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电站工程上游围堰混凝土防渗墙试验施工组织设计

XX电站工程上游围堰混凝土防渗墙试验

上游围堰混凝土防渗墙试验施工组织设计

1.2试验区工程地质及水文地质条件

上游围堰河床建基面高程在955m～960m附近，河床部位一般无强风化岩体分布，弱风化岩体最深底界在高程955m附近。两岸岸坡部位风化深度左岸大于右岸，岸坡强风化带厚度不大，弱风化岩体厚度一般20m～30m。

地下水主要类型为基岩裂隙潜水。裂隙潜水在破裂面中作网络状运动，岩体透水性极不均匀。地下水水位铅直埋深15m～36m。微透水岩体顶界铅直埋深左岸大约为45m，右岸约为73m，河床地段微透水岩体顶界高程一般为945m～955m。F7断层在堰体下游坡脚部位通过，微透水岩体顶界埋深为906.53m路基边坡防护绿化工程施工方案，主要是受构造的影响而出现异常。冲积层具强透水性。山坡地段分布的第四系松散层一般具中等～强透水性。

XX水电站雨季一般在6～9月份。本次试验在6月初完成，按三十年一遇洪水计算六月份上游围堰最大水位低于1010m，故混凝土防渗墙试验施工平台高程选择在1012m高程。

混凝土防渗墙围堰试验施工需要利用左岸导流洞施工道路及R4公路进场，施工干扰极大。目前，XX雨季已经提前到来，场内填渣公路容易被雨水冲刷毁坏，制约施工进度。

1.4施工组织设计编制依据

2、《云南XX水电站围堰工程招标文件》；

3、《云南XX水电站围堰工程投标文件》；

5、XX建设公司技术部《关于对围堰防渗试验有关要求的函（技术函［2004］16号）》。

6、《水利水电工程钻孔压水试验规程（SL25—92）》；

7、《水工混凝土外加剂技术规程（DL／T5l00—1999）》；

8《水工混凝土试验规程（DL/T5150—2001）》；

利用现有进场道路和施工现场已有交通道路作为施工主要通道。上游围堰混凝土防渗墙试验施工拟利用左岸导流洞施工道路及R4公路进场。导流洞施工支洞出口到试验平台修建临时交通道路，供施工运输设备、材料和运渣等使用。

根据本次施工所投入的设备数量（见表一施工机械设备表），施工总用电容量为430kw。为保证试验用电正常供应，拟在导流洞围堰附近靠平台内侧布设一台功率为630KW的变压器，电源拟从1245变压站接入。每台套设备分别布置一个开关柜。

本次试验拟直接从河水中取水供应施工用水。在河岸边建立固定式泵站，直接抽取河水进行施工。泵站架设两台3吋多级离心式清水泵，一台工作，另一台作为备用。4吋钢管铺设至施工试验部位。

2.4材料的准备及供应

膨润土、粘土由联营体物质部门统一供应，防渗墙混凝土由联营体0＃渣场拌和楼统一供应。

按照混凝土防渗墙试验要求及六月份最大水位情况，试验施工平台填筑高程为1012m。施工试验区的面积不小于30×30m2，试验施工的轴线长度为15m，宽度不小于10m。

施工平台、混凝土导向槽、倒渣平台及排浆沟的布置见《混凝土防渗墙生产性试验施工布置图》。

导向槽采用混凝土结构，“L”形断面，导墙高度1.5m，内侧中心距90cm。

导向槽、倒渣平台及排浆沟等混凝土采用标号为C10号。

在钻机平台的位置，铺设0.15×0.15×4.2m3的枕木，枕木间距一般为50cm，枕木上安装4根道轨，以供钻机平台车工作使用。

在试验施工现场，建造2个100m3的泥浆池，一个为新制泥浆池，一个为回收浆池。泥浆站安设2台2m3卧式泥浆搅拌机拌制泥浆。总计占地面积约10×20m2。

供浆采用两台3PL泵供浆，供浆管路采用4吋钢管或软管送浆。

2.8混凝土拌和、浇筑系统

为保证本次试验的顺利开展，联营体成立以总经理为组长的试验小组。试验小组成员分工及组织结构图（图1）如下：

下设施工、技术、质量、安全四个小组

本次试验施工，计划安排各种人员共计46人。其中生产机组人员19人，三班作业，泥浆站3人，三班作业，供水、供电2人，技术人员5人，，质检人员3人，物资材料人员1人，普工15人。

本次试验投入的主要施工机械设备有两台CZF1200型冲击反循环钻机，其它设备具体见表1。

本次防渗墙试验施工包括混凝土防渗墙施工参数试验、固壁泥浆配比试验、混凝土配合比试验、防渗墙接头施工工艺试验、对强漏地层处理方法试验、先导孔取芯及其试验。

防渗墙采用CZF1200型冲击反循环钻机钻孔成槽，膨润土泥浆固壁，反循环出渣，泵吸法进行清孔换浆。防渗墙造孔施工程序为：一、二期槽孔间隔布置，先施工一期槽孔，后施工二期槽孔，槽段长度为2.8m～6.8m，每个槽段先施工主孔，后施工副孔，一、二期槽端接头孔采用“套打一钻”的方法施工。

3.3试验墙段布置及工程量

根据联营体以往的施工经验，结合本工程的具体情况和拟采用的成槽工艺，每个槽段按7个孔布置，其中冲击反循环钻机施工的主孔4个，长度0.8m，副孔3个，长度为1.2m，故单个槽孔的长度为6.8m。试验的二期槽孔长度计划2.8m，布置为2个主孔和一个副孔，具体布置见图2。

图2防渗墙施工试验槽孔划分布置示意图

防渗墙施工深度预计40m，本次试验施工预计造孔总进尺480m，砼接头40m；浇筑混凝土390m3。

鉴于防渗墙部位地质条件复杂，为准确判断地层情况，为防渗墙试验提供准确的地质资料，沿试验墙段按5m间距布置先导孔，并根据现场实际情况进行调整，钻孔进入弱风化岩层5.0m。钻孔设备为XY－2PC型岩芯钻机，采用Φ76mm的硬质合金钻头和金刚石钻头钻进工艺,在覆盖层及全风化层采取干烧钻进的方法去芯，在弱风化层中采用双管钻具取芯，每50cm为一钻进回次。采取的芯样按顺序摆放，进行标识和地质编录后装箱保存，并绘制柱状图和防渗墙轴线部位地质剖面图以指导防渗墙施工。

本次防渗墙施工试验采用膨润土泥浆护壁，经试验后选取合格的膨润土，防渗墙现场生产性试验前，进行试验以确定符合本工程地质条件的护壁泥浆，泥浆配合比暂按表2选取，配制好的泥浆指标须符合表3的要求。制浆所采用的添加剂为食用碱。

表2新制粘土泥浆初步配合比

施工中所采用的配合比，可根据使用情况进行适当的调整。

表3现场泥浆性能指标控制表

1006漏斗粘度（S）

水泥：防渗墙选用的水泥品种为普通硅酸盐水泥，水泥标号为425#（不低于原标号）。根据实际情况，按照监理人指示，采用高标号水泥、细水泥等特种水泥。防渗墙用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。水泥不应存放过久，超过出厂期三个月的水泥不应使用。

砂石骨料：采用细度模数大于2.5的中粗砂，碎石采用10～20mm和20～40mm两种。

水：混凝土拌和用水符合JGJ63的规定。

掺合料：经监理人批准，在水泥浆液中掺入砂、粘性土、粉煤灰等掺合料。各种掺合料质量须符合DL/T5148的规定和满足设计要求，其掺入量通过试验确定，试验成果报送监理人，其试验参数的采用报监理人批准后执行。

外加剂：经监理人批准，在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂以及监理人指示或批准的其它外加剂。各种外加剂的质量符合DL/T5148的规定，其最优掺加量通过室内试验确定，试验成果报送监理人。所有能溶于水的外加剂应以水溶液状态加入。

1）普通混凝土墙厚≥80cm；

2）抗压强度≥10MPa；

5）透水率q≤7Lu～9Lu；

6）允许渗透坡降［J］≥105。

（3）配合比试验混凝土配合比经试验确定，并将试验成果报送监理人审批。配合比试验和现场抽样检验的混凝土性能指标满足下列要求：

1）入槽孔塌落度18cm～22cm；

2）扩散度34cm～40cm；

3）塌落度保持15cm以上的时间应不小于1h；

4）初凝时间不小于6h；

5）终凝时间不宜大于24h。

每槽孔混凝土浇筑时，现场取样，进行混凝土抗压强度、抗渗性能的检测，每个槽孔混凝土各种试件取样组数不少于1组。

4.4.1成墙工艺流程：

4.4.2成墙施工程序

导墙安装并经监理工程师验收合格后，向槽内充满固壁泥浆，当浆面在槽顶以下30～50cm时，开始进行造孔，造孔前在槽孔中填入0.7m粘土，以保证开孔时能够稳住钻头，避免钻头碰撞槽壁。

采用CZF1200型冲击反循环钻机根据测量放样的孔位，先钻主孔，再劈主孔之间的副孔，钻孔间形成的小墙采用四方锤钻削，钻孔过程中定期用反循环出渣，并不断注入新鲜浆液。造孔成槽过程中孔内泥浆面始终保持在至墙顶面0.3～0.5m，经常测定泥浆比重等指标并及时调整。

钻孔过程中，采用重锤法和超声波测孔仪测孔斜并及时纠偏。

一般主孔的终孔深度不小于进入强风化岩层50cm，副孔的深度按照相邻的两个主孔深度确定，一般为较浅的主孔深度再加上两相邻主孔孔深差的三分之二，当相邻两个主孔的深度相差较大时，该副孔需进行基岩鉴定，以确定终孔深度。槽孔达到终孔要求后报监理工程师进行孔深、槽宽和垂直度验收，验收合格后采用正循环法进行清孔换浆，直至淤积厚度和泥浆比重达到设计要求。

在清孔的同时，不断地向槽内补充新鲜泥浆，以改善槽孔内泥浆的性能，补充新浆的数量以槽内泥浆各项性能指标符合设计标准为止。特殊情况时如：槽内泥浆浓稠、槽内泥砂沉积较多等，采用泵吸反循环与抽筒法配合的方式进行清孔。

二期槽孔在清孔换浆结束之前，必须用专用的刷子钻头清除二期槽孔端头混凝土孔壁上的泥皮。接头刷洗的结束标准为：刷子钻头基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。

清孔换浆验收标准：清孔换浆后1小时，应满足：

孔底淤积厚度不大于10cm；

泥浆密度不大于1.25g/cm3；

泥浆粘度不大于40s；

泥浆含砂量不大于10%。

清孔验收合格后，应尽快浇筑混凝土。混凝土开浇时间一般控制在清孔换浆结束后4小时以内为宜。超过4小时后，应进行孔底沉淀检查，必要时应再进行清孔。

本次试验接头施工采用套接法。具体施工如下：在一期槽段混凝土浇注24h后终凝后，采用冲击钻在一期槽段两端钻接头主孔至设计深度，作为二期槽孔的端孔。根据所使用的混凝土的性能，一般在一期槽孔浇筑后24至36小时后即可进行套打接头孔施工。二期槽段混凝土浇筑前先进行槽壁刷洗，直至刷子钻头上不带泥，确保二期混凝土与一期混凝土连接可靠。

导管安装：根据各槽段的长度安装合适的导管，导管间距不大于3.5m，两侧距槽端距离不大于1.0m，导管距孔底距离不大于15cm。

浇筑方法：采用泥浆下直升导管法浇筑，管径250mm，使用螺纹连接，导管上安装集料漏斗，混凝土与泥浆采用球塞隔离。浇筑时，先在导管内下入隔离充气球塞，再注入适量水泥砂浆，并在槽口附近准备足够量的混凝土，以使导管底口的球塞被挤出后，能将导管底端埋入混凝土内。浇筑过程中，保持导管埋深不小于3m，但最大不超过6m，混凝土上升速度不小于2m/h，中断时间不超过40min。槽孔内混凝土应均匀上升，其高差控制在0.5m以内。每30min测量一次混凝土面，每2h测量一次导管内混凝土面，在开浇和结尾时适当增加测量次数，并将每次的测量数据及时进行记录。

当钻孔施工遇到粒径较大的孤石、块石时，采用钻孔预爆的方法，对大体积的孤石、块石进行破碎，以提高施工速度。钻孔预爆施工，采用XY－2型岩心钻机钻孔，根据孤石的位置不同，采用不同的钻孔深度和不同的爆破装药量，为取得最佳的施工方法，在试验施工期间，需根据具体情况进行调整。爆破操作工作由专业炮工进行操作。

如造孔成槽过程中出现塌孔现象，改善固壁泥浆性能，严格控制泥浆比重、粘度、静切力等技术参数，适当掺加增强浆液粘滞度的外加剂，尽量缩短成槽时间或缩短槽段长度，确保孔壁稳定。

在成槽过程中应对固壁泥浆漏失量作详细观测和记录。当发现固壁泥浆漏失严重时，及时堵漏和补浆，并查明原因，采取措施处理。根据实际施工情况，适当调整泥浆配比，并适当放慢成槽速度，待固壁泥浆漏失正常后恢复正常成槽施工，或者采用锯末、粘土及砂碎石附以钻头压挤堵漏的方法，控制漏浆。

基岩陡坎施工：在防渗墙轴线部位存在基岩陡坡，部分地段形成陡坎，而陡坎区弱风化基岩裸露，嵌岩和孔斜控制都很困难。拟采用回填大块石垫平，辅以聚能爆破，渐次完成钻孔嵌岩作业。

5试验墙段质量检查与检测

试验墙段完城后，在防渗墙接头部位，进行开挖检查接头质量，开挖深度按监理工程师指示进行。开挖后，进行墙体和接缝质量的检查和检测，并拍照和描述。

①采用自上而下分段压水，压水段长一般为5m。第2段压水阻塞在第1段段底，以下各段均阻塞在上一段段底，当第1段阻塞不住时进行水泥浆封孔，待凝后扫孔并进行下一段钻进。压水压力按相关规范执行。

每5min测读一次压入流量，连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%时，即可结束压水。

每个钻孔取墙体上部、中部和下部各一组岩芯进行抗压试验和抗渗试验。

5.3成墙主要检查指标

防渗墙施工工序质量检查内容及标准见表4：

表4工程质量检验项目表

不大于0.4%,特殊地层不大于0.6%

满足设计要求(包括接头厚度)

一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心在任意深度的偏差值不大于设计墙厚的1/3

刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加

不大于1.25g/cm3(暂定)

导管间距≤3.5m；距离孔端：一期1.0～1.5m，二期1.0m；埋深1～6m。

墙体混凝土质量评价，一般以混凝土取样成型后进行的室内强度检查为主，同时可根据情况进行现场墙体上的钻孔取芯、注水试验以及声波测试等辅助检查方法。

防渗墙现场生产性试验结束后，以下工艺和工效对比分析，并将试验报告报送监理工程师。

（1）防渗墙造孔工艺和工效分析；

（2）防渗墙接头施工工艺和工效分析；

（3）混凝土配合比试验分析；

（5）各种特殊情况处理效果的分析。

混凝土防渗墙试验施工工期

按照计划要求，本次防渗墙施工试验计划成槽2个，其中一期槽一个，长度6.8m，二期槽孔一个，长度2.8m。防渗墙施工深度预计40m，本次试验施工预计造孔总进尺480m，砼接头40m；浇筑混凝土390m3。

本次试验施工，计划投入两台CZF－1200型冲击反循环钻机，按照冲击反循环钻机150m/台月的综合施工工效考虑，预计本次施工试验的工期为55天，一期槽孔的施工工期计划为35天，二期槽孔的施工工期计划为20天。本次试验拟从2004年4月25日开始现场施工。

我联营体的质量方针是：提高职工素质，规范工作任务，追求完美品质，满足用户要求；质量目标是单元工程质量合格率100%，优良率达80%以上。我们承诺本工程的质量目标为优良。为此，拟采取以下质量保证措施：

8.1联营体部将针对本工程项目聘请基础处理专家，为本工程提供各种技术支持，拟聘请的专家组成员主要有：

夏可风：防渗墙规范编辑，灌浆规范副主编，教授级高工。

肖树斌：防渗墙规范编辑，教授级高工。

8.2建立以联营体总经理全权负责制的质量保证体系和健全的质检机构。

8.3实行验收“三检制”。在施工全过程中，对各道生产工序由机组自检，自检合格后经现场值班员进行复检，复检合格后由联营体三检会同监理工程师进行终检。关键工序需由监理工程师验收并签发合格证后方可转入下道工序。

8.4建立严格的质量管理制度某某安置房工程分户验收专项施工方案，实行质量目标管理，项目经理控制质量目标的实现，并将质量目标分解到各级机构，落实责任和权限。

8.5加强质量教育，实行“质量奖惩制度”，使全体参战人员自觉关心，严格执行，热心参与质量管理活动。

8.6按照联营体质量体系文件建立程序化的质量保证制度，并有效实施。确保施工全过程，尤其是关键工序和特殊过程（指造孔、清孔、换浆、混凝土浇筑等工序）始终处于有效控制之中，预防不合格工序的产生。

9.1健全安全管理机构，实行联营体总经理全权负责制的安全管理体系。联营体成立质安部，围堰施工时现场设专职安全员。

9.2制定安全措施客运专线铁路路基工程关键施工方案【改良土、强夯、换填、灰（水泥）土挤密桩、基床表层级配碎石】，各作业区、生活区、各专业，都要制定相应的安全规则，实行安全目标管理，并将目标分解到各级单位。

9.3开展安全教育活动，认真贯彻“安全第一”、“预防为主”的方针。

9.4定期检查安全设施配置情况和安全目标的实现情况。对于遵照执行安全规章制度的集体和个人，或不重视安全而发生事故的责任者，给予重奖或重罚。