基础处理施工设计大纲范本.doc

FCD72050 FCD

初步设计阶段 水电建设项目
基础处理施工设计大纲范本

xx
年 月

水电站初步设计阶段
基础处理施工设计大纲

主 编 单 位:
主编单位总工程师:
参 编 单 位:
主 要 编 写 人 员:
软 件 开 发 单 位:
软 件 编 写 人 员:

勘测设计研究院

年 月

目 次

1. 引 言 4
2. 设计依据文件和规范 4
3. 设计基本资料 5
4. 灌浆及排水工程 6
5. 防渗墙工程 8
6. 软基加固工程 9
7. 断层破碎带及软件软弱夹层处理 10
8. 应提供的设计成果 10

1. 引 言
1.1 工程概况
工程位于 , 是以 为主,
等综合利用的水利水电枢纽工程。正常蓄水位 m,
最大坝高 m, 总库容 m3, 电站总装机容量 MW, 年发电量 kW×h, 灌溉面积 km2。通航 t级船队(舶)。
本工程可行性研究报告于 年 月审查通过, 选定坝址为 。
1.2 设计任务简述
提示：说明本设计任务依据, 对前设计阶段中基础处理施工设计审批的主要结论, 以及本阶段水工建筑物对基础处理设计的主要要求。

1.3 有关文件对基础处理施工初步设计的要求：
(1) 《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL 5021－93)9.4.1(2)：
说明基础处理(灌浆、排水、断层破碎带处理等)的施工程序、方法、布置及进度。
(2) 上级主管部门在批准可行性研究报告时对本工程基础处理施工设计的审查意见和要求。

2. 设计依据文件和规范

2.1 有关工程设计依据文件
(1) 工程可行性研究报告；
(2) 工程可行性研究报告审批文件；
(3) 初步设计任务书；
(4) 重要工程的现场试验报告
2.2 主要设计规范
(1) 水利水电工程初步设计报告编制规程(DL 5021－93)；
(2) 水利水电工程施工组织设计规范(SDJ 338－89)试行；
(3) 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SDJ 210－83)；
(4) 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范(SDJ 82－79)；
(5) 水利发电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(SDJ 12－78)(试行)及补充规定。

3. 设计基本资料
3.1 工程等级和建筑物级别
(1) 工程等级为 等；
(2) 建筑物级别为 级。
3.2 地震烈度
(1) 基本地震烈度为 度；
(2) 设计地震烈度为 度。
3.3 水库水位和流量
(1) 枯水期：
月至 月。
洪水重现期T= 年时最大流量S= m3/s，最高水位H= m。
(2) 汛期
月至 月。
洪水重现期T= 年时最大流量S= m3/s，最高水位H= m。
提示：洪水标准应与导流工程围堰挡水设计洪水标准相一致。

3.4 工程地质和水文地质
(1) 基础处理部位工程地质和水文地质纵、横剖面图(附地下水位线)、平面图(1/200、1/500、1/2000)；
(2) 基础处理部位钻孔柱状图；
(3) 岩土物理力学指标；
表1 岩土物理力学指标表
岩土名称
湿抗压强 度
MPa
容许
承压力
MPa
空隙率%
干容重kN/m3
天然湿度下容重
kN/m3
弹性模量MPa
泊桑比
压缩系数
MPa-1
质量密度kg/m3
渗透系数cm/s
单位 吸水量L/min×m×m

(4) 地下水类型
提示：说明地下水类别、流速, 岩层透水性及含水层的埋藏条件。

(5) 地下水水质；
PH值= ；
暂时硬度(碳酸盐的)= 度；
硫酸盐含量：(按SO-- -{4}离子计)
当Q含量小于3000mg/L时 mg/L；
当Q含量大于3000mg/L时 mg/L；
镁盐含量：(按Mg++离子计) mg/L；
游离二氧化碳含量 mg/L
(6) 地质报告。
3.5 气温与水温
(1) 多年月平均气温：
表2 多年月平均气温表
( 年至 年) 单位：℃
月 份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
平均气温

(2) 绝对最高气温： ℃；
绝对最低气温： ℃。
(3) 多年月平均水温：
表3 多年月平均水温表
( 年至 年) 单位：℃
月 份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
平均水温

3.6 坝址区地形图(1/2000～1/500)
3.7 水工建筑物工程总布置图。
3.8 水工建筑物基础处理设计图。
提示：应了解基础处理方式、布置型式、深度、角度、压力、孔径、孔距、排距等基本资料。

3.9 施工总进度安排计划。
3.10 重要工程基础处理现场试验报告。(必要时)

4. 灌浆及排水工程
4.1 施工程序
一般按照先固结后帷幕再排水的原则进行施工。
提示：1)固结灌浆应对在基岩表面情况下施工和在有混凝土盖重情况下施工进行比较；
(2)帷幕灌浆应考虑孔排施工顺序, 一般先下游排再上游排后中间排施工, 分序加密；
(3)灌浆完成后进行检查孔施工。
4.2 施工方法及施工设备
提求：(1) 固结灌浆
应对全孔一次灌浆和分段灌浆进行比较, 在有混凝土盖重情况下应对预留钻孔和直接在混凝土盖重上钻孔进行比较。
1)依据地质资料、孔深、总进度要求及混凝土配筋情况进行选择；
2)深孔固结灌浆方法可参照岩基帷幕灌浆。
(2) 岩基帷幕灌浆。
应对自上而下灌浆法、自下而上灌浆法、综合灌浆法、全孔一次灌浆法、小口径钻孔孔口封闭法进行比较。
依据岩石裂隙发育程度、岩石破碎程度及所处位置、渗透性等地质资料、钻孔深度、总进度要求等进行选择。
(3) 接触灌浆
岩坡坝段的接触灌浆应对预埋灌浆系统法和每浇筑一层混凝土后斜孔钻孔灌浆法进行比较。
1)依据坝体混凝土浇筑工期要求及配筋情况进行选择；
2)采用斜孔钻孔灌浆法时如坝面施工干扰较大, 可先钻孔再埋铁管引出坝外进行灌浆。
3)河床坝段的接触灌浆可参照固结灌浆进行。
接触灌浆灌浆压力通常小于固结灌浆压力, 一般不超过(1-3)×102kPa。
(4) 砂砾石基础帷幕灌浆。
应对打管灌浆法、套管灌浆法、循环钻灌法、预埋花管法进行比较。
依据覆盖层颗粒组成、覆盖层厚度、孔隙率、渗透系数、地下水埋深、灌浆深度等进行选择。
(5) 化学灌浆。
采用纯压式灌注方式, 应对气压式和泵压式进行比较。
1)当以水泥为主要胶结材料的浆液灌注达不到地基预期防渗效果时, 可采用化学灌浆；
2)当灌浆压力较低时采用气压式, 灌浆压力较高时宜采用泵压式。
(6) 施工设备。
应从钻孔直径、钻深、主轴可回转角度、动力、重量、工效及地层特性等条件选择钻孔设备； 应从额定压力、排量、重量、动力、地层特性条件选择灌浆设备。
1)固结灌浆应对风钻、车钻及回转钻进行比较, 当孔深较浅时应优先选择风钻钻孔；
2)帷幕灌浆钻孔、排水孔钻孔, 当岩石较完整时应优先选择小口径金刚石钻头钻进；
3)灌浆设备选择时其额定压力应大于设计压力的1.5倍, 排浆量应大于受灌地层的吸浆量；
4)帷幕灌浆应优先选择循环式灌浆法灌注, 只有在岩石漏水量很大及钻孔孔径很小情况下才考虑采用纯压式灌浆。
4.3 施工布置
提示：应对集中制浆系统和分散制浆系统进行比较。
工程量较大, 工作面较集中且地形条件许可, 可选择集中制浆方式, 否则选择分散制浆方式。

4.4 施工进度
提示：应满足施工总进度对基础处理施工的起止要求, 一般岩石基础帷幕灌浆应在水库蓄水前完成, 固结灌浆、砂砾石地基帷幕灌浆可考虑与其他项目交叉施工以缩短总工期。
(1)岩石基础帷幕灌浆及排水施工一般应采用平行作业方法少占直线工期；
(2)岩石渗透性较大时化学灌浆应安排在水泥灌浆完成之后再进行施工。

5. 防渗墙工程

5.1 施工程序
防渗墙施工应分两期施工。
5.2 施工方法及施工设备
提示：钻孔应比较冲击钻钻进法、回转钻钻进法及两钻一抓法。
依据总工期要求、地层条件进行选择, 当地层有密集大弧石时不宜采用两钻一抓法, 地层颗粒较小且防渗墙不需嵌入基岩时可选用回转钻钻进法。

5.2.1 混凝土浇筑一般采用水下直升导管法。
5.2.2 施工设备。
提示：应从钻孔直径、钻深、重量、动力、工效及地层特性条件选择钻孔设备； 应从体积、排浆量、动力等条件选择制浆设备； 应从额定压力、动力等条件选择输浆设备。
5.3 施工布置
5.3.1 施工平台的高程应高于防渗墙施工时段设计最高水位2m以上, 其宽度应能满足造孔、清渣、混凝土浇筑及交通要求。
提示：施工平台宽度取决于施工设备类型、布置方式、钻灌施工方法和制浆以及混凝土系统布置等, 一般为14～15m。

5.3.2 制浆系统一般宜于集中布置, 其场地应能满足交通运输要求。
5.3.3 应对混凝土集中拌和系统和混凝土分散拌和系统进行比较。
提示：大型水利水电工程应考虑由拌和楼集中拌和混凝土的可能性, 分散拌和宜选用0.4m3～0.8m3混凝土搅拌机拌和。

5.4 施工进度
应满足施工总进度要求, 可考虑与其他项目平行施工。

6. 软基加固工程
提示：(1)灌注桩
根据地层条件、地形条件、水工建筑物等要求, 对回转钻造孔、冲击钻造孔、冲抓锥造孔及潜水钻造孔进行比较。根据孔径、孔深、工效、动力选择造孔设备； 根据吊重能力、提升高度选择起重设备。
(2)振冲桩
依据地层条件、水工建筑物等要求； 根据孔径、孔深、功率、振动力和振动频率选择振冲器； 根据吊重能力、提升高度选择起重设备。
1)起重设备起吊能力应不小于80～150kN；
2)施工工作面较宽阔时, 宜选择装载机做为输料设备。
(3)高压喷射灌浆
根据旋喷桩桩径、板墙厚度等水工建筑物要求, 比较单管法、双管法和三管法； 根据孔径、旋转速度、提升速度、动力、工效选择钻机设备； 根据喷射压力、排量选择空压机高压泵和泥浆泵。
1)单管法一般用于制做直径0.3～0.8m的旋喷桩, 双管法一般用于制做直径1m左右的旋喷桩, 三管法一般用于制做直径1～2m的旋喷桩或板墙；
2)钻孔设备旋转速度一般为5～20r/min, 提升速度一般50～250mm/min, 高压泵压力一般20～40MPa, 空压机压力一般0.7～0.8MPa, 泥浆泵压力一般3～5MPa。
(4)如果中小型工程中地基覆盖层较浅, 孔数较少时, 可考虑采用挖孔桩施工。
7. 断层破碎带及软弱夹层处理

提示：(1)灌浆补强
参照灌浆及排水工程。渗漏性较大, 可以采用纯压式灌浆。
(2)开挖回填
根据断层破碎带及软弱夹层所处部位、规模、产状、组成物等地质条件, 对分段明挖、洞挖及大口径钻挖等方法进行比较； 对人工持电镐、风镐、风钻撬挖方式及控制爆破和静态爆破开挖方式进行比较； 根据地形条件、回填混凝土方量对分段浇筑混凝土和整体浇筑混凝土方式进行比较。
1)开挖回填是地基开挖清理的延续、是混凝土浇筑的前序；
2)断层宜于整体混凝土浇筑, 必须分段时应与坝体分缝相一致。
(3)预应力锚固
根据地形条件, 地质条件及钻孔孔径、钻深、动力、重量选择钻孔设备； 根据锚头型式选择张拉机具或顶升机具； 根据地形、锚束重量选择吊装设备；
根据锚束重量、通长度及交通运输条件选择运输设备。
1)采用混凝土锚头型式时宜采用顶升机具, 采用其他锚头型式时宜采用张拉机具；
2)吊装设备可选用跨河缆索、垂直吊缆、活动塔吊；也可采用排架导槽、人工插放等方式吊装锚束；
3)可采用串联平板车方式运输锚束。

8. 应提供的设计成果

8.1 初步设计报告(有关主体工程施工基础处理部分)。
8.2 主要建筑物地基处理施工示意图
8.3 附表
(1) 基础处理工程量汇总表；
(2) 材料用量及机械设备汇总表。