某水库多头小直径防渗墙施工试验方案.doc

某水库多头小直径防渗墙施工试验方案
安徽省天长市黑泥坝水库除险加固工程

防渗墙施工试验方案

安徽同济水电建安有限公司
2011年 12月 20日

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天长市黑泥坝水库除险加固工程
深层搅拌桩防渗墙试验方案

一、工程概况
黑泥坝水库位于安徽省天长市张铺镇，属淮河流域白塔河水系，是一座以灌溉为主，兼有滞洪和水产养殖综合运用的小（二）型水库。水库集水面积1.2平方公里，校核洪水位30.65m，相应总库容72万m3，正常蓄水位29.84m，兴利库容46万m3。
工程由大坝防渗加固，拆除重建溢洪道和放水涵洞等组成根据滁州市水利勘测设计院的设计要求，大坝（桩号为0+100－0+420）采用深层搅拌桩进行防渗施工。

二、试验目的
确定施工参数
1、水泥掺入比；
2、浆液水灰比；
3、输浆量输浆的工作压力和与之相应允许电流等施工工艺参数；
4、施工过程中其它控制质量的参数，检查水泥土防渗墙成墙效果（均匀性、整体墙体厚度搭接情况、渗透性等）。

三、试验依据
1、“天长市黑泥坝水库除险加固工程”招标文件中有关深层搅拌桩防渗墙施工的内容与合同文件；
2、施工图纸与监理细则等。
3、参照相关的深层搅拌桩防渗墙施工技术规范。

四、试验位置
试验位置(桩位)初步确定桩号为0+420位置附近，具体位置根据现场情况和业主、设计、监理商定后再确定。

五、试验时间
工艺试验方案经批准后立即实施，初步定在201年12月31日。

六、试验参数确定
1、试验施工参数确定
（1）、固化剂采用PC32.5复合硅酸盐水泥；
（2）、钻头直径φ500mm；桩机调平垂直度偏差不大于0.4%；
（3）、水灰比1.5，水泥掺入比12%，被加固土水泥用量98kg/m2。
（4）、现状坝顶高程31.3米，底部高程以桩端进入坝基线以下2m左右为准控制，基本在26.05米，确定试桩施工深度5.25米，墙深5.25米。
2、成墙标准参数
（1）、最小墙厚不小于223mm；

（2）、水泥土无侧限抗压强度不小于0.5Mpa（28d）；
（3）、渗透系数小于A×10-6㎝/s(1＜A＜10)（28d）；
按现场施工操作和地质条件确定合适的水灰比，经室内检测确定水泥掺入量能否满足设计要求的无侧抗压强度和渗透系数值。

七、试验操作参数
1、桩机操作
试验施工深度5.25米，主机机架垂直度偏差不大于0.4%，施工钻头直径φ500mm。
2、 喷浆操作
根据施工图纸和现场水泥土抗压强度与渗透系数检验报告，本工程选用12%的水泥掺入比，浆液水灰比取1.2、1.5两个参数进行现场试验施工，每个参数试验1个单元墙(每个单元2根桩)，共2个单元。试验拟选用参数如下表1。
水灰比、水泥掺入比分配表1
序号
单元数
单元长度
水灰比
浆液比重
掺入比
水泥量
Kg/m2
喷浆量
备注
Kg/m2
L/m2
L/m
1、计算时小数点后第一位均进一位
2、施工时喷浆量采用L/m2计量
1
1
0.8
1.2
1.45
12%
98
216
149
41.6
2
1
0.8
1.5
1.37
12%
98
245
179
50
八、施工方法
水泥土搅拌桩截渗墙以水泥浆作固化剂，通过多头小直径深层搅拌桩截渗桩机在地基深处就地将土体和固化剂强制拌和，利用固化剂，土体和水之间所产生的一系列物理化学反应，使土体硬结成具有良好整体性，水稳定性，不透水性并具有一定强度的水泥土防渗墙。
施工程序为：
测量放线→场地平整等施工准备→桩机就位→主机调平→成桩→一个单元成墙→质量检验
1、测量放线与场地平整等施工准备
在堤顶中心线位置处放出墙体轴线位置，并测出地面高程（施工时钻头由导向槽顶的地面往下钻进设计深度即可确定墙深）。桩机就位前施工场地需先平整一宽约10米长的带状场地，清除桩位处地上、地下一切障碍物，机架上方无电线树枝，地下无块石、树根，为保证桩与桩之间搭接尺寸，机身必须保时水平，施工前场地必须密实，无虚土。
2、桩机就位与调平
将多头小直径桩机运至施工现场后，按测量放线位置使之就位，并起始点开始，沿墙体轴线用拉线标定施工方向，用定位标尺标定每一桩位，每一单元桩位偏差不得超过规范规定（±50mm）。
桩机的调平通过位于桩机上的三个水准管（三管连通，管内注红颜色水）来调整桩机的四个支脚使三个水准管内的水位同时达到水准线（水准线线预先用带刻度的标尺设置），使桩机水平。三点调平后，可保证导向架垂直度偏差不超过0.4%。为保证墙体的垂直度，整个成墙过程均有人随时查看水准点的变化与吊锤偏差，并随时调正。
3、成桩
采用一次成墙工艺，即施工一序桩即为一成墙单元墙。
施工工艺流程：⑴第一搅拌站按照确定水灰比配制并拌制水泥浆；⑵用泥浆泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐；⑶桩机就位并调平；⑷桩机钻头搅拌下沉——同时开启喷浆泵送浆——至设计深度，流量仪记录输浆量；重复搅拌提升，同时喷浆直至设计高程；⑹关闭送浆泵，桩机向前移动800mm，重复⑴-⑸过程；进行下一个成墙单元墙施工。
施工工艺流程见图。
进水
安装水泵
上灰
搅拌
搅拌
送浆
纵移
定位
调平
下沉
提升
水泵系统
第一搅拌系统
第二搅拌系统
搅拌桩机
施工工艺流程图

喷浆量由连接在注射泵上的流量计来控制，按参数中喷浆量确定钻杆下沉、提升速度。施工过程中做好详细记录。
4、成墙
施工桩直径500mm，成墙厚度为300mm，满足设计要求。截渗墙体搭接见示意图。

5、质量控制
（1）、施工前应定出桩位，挖好导向槽10m×60cm×30cm（长、宽、深）,并量测钻头直径,不是规定尺寸,应与时补焊,方可进行下段施工。
（2）、施工时应调平主机,保证垂直度不大于0.4%。
（3）、施工过程中,根据所计算的参数随时检查浆量、桩深、桩径、桩机的水平度、桩间搭接长度等，并据实作出详细记录。
（4）、水泥浆液配制要严格按照成墙试验的参数进行，配制后应充分搅拌，使用的浆液不得离析。一般自配制至用完不宜超过3个小时，每米用浆量必须满足设计要求，对具有空洞和缝隙的土层，用浆量应以孔口微有翻浆为控制标准。浆液泵送必须连续，用量必须有流量仪计量并有专人记录。喷浆下沉和喷浆提升必须符合施工工艺要求并记录每桩下沉和提升时间。
（5）、试验过程中应详细记录深度、水灰比、水泥掺入比、喷浆时间和喷浆量。深度误差不得大于50㎜，时间误差不得大于5S。
（6）、对试验过程中发生的问题与处理情况，应详细记录。
（7）、试验完成后，对试验区域进行保护，防止重型机械过于靠进，挠动墙体。施工后至少3日才能对试验墙体进行开挖检查。

九、施工机械设备
机械设备选用SPM-5Ⅲ20型桩机，主要设备见表2。
主要施工设备表2
名称
型号
单位
数量
重量（吨）
备注
搅拌桩机
SPM-5Ⅲ20
台
1
20
状况良好
制浆罐

台
1
0.85
状况良好
储浆罐

台
1
0.85
状况良好
电焊机
W1.4
台
1
0.09
状况良好
潜水泵

台
1
0.04
状况良好
泥浆泵

台
1
0.6
状况良好
发电机组
200KW
台
1
5
状况良好

十、施工试验质量检测方案
1、自检
试验结束7天，对试验段进行开挖，具体检测内容为：开挖检查，观测墙体的连续性和均匀性，具体包括桩径、桩间搭接长度，最小搭接成墙厚度、桩的倾斜度、搅拌均匀程度等。深度不小于2.5m。
2、室内试验
采用人工开挖取芯样，在监理签证下到有资质的试验室进行室内试验，分别做抗压强度、渗透系数等试验测定。要求28d水泥土无测限抗压强度不小于0.5Mpa，渗透系数小于A×10-6㎝/s(1＜A＜10)10-6㎝/s，数量为一组三个样。

十一、试验报告
将上述“十”中现场实验的测得数据和室内测定的抗压强度、渗透系数等试验报告中参数进行汇总，验证用施工图中确定的水泥掺入比施工的墙体质量是否满足设计要求，选取既满足设计要求又经济合理的水泥掺入比和便于施工的水灰比的数值使用于本标段的截渗墙施工中。并在收到室内试验报告后7天内提交初步试验报告。