防渗墙施工方案By阿拉蕾.docx

防渗墙施工方案

2010年4月10日

防渗墙分部工程施工方案
1、防渗墙施工平台及混凝土导墙施工
1.1、防渗墙施工平台
先将坝顶开挖至混凝土防渗墙顶高程154.6m，开挖的土方填筑在大坝下游侧，增加液压抓斗施工平台的宽度，形成防渗墙中心线距下游坝肩约9m的工作平台。
1.2、混凝土导墙施工
坝顶开挖完成后进行钢筋混凝土导墙施工。导墙形状成I型，墙高1.0m，导墙的内间距0.35m，采用C20钢筋砼结构。
导墙土方开挖前用经纬仪放出防渗墙中心线，在中心线两侧用灰线撒出导槽的坡脚线及坡顶线。用挖掘机先在坡脚线范围内开挖基槽，在接近设计底面高程10cm左右时，应及时用水准仪抄平，打上水平桩，以作为挖槽时控制深度的依据。
2、砼防渗墙施工
2.1、槽段划分及设备机具选型
2.1.1、槽段划分
槽段的长度宜尽量加长，以减少槽段之间接头数目，提高墙体的整体性。但是受坝基地质条件限制及成槽深度等因素影响，槽段又不宜过长。根据本工程坝体及坝基地质条件和防渗墙深度情况,本工程分两序槽施工，Ⅰ序槽长9米，Ⅱ序槽长9米，Ⅰ、Ⅱ期槽间隔布置，先施工Ⅰ期槽孔，再施工Ⅱ期槽孔，用油漆在导墙顶部两侧标记出槽段号及每一槽孔编号。
2.1.2、设备机具选型
根据本工程特点，防渗墙厚30cm，最大深度约33m左右，坝体地层自上而下为人工填土、粘土层。为保证成槽质量及墙体垂直度，防渗墙造槽采用液压抓斗机直接进行施工。根据以上施工方法确定防渗墙施工主要机具为：
①、宝峨GB-26型液压抓斗，基本性能参数如下：
斗体厚300mm，开斗宽度2800mm，开斗高度7000mm，斗容1.0m3，斗重10.2t。
②、YJB-1200液压拔管机，基本性能参数如下：
液压系统工作压力25Mpa；最大工作压力30Mpa；正常起拔力3600kN；垂直提升速度不小于580mm/min；油缸行程750mm，拔管直径300～1200mm。
③、砼拌制采用两套JS500强制拌合机拌制，混凝土运输采用HB-60输送泵。
辅助设备配25t汽车吊1辆，CZ-30装载机1辆以及电子配料机、砼浇筑平台等。
2.2、防渗墙施工工艺流程
根据本工程的施工情况，考虑地质特点、工期要求、施工环境影响等条件，本工程防渗墙成槽采用“抓取法”施工工艺，整个防渗墙施工工艺流程如图表所示。
平整场地

测量放线

制备新泥浆

导墙和施工平台施工、槽段划分

设备就位
成槽施工

泥浆性能检测
构筑泥浆站

终孔 槽深、垂直度检查验收

砼拌合站
安装、调试
制备运送砼
泥浆回收池

接头清理（二期）

清孔换浆、检测泥浆指标及槽底沉渣

回收、净化、处理

吊装安置灌注导管
废浆渣排放

现场试验砼坍落度等

砼试块制作、养护
灌注混凝土

提出清洗灌注导管
灌注至最后
2米的泥浆

整理汇总资料、提交报告

图表 防渗墙施工工艺流程图
2.3、泥浆护壁及泥浆制作
根据本工程地质及设计特点，为保证砼防渗墙成槽施工质量，选用低固相膨润土泥浆固壁。固壁泥浆在施工中不仅直接影响施工进度和槽壁稳定，并且在施工中起到冷却、润滑钻具，悬浮岩屑及防止塌孔的作用。
2.3.1、制浆材料：
a、膨润土：选用的膨润土达到石油部部颁标准《钻井液用膨润土》（SY5060-93）所规定的二级膨润土指标。
b、水：用新鲜洁净的淡水，使用前对水质进行化验。
c、分散剂：选用工业用纯碱。
d、絮凝剂：选用聚丙烯酰胺。其功能为对膨润土护胶，同时提高抗剪切稀释能力。
1.2.3.2、泥浆拌制和质量控制
泥浆制备设备包括储料斗螺旋输送机、磅称、定量水箱、高速回转搅拌机、药剂贮液桶等。搅拌前先做好药剂配制，纯碱液配制浓度为1：10～1：5，CMC液对高粘度泥浆的配制浓度为1.5%。搅拌时先将水加至1/3，再把CMC粉缓慢撒入，用软轴搅拌器将大块CMC搅拌成小颗粒，继续加水搅拌。配制好的CMC液静置6h后方可使用。泥浆搅拌前先将水加至搅拌筒1/3后开动搅拌机，在定量水箱不断加水同时，加入膨润土、纯碱液，搅拌3min后，加入CMC液继续搅拌。搅拌好的泥浆静置24h后使用。泥浆制备流程见图表。
纯碱液制备
CMC液制备
膨润土
水
静置6h
制备泥浆
投入使用
静置24h

图表 泥浆制备流程图

泥浆拌制质量控制措施：
a、泥浆拌制选用高效、低噪音的高速回转搅拌机（ZL400型制浆机）2台，制浆能力250立方米/台班，可满足现场需求。
b、每盘膨润土上浆的搅拌时间为3min。
c、应按照规定的配合比配置泥浆，各种材料的加量误差不得大于5%。
d、新制膨润土浆需存放24小时，经充分水溶胀后方能使用。
e、贮浆池内泥浆经常搅动，并用压缩空气助拌，保持指标均一，避免沉淀或离析。
f、在施工过程中，槽孔内的泥浆由于岩屑、离子混入和其他处理剂的消耗，泥浆性能将逐渐恶化，必须进行处理再利用。
g、泥浆检测和控制要求
在搅拌机中取样，经水化溶胀24小时后测定比重、漏斗粘度；在新浆贮浆池内取样进行检测的项目有比重、漏斗粘度；在抓斗正常抓进时，对循环浆进行的检测项目有比重、漏斗粘度和含砂量。
2.3.3、泥浆的再生处理及废浆排放
经过处理的泥浆经检验后，还要补充相应的材料，进行泥浆再生调制，泥浆技术性能指标符合要求后，送入储浆池待新掺入材料与泥浆完全融合后使用。
施工中泥浆输送设备选用11KW离心泥浆泵配5寸胶管，由泥浆池将新鲜泥浆（在泥浆池中存放24小时以上的泥浆）输送到开槽现场。施工中不合格的泥浆可输送至废弃泥浆池，运至指定弃渣场。为保证水库内水质不被污染，在泥浆拌制及施工过程中应严格控制各种污染材料流入库内，以防入库污染水源。
2.4、防渗墙成槽施工
坝体防渗墙成槽采用“抓取法”工艺。由液压抓斗直接抓取槽段两端的土体至设计深度，最后抓取孔间的副孔至设计深度。该施工方法的优点是施工质量好，孔斜控制方便，成槽质量高。
①本工程防渗墙成槽采用“抓取法”施工工艺，根据抓斗斗体的开度，合理确定主孔和副孔长度，施工中先抓取主孔，再抓取副孔。该施工方法的优点是施工速度快，适用于槽孔深度不大的地层，孔斜控制方便，成槽质量高。施工顺序为先施工Ⅰ期槽段，再施工Ⅱ期槽段。开槽前，导墙内注入泥浆至导墙壁顶以下0.3～0.5米，并在整个成槽过程中浆面不得低于导墙顶以下0.3～0.5米。成槽过程中,特别注意泥浆是否出现漏浆，槽壁是否出现坍塌，是否碰到较大孤石。机械手操作时应注意抓斗本身自动测斜电脑的显示数据，发现异常情况应及时采取纠偏措施以使槽孔垂直度在规定范围之内。
②、槽孔宽度30cm，孔壁平整垂直,孔位中心允许偏差不大于±3%，孔斜率不大于0.4 %；对于Ⅰ、Ⅱ期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值应不大于墙厚的1/3；
2.5、终孔及清孔验收
槽孔成孔后，先由施工班组质检员进行检查，槽孔应满足以下指标：
a.槽孔孔壁平整垂直，孔位中心偏差不大于3cm；
b.孔斜率不大于0.4%；
c.对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值不大于墙厚的1/3，并保证设计厚度。
槽孔终孔验收合格后进行清孔。采用抓斗捞取槽孔内大部分淤积和大颗粒沉渣进行清孔，直至淤积厚度满足要求。
清孔过程中如发现泥浆指标不能满足设计要求，则在清孔结束时换新浆，一般换浆量为槽内体积的1/3。
清孔后要求达到下列标准：
a.孔底淤积厚度不大于10cm；
b.含砂量不大于6%，粘度不大于30s；
c.密度不大于1.15g/cm3；
Ⅱ期槽孔清孔结束前，还要刷洗Ⅰ期槽孔段砼孔壁上所吸附的岩渣、泥皮，利用钢丝刷，采用自上而下分段刷洗，标准是刷子钻头上不再带泥硝为合格标准。清孔验收合格，由现场经监理工程师签发清孔验收合格证后，方可进行下道工序施工。
施工中产生的废渣，包括抓斗抓出的土料料，均为造孔废渣，施工时按要求就近堆放处理。
2.6、墙体连接（“接头管法”）
根据我单位以往防渗墙施工经验和工程的实际情况本工程防渗墙接头拟采用“接头管法”，在实施Ⅰ、Ⅱ期槽段连接时用下设接头管。这种方法优点在施工方便，无需增加其它设备，并能节约混凝土。该方法增大了Ⅰ、Ⅱ期砼的接触面积，使墙段接头较好，并能加快施工进度，减少砼损耗。
在Ⅰ期槽孔浇注前，在槽孔两端下设直径略小于槽宽的钢制接头管，孔口固定后浇注砼，浇筑过程中随时松动接头管，待砼初凝后起拔接头管，形成接头孔。接头管分节制作，插销连接，采用液压拔管机起拔。
接头管安设程序见图表：

接头管场地平整
吊车、拔管机就位
下节接头管吊装就位
首节接头管下设用拔管机锁定
定位销连接上下两节接头管
接头管下到位用拔管机重新锁定
末节接头管就位、安装、下设
完 工
图表 接头管安设程序图

拔管机起拔接头管示意图见图表所示：

2.7、墙体材料及混凝土灌筑
①、原材料选择
水泥：拌制混凝土的水泥根据设计要求选用425硅酸盐水泥，使用前需取得产品质量试验报告，工地试验室应按200t同品种、同标号为一个取样单位，不进行抽样复检。抽样检测的内容：凝结时间、安定性、稠度、比重、水化热、抗压抗折强度等指标。
粗骨料：优先选用天然卵石，其最大粒径不大于20mm，含泥量不大于1%，饱和面干吸水率不大于1.5%。
细骨料：选用细度模数为2.6-3.0范围的中粗砂，其含泥量不大于1%，饱和面干吸水率不大于1.6%。
膨润土：粘粒含量不小于55%，塑性指数不小于60；
水：拌合用水直接从水库中抽取并经检验合格后使用。
②、混凝土配合比
本防渗墙工程墙体材料为C15混凝土，按照设计要求，结合现场原材料进行配比试验，以保证墙体混凝土指标能满足如下设计要求：
1)入槽坍落度 18~22cm；
2)扩散度 34~40cm；
3)坍落度保持15cm以上，时间应不小于1h；
4)初凝时间 不小于6h；
5)终凝时间 不大于24h；
6)混凝土密度 不小于2.1g／cm3；
③、混凝土拌合及运输
混凝土墙体材料采用JS500型强制混凝土拌合机拌制，成品混凝土通过HB60混凝土泵送至槽孔口进行浇筑。
塑性混凝土中砂石骨料由装载机分别装入配料机中，配料机由电子计量称自动控制，该设备计量误差小且均匀，混凝土中用水由电子计量泵自动控制加水量，混凝土的坍落度能保证始终均匀，有利于保证混凝土的质量。水泥、膨润土使用袋装水泥，以袋计量，每次加量误差均控制在允许范围内。外加剂掺入时选用定量制作的器皿，确保掺入量准确。
④、混凝土浇筑
防渗墙采用直升式导管法进行泥浆下的砼浇筑，导管下设严格按照规范要求进行，导管间距不大于3.5m，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。
导管的连接和密封必须可靠，接头处和管壁严禁漏浆，导管底口距槽底控制在15-25cm范围内，导管的组合由长短管组成，在导管上部组装2节短管，以便在开浇后不久就可拆除，在砼浇筑后期，因为砼冲击力小、下料慢，容易堵管，所以导管要勤提勤放，保证砼面达到设计要求。当槽底高差大于0.25m时，应将导管置于控制范围的最低处。
浇筑时导管埋入砼深度应不小于1.0m，不大于6.0m ；保持槽孔内砼面均匀上升，上升速度不小于2m/h ，每30min测定一次砼面的深度，保证砼面高差控制在0.5 m范围内；浇筑砼时，孔口设盖板，以防杂物掉入槽孔内。
槽孔浇筑严格遵循先深后浅的顺序，即从最深的导管开始，由深到浅连续浇筑。浇筑前先下入可浮起的隔离塞球，经过计算，准备好足够的砼，保证导管底端有足够的尺寸被砼埋住，保证浇筑质量。
在浇筑过程中，应保证连续供料，不得间断，保持导管埋入砼的深度不小于1.0米，但不超过6米，以防泥浆混掺或埋管。
浇筑过程中，随时测量并做好砼面上升记录，防止堵管、埋管、导管漏浆和泥浆混掺事故的发生。至少每隔30分钟测量一次槽孔内的砼面深度，并及时填绘砼浇筑指示图，以便校对浇筑方量。
混凝土防渗墙终浇高程按设计墙顶高程控制，本工程混凝土浇筑至导墙顶部。
1.2.8、防渗墙检测
施工中严格执行设计及规范要求，执行主要规范有《地基与基础工程施工及验收规范》、《水工混凝土施工规范》、《水电水利工程混凝土防渗墙施工规范》、《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》、《土工试验规程》等。
混凝土检测
混凝土浇筑时，每隔2h取样进行塌落度、扩散度的现场检测。每班浇筑时在槽口处取样，进行28天室内试验检测，按设计要求进行抗压强度、弹模和渗透系数试验，以评价墙体质量。
质量检查合格标准
防渗墙物理力学强度指标和抗渗标准达到设计要求，合格率达100%。
墙体厚度不得小于设计值，并且墙体连续可靠。
3、砼防渗墙施工保证措施
.3.1、导墙施工保证措施
a.导墙土方开挖完成后在基槽内作5cm厚垫层，在垫层上面进行钢筋绑扎及支模板等工作，导墙连续施工；
b.导墙纵向分段与防渗墙的分段接头错开，在施工过程中对导墙的沉降、位移等进行观测；
c.在导墙混凝土达到设计强度之前，禁止重型机械和运输设备在旁边行驶或停留，并避免在导墙周围堆土或其它物品，以防导墙受压变形。
3.2、泥浆拌制保证措施
a.严格保证泥浆的搅拌时间，使之搅拌均匀，拌制好后，在储浆池内存放24h以上，以便粘土颗粒充分水化、膨胀。如直接使用，则须延长一半的搅拌时间，以确保泥浆质量；
b.加强泥浆技术性能的检测，每20桶抽查泥浆试样一组。在循环使用过程中，每班组进行两次泥浆质量检测，以便有效地控制好泥浆质量；
c.在成槽过程中，保证不断的向槽内补充新泥浆，确保孔内泥浆面始终保持在导墙顶面以下30～50cm，避免孔内因水头不够而导致坍孔；
d.施工过程中，根据不同的地层，经常调整泥浆配合比。
3.3、成槽施工保证措施
a.开槽前，导墙内注入泥浆至导墙顶以下0.3～0.5米，并在整个成槽过程中浆面不得低于导墙顶以下0.3～0.5米。成槽施工过程中，特别注意泥浆是否出现漏浆，槽壁是否出现坍塌，是否碰到较大孤石，是否开挖到相对不透水层。
b.根据地质勘察报告及设计图纸中提供的深度，施工中在接近该深度范围内对抓出的土体由现场技术员进行跟踪鉴定，以分析地层情况，并及时向监理工程师申请鉴定并做好记录。如发现地层情况与设计不符，应暂停施工，留好样品，并及时报请监理工程师现场确认并做好记录。
c、抓斗在成槽施工时，在开孔时要保证斗体与防渗墙轴线平行，斗体的中心线与导墙的中心线重合，其下放的速度要平缓、稳定，以使形成的导向槽垂直。
d.抓斗施工过程中，禁止大行程快速提降斗体，以防抽吸或冲击而引起坍孔和大坝裂缝。
e.成槽过程中，发现液面下降并伴随泛气泡的现象，证明有漏浆现象。一般情况填粘土、水泥；稍严重填锯末、草球；严重时槽孔填死，等两边结束后再开挖。
f、.成槽过程中，因故停止时间较长时，为避免泥浆沉淀，防止孔壁坍塌，在停工期间，用气鼓法（即下排气管，通压缩空气）搅拌槽孔内泥浆。