿舍m2300食堂m260合计m2710本工程施工用电主要利用系统电。设S
9、L9-315/10型降压变压器一台,在东、西大坝之间的小山包接入10KV高压线路。施工供气采用移动式空压机。施工总平面布置见施工总平面布置图。3 施工总进度计划31 控制性工期施工人员进场:2002年1月15日2002年1月20日;开工日期:2002年3月1日;旋喷墙施工试验:2002年2月5日2002年3月5日;坝基旋喷防渗墙:2002年3月6日2002年5月31日;基岩帷幕灌浆:2002年6月1日2002年11月15日;主汛期(6-8月)是否安排施工,视汛期来水情况和防汛部门的指示决定。测压管埋设:2002年9月1日2002年11月30日;全部工程于2002年12月15日完工。本工程的施工
10、关键线路为坝基旋喷防渗墙和基岩帷幕灌浆施工。32 施工进度计划见施工进度计划表。33 拟投入的主要施工机械和试验设备 拟投入的主要施工机械和试验设备见表“5.7”。34劳动力计划 劳动力计划见表“5.8”。35 进度保证措施为保证本工程按业主要求的合同工期顺利完成,我公司拟采取以下措施:(1)将该工程作为公司的直属项目来控制和管理,保证工程所需的人、材、机、物及资金的供应与配置。(2)成立精干的施工项目部,选调优秀的项目经理,严格实行项目法管理。项目部内设置强有力的工程管理系统,实施工程的项目责任制管理,项目部与作业层建立劳务合同关系,将项目按工序分解承包,责任到人。(3)加强科学管理,搞好施
11、工计划安排。我公司中标后,将尽快、详细编制实施性施工组织设计、报业主、驻地监理工程师审批后认真执行。在执行过程中,根据总施工进度计划和月、旬计划安排,阶段性目标,逐日派计划管理人员对施工过程的实施情况进行修定、完善、落实,并预测有可能影响进度的隐患所在,提出解决办法或调整施工计划,以保证工期进度总目标的实现。(4)选调精兵强将,搞好岗前培训。人员、队伍的配置上突出坝基旋喷防渗墙和基岩帷幕灌浆施工的专业特点,选调技术好、有经验、作风过硬的人员和队伍参加该工程的建设,并根据本工程的特点做好岗前培训,用一流的施工队伍,将该工程建成优质工程。(5)建立完善的技术、质量、安全保证机构及体系,强化管理,保
12、证工程的质量与安全,避免质量及安全事故对工期的影响。(6)确保控制性工程项目形象。针对本工程一开工就进入高强度施工的特点,迅速组织人员、设备进场,提前配合业主进行测量控制网点布设,施工部位的复测,搞好施工道路及临时设施的建设,以最快速度投入主体工程建设,确保工程按时完成。(7)根据工程的实际情况和工期要求,按施工部位,先后顺序合理布置施工力量。(8)采取必要的雨季施工管理、技术措施,做好雨季防洪、排水、防护等工作,保证工程雨季能连续施工。(9)搞好后勤保障。后勤人员要面向施工生产第一线,提供良好的生产条件、工作环境,同时要关心职工的生活,解决职工的后顾之忧,让施工人员安心生产。 (10)处理好
13、各种外部关系。争取一个良好的施工环境。在施工过程中,密切业主、设计、监理及当地政府、群众的联系,理顺关系,搞好团结,相互配合,排除干扰,创造良好的外部环境,确保工程施工顺利进行。4 主体工程施工方法41 旋喷桩防渗墙4.1.1.概述东大坝坝基砂砾石层内采用单排高压旋喷防渗,沿坝轴线布设,河床坝段孔距1米,两岸坝段孔距1.4米,防渗墙底部伸入基岩内1米,顶部伸入粘土心墙4.04.5米(两岸坝段为12米),沿坝轴线总长283米,总面积2289平米,墙底(距坝顶)最大深度约42米。防渗墙墙体设计要求:防渗墙的有效搭接厚度不小于60cm;防渗墙的抗压强度不小于:心墙粘土层为3Mpa,坝基砂砾石层为8M
14、pa;渗透系数不大于:心墙粘土层为110-6cm/s,坝基砂砾石层为510-6cm/s;4.1.2.配合比及现场高压喷射注浆试验(1)浆液配合比按照设计要求,通过配制程序及拌制时间、比重测定、流变参数、沉淀稳定性、凝结时间、浆液结石物理指标等试验选择,并报监理人审批。浆液配合比试验参数:水泥:掺合料:悬浮剂:促凝剂=1:0.7:0.03:0.03。(2)现场高压喷射注浆试验选择在地质条件具有代表性的地段,拟在坝后砂砾石地层进行,布置12个喷射孔构成一长方形围井,采用不同的孔距、压力、提升速度、浆液浓度等进行试喷,通过开挖检查、钻孔取样和压水试验等方法检测喷射墙体质量;另在粘土地层上布置2个喷射
15、孔进行试喷,已选定在粘土心墙中的喷射工艺参数。对硬土、深部土层和土粒大的卵砾石要多喷些时间,适当放慢提升速度和旋转速度或提高喷射压力和流量。 高压旋喷施工主要技术参数初步拟定如下:参数单位三重管法水压力MPa2030流量L/min80120喷嘴孔径及个数mm2-4,一或二个空 气压力MPa0.51.5流量m3/ min0.51.5喷嘴间隔及个数mm12, 一或二个浆 液压力MPa13流量L/min60150喷嘴孔径及个数mm10(二个)-14(一个)进浆比重1.61.8注浆管外径mm75或90提升速度Cm/min714旋转速度r/min1118根据拟定的技术参数,通过现场试验、质量检查,确定施
16、工参数。4.1.3.施工程序钻灌施工按由疏到密的原则,分序施工,先喷一序孔,再喷二序孔。施工工艺流程见图41。4.1.4.施工方法(1)钻孔。采用XJ100-A型回转式钻机造孔金刚石钻头钻进,泥浆固壁。孔位误差不大于1%孔距,成孔偏斜率不大于0.5%。(2)旋喷。高压旋喷注浆方法采用三管法,喷射灌浆采用四腿塔架型高喷台车。当喷射管下到设计深度后,按预定好的提升、旋转水水泥制 浆定 孔造 孔下喷射管喷射提升成 墙冲 洗高压水压缩空气冒浆图41 施工工艺流程速度,自下而上边喷射边旋转提升,直到设计高度停送水、气、浆,提出喷射管。冒浆量小于注浆量20%为正常现象,超过20%或完全不冒浆时,作如下处理
17、:在漏浆及渗流流速大的部位,及时调整浆液配合比,加大浆液稠度或加速凝剂,提高喷射压力与流量,降低提升速度与旋转速度,甚至停止提升、静喷,必要时复喷。冒浆过大。可减少注浆量或加快提升和回转速度,也可缩小喷嘴直径,提高喷射压力。在砂砾层喷射的冒浆,及时清除沉淀的泥渣,可以利用冒浆补灌已施工过的桩孔;而粘土层中,因冒浆中掺入粘土和清水,不能利用冒浆回灌。防渗墙的最后封堵段设在河床靠左右岸段。(3)封孔。钻灌施工结束后,在喷射孔内进行静压充填灌浆,直到浆液面稳定为止;对大坝心墙内的钻孔尚未被浆液充填的部位,采用人工分层抛填粘土球并捣实。4.1.5.质量检查 (1)高压喷射注浆作业前,进行材料、浆液配合
18、比、孔位及钻孔斜率等项目的质量检查和验收。(2)高压喷射注浆作业过程中,进行喷射插管插入深度或高程、高压喷射作业的工艺等项目的质量检查和验收。(3)高压喷射注浆施工结束后,进行桩(孔)的平面位置、墙体垂直度、连续性、均匀性和搭接程度、固结体的强度、透水性以及溶蚀和耐久性等项目的质量检查和验收。防渗墙整体的质量检验按设计要求选用钻孔取样(帷幕灌浆钻孔取芯)和围井试验等方法。围井试验以防渗墙作为围井的边墙,在板墙一侧布置16个喷射孔与板墙形成2个封闭围井,在井内钻孔,进行压水和抽水试验,检查墙体渗透性是否满足设计要求。4.1.6.质量控制(1)孔位:按设计要求布孔,用经纬仪放样定孔,孔位偏差不大于
19、1%的孔距,钻机安装要横平竖直,立轴或转盘与孔位中心对正,用地质罗盘仪校准,符合要求后方可开钻。(2)钻孔:按照地层选择钻进速度和给进压力,KXP-1测斜仪进行跟踪检查随时检校孔斜,发现问题及时纠偏。成孔偏斜率不大于0.5%;偏差率在合理范围内时,相应加大桩径来弥补因钻孔偏斜带来的搭界厚度的偏差。(3)开喷前由施工工程师填写高喷技术通知单。高喷台车对位固定牢靠。喷管下孔深度与钻孔深度相差不大于20cm,机械运转正常,各项参数达到设计要求,由监理、质检签证后开喷。(4)用比重计随时测定浆液浓度,若遇异常情况及时处理,以保证高喷质量。(5)喷射作业冒浆的处理:及时排运出冒浆,保持现场干净,或加以回
20、收再灌入。并透过冒浆出现的时间、冒浆中含土的种类和数量,水泥的含量和冒浆的多少等现象,间接了解高压喷射注浆质量,及时调整高压喷射注浆参数。喷射方向、提升速度和旋转速度的控制:提升速度匀速缓慢上提,配专人抽查。压力和流量的控制:出现压力下降低于设计值和压力骤增超过设计值时,表明注浆管的状态有异常现象,或是有漏浆的地方或是接头松动甚至脱落,或是堵管堵孔等,必须立即停机检查,修复后继续施工直至喷完一孔为止。 (6)机械故障、水电供应等原因造成喷射中断,及时处理,根据停喷时间长短决定复喷0.52.0米,不能及时处理的报监理工程师并提出处理方案。42 基岩帷幕灌浆4.2.1.概述基岩防渗采用单排帷幕灌浆
21、,轴线与防渗墙轴线一致,孔距2米,钻孔位置于相邻两旋喷孔连线的中部,钻孔穿过旋喷防渗墙至基岩内。帷幕灌浆沿坝轴线长252米,帷幕总面积约4800平米,帷幕底至透水率q=5Ln以下2米,最大深度(距坝顶)约62米。4.2.2.现场灌浆试验浆液的水灰比以及掺和料、外加剂等的品种及其掺量,通过配制程序及拌制时间、比重测定、流变参数、沉淀稳定性、凝结时间、浆液结石物理指标等试验选择,并报监理人审批。灌浆试验区选择在地质条件与实际灌浆区相似的地段,拟在坝轴线稍上游进行,布置3个灌浆试验孔,按照设计要求或监理人指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数实施,并检查灌浆的效果,整理分析各序孔
22、和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的试验资料,报监理人审批。4.2.3.施工程序钻孔在相应孔位附近的旋喷墙作业完成28天后再进行。分为三序施工,施工程序如下:先施工序孔,再施工序孔,最后施工序孔;在序孔施工中先钻先导孔,、序孔完成后,最后施工检查孔。帷幕灌浆施工工艺流程:孔位放样 钻进一段 冲洗 简易压水试验 灌浆 钻进一段 终孔灌浆后封孔。4.2.4.施工方法成孔方法。采用XJ100-A型回转式钻机金刚石钻头造孔,泥浆固壁钻进。孔径不小于76mm,钻孔时采用KXP-1测斜仪进行跟踪检查,孔斜偏差不大于技术条款规定值。检查孔需结合作墙体检查,要作全孔取芯、编录,采用双管单动钻具取芯,使岩芯获得
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