水库除险加固工程各分部分项工程的施工方法.doc
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1、水库除险加固工程各分部分项工程的施工方法1.1施工测量放样施工测量遵守水利水电工程施工测量规范SL52-93规范。开工前,选用训练有素、经验丰富、技能娴熟、资格老练的测量人员,配备足够数量的精密测量仪器(GPS、全站仪、水准仪)设备,并且对投入本标段施工测量的仪器设备送国家技术监督认可部门进行检定,确定所用测量仪器设备的精度满足规范要求后再投入使用。根据监理人提供的测量基准点,基准线和水准点及基本资料和数据,对其进行校测,复核其资料和数据的准确性,并以书面形式报告业主和监理人。平面控制点加密,在业主提供的高程控制网点的基础上,为方便施工,适当增设水准点。根据现场具体情况,采用水准仪进行高程控制
2、网加密。增设网点用不锈钢或铸钢埋设。在软弱土中将钢螺栓埋设在适当大小的混凝土块中,并保证其绝对稳固、耐久、明显、易读。为防止差错,对施工测量控制网,先由测量员测设,再由项目经理部技术负责人进行复测,经相互检查校核,并做好检查校核的记录,以备核查。根据监理人批准的测量原始记录本的格式,认真做好各种施工测量原始记录和施工放样记录,并妥善保管,以备核查。根据设计图纸和施工控制网点,采用极坐标法测放设计桩号,进行轴线测量定线。轴线测量定线后,用经纬仪辅以皮尺量测出孔位及各孔孔口高程。施工过程中,加强对测量控制点的保护,定期进行检查校核,测量仪器设备由专人进行保管及维护。所有测量和放样的有关参数全部报监
3、理工程师审查。并在任何时候协助监理工程师进行控制测量作业。1.2坝体防渗墙工程防渗墙段在坝体中偏上游修建,桩号为K0+030-0+660,最大高度47m。墙体厚度为0.6m,防渗墙总面积2.5万m2。塑性混凝土抗压强度3.0MPa,渗透系数小于110-7cm/s。1.2.1坝顶防渗墙施工平台开挖布置为在坝顶形成满足防渗墙施工的工作面,对坝顶进行开挖,降低坝顶高程1.5m,形成宽度13.5m的防渗墙施工平台,原坝顶高程1785.0m,降至1783.5m,高程降低坝段桩号:K0+030-K0+660。我司计划把坝顶开挖的土料运至坝外甲方指定堆料场,待防渗墙施工完成后回填利用。1.2.2坝顶回填碾压
4、防渗墙施工完毕后按原坝体要求将上部坝体填筑至原设计高程,填筑土方工程量为9658m3,恢复坝顶防护。1.2.3防渗墙施工平台及导墙施工防渗墙施工平台轴线长度为630m,抓斗施工平台、施工道路和浇筑平台均布置在防渗墙轴线的下游侧,施工平台填筑20cm碎石垫层形成。导向槽采用C20钢筋混凝土浇筑。导向槽应具有必要的强度、刚度和精度,要满足抓斗施工和接头管起拔设备的施工要求。在建造混凝土防渗墙槽孔前应先修筑导向槽,导向槽深1.5m。导向槽标定防渗墙位置,造孔导向;锁固槽口,保持泥浆压力,防止坍塌和防止废浆、废水倒流入槽,以及用作安置导管和埋设仪表的定位与支撑,导向槽的稳定是混凝土防渗墙安全施工的关键
5、。导墙采用直角梯形型钢筋砼结构,砼标号为C20。导向槽剖面见图8.3-1。导向槽中心线应与防渗墙轴线重合,其偏差不应大于15mm。图8.3-1 导向槽剖图导墙内墙应竖直,导墙内侧间距应大于防渗墙厚度50mm,导墙为直角梯形现浇混凝土结构,墙高1.5m,导墙厚度0.5m,导墙底宽1.0m,导墙顶部高程1783.5m,导墙墙顶高程偏差不应大于20mm,导墙模板拆除后应立即在墙间加设支撑,混凝土养护期间禁止重型施工设备在附近作业或停置。导墙外侧填土应夯实,要求填土夯实度不小于0.96,夯实导墙外侧填土时导墙间采取加固措施,防止导墙倾覆或位移。施工过程中应及时对导墙的沉降和位移进行观测。1.2.4防渗
6、墙试验(1)混凝土防渗墙试验主要内容固壁浆液的材料选择、配合比及拌制工艺试验;造孔设备适用性及工艺试验;墙体混凝土配合比试验(结合槽段间接头孔施工方法和墙体混凝土强度要求);混凝土浇筑工艺、浇筑时间等试验;槽段接头孔施工方法、施工工艺试验;造孔施工工效和成本分析;(2)现场试验根据工程的建筑物布置和地质条件,选择适宜的防渗墙中心线部位作为试验区。根据混凝土防渗墙工程施工图纸的要求选定试验参数。在试验区内,按批准的试验大纲拟定的施工程序和方法进行试验检查。1.2.5防渗墙施工“钻机配合液压抓斗法”快速成槽,充分发挥抓斗的地层适应性优势,进行槽孔施工;优质膨润土泥浆护壁,确保孔壁稳定;“气举法”清
7、孔,ZX-200型泥浆净化器净化泥浆;泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土;采用液压拔管机进行“接头管法”墙段连接,节约混凝土及接头钻凿工时,并可以最大限度地保证接缝质量。25t汽车吊辅助浇筑混凝土。地下防渗墙施工工艺流程见下图。施工准备设备安装开 槽冲击钻钻孔抓斗造孔终孔鉴定成槽验收清孔刷接头清孔刷接头清孔验收下接头管下砼导管浇注砼起拔接头管结束转下槽膨润土采购泥浆制备泥浆输送泥浆净化泥浆净化砼生产砼运输(4)防渗墙造孔成槽1)液压抓斗机抓槽槽壁机抓土成槽:标准槽段采取三序成槽,先挖两边,再挖中间。开挖过程中要实测垂直度,并及时纠偏。槽段开挖顺序见图所示。抓斗机 导泥浆液面墙2)孔型控制各单孔中心
8、线位置在设计防渗墙中心线上、下游方向的误差不大于 3cm。孔斜率不得大于 4;遇含孤石地层及基岩陡坡等特殊情况,应控制在 6以内。接头套接孔的两次孔位中心在任一深度的偏差值,不得大于设计墙厚的 1/3。槽孔终孔检查合格后,报请现场监理工程师进行孔位、孔深及孔形全面检查验收, 合格后进行清孔换浆。(5)混凝土浇筑防渗墙混凝土采用现场拌合站集中拌合。本工程接头管起拔采用 YJB-800 型液压拔管机。一期槽孔清孔换浆结束后,在槽孔端头下设接头管和帷幕灌注浆预埋管,混凝土浇筑过程中及浇筑完成一定时段之内,根据槽内混凝土初凝情况逐渐起拔接头管,在一期槽孔端头形成接头孔。二期槽孔浇筑混凝土时,接头孔靠近
9、一期槽孔的侧壁形成圆弧形接头,墙段形成凹凸的有效连接。在接头管起拔前应随时活动接头管,以免接头管与下部已浇筑混凝土凝结。起拔过程中应及时给接头孔内注浆,并控制起拔速度,防止起拔时引起接头缩孔和孔口坍塌。必要时可根据现场具体情况,通过试验确定起拔时间及起拔速度。(6)混凝土拌和、运输、浇筑 混凝土采用现场拌合站集中拌制,混凝土灌车运输(在冬季施工采用冬施方案),混凝土拌制后在拌合站机口进行塌落度、扩散度等指标检测合格后方可运输,并按规定取样进行抗压、抗渗和弹性模量实验,严禁不合格混凝土浇入槽内。入槽混凝土塌落度控制在18-22cm,扩散度控制住34-40c,初凝时间不小于6h,终凝时间不大于12
10、h,混凝土湿密度不小于2100kg/m3。混凝土拌合及运输能力不小于计划浇筑数量的1.5倍,且应保证浇筑连续进行,若因故中断,时间不能超过40min,同时应保证运至孔口的混凝土具有良好的和易性。(7)塑性混凝土防渗墙施工中出现的问题1) 槽段成孔开挖过程中,有时会出现漏浆现象,出现漏浆常采用处理措施有:抛填粘土,加大泥浆比重;松散地层,造孔应循序渐进;保证泥浆供应和质量;对漏浆严重的地层用速凝水泥等特殊材料处理,必要时对槽孔机械回填。2) 孔斜的处理发生孔斜的原因是多方面的,主要是地质条件。孔斜将使墙体有效厚度减少,孔斜超标时应及时进行修孔,确保成墙有效厚度满足要求。一般采用回填修孔,也可用钻
11、机进行纠偏。1.3 帷幕灌浆施工 (1)防渗墙内预埋灌浆管防渗墙内预埋灌浆管就是在防渗墙槽孔浇筑混凝土前将灌浆管下置到槽底,待浇筑成墙后即形成预留孔。但埋设灌浆管时必须固定牢靠,以防止浇筑混凝土时因外力而产生移位、弯曲或变形而造成废孔。预埋灌浆管施工主要采取了以下措施:1)选用 120PVC 管,预埋管施工采用“导向架”施工工艺。导向架采用18钢筋制作,间距3m。2)根据帷幕灌浆孔位(间距 2.0m),布置埋管位置,序槽孔一般分布5 个,序槽孔一般 7个。3)混凝土防渗墙在浇筑混凝土时,要求几个导管均匀下料,混凝土面同步上升, 最大限度内减少对帷幕灌浆导管的影响。设备配置液压抓斗机械设备表序号
12、设备名称设备型号数量(台套)备注1抓斗机JCZ-952成墙厚度0.6m;钻头重量2540kg动电冲击锤HCD-702夯锤重0.8-1.2KN8-12KN自卸汽车东风5T8土料运输人员安排施工按三班倒制,冲抓成墙2台机组,计6个班。每班配备8人,共计48人,详见下表:人员安排表序号岗位人数职责备注1施工队长1全面负责冲抓成墙施工的安排2班长6分别负责冲抓成墙、注浆施工3电工1负责钻灌施工电器安装、用电工作4修理工1负责施工机械设备维修保养工作5技工6负责施工设备的操作等工作6普工33辅助生产施工7总人数481.3.1帷幕灌浆帷幕灌浆位于大坝坝顶中心线与防水渗墙施工轴线重合,长度630m(K0-0
13、30K0+660)所有帷幕灌浆孔孔距均为2m。施工时先预埋帷幕灌浆管PVC120,本次帷幕灌浆钻孔共1150m,帷幕灌浆1150m。计划自2017年10月15日至2017年11月30日,共历时45天,日平均强度12m/天,计划共投入2台套钻孔灌浆设备以确保本分部工程的按时完工。(1)引用的技术标准和规范水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL/T/58-2001;水利水电工程钻孔压水试验规程SL25-1992;水工砼外加剂技术规程DL/T5100-1999;水工砼试验规程DL/T5144-2001;水利水电工程岩石试验规程(试行)SDJ204-81;水利水电工程岩石试验规程(补充部分)DL5006-
14、92;砼拌合用水标准JGJ63-89。(2)灌浆材料每批采购的水泥、外加剂、掺和料等,均符合有关材料的质量标准,并附有生产厂家的质量说明书,每批材料的入库前均按规定进行检验验收,并将检验成果报监理工程师审批。水泥根据施工图纸设计要求,选用塑性混凝土和灌浆用的水泥品种为高抗硫水泥。水泥标号不低于42.5R。水泥细度要求通过80um方孔筛,其筛余量不大于5%。灌浆用的水泥符合规定质量标准,不使用受潮结块的水泥。水水库内水源丰富且水质好,灌浆用水直接自水库内抽取,但灌浆用水符合JGJ63-89第3.0.4条的规定,拌浆水温不高于40。(3)钻孔灌浆设备及人员安排钻孔灌浆设备钻机和钻头根据工程地质条件
15、选用,钻孔采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头。灌浆塞具有良好的膨胀性能和耐压性能,在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段,并易于安装和卸除。投入的主要机械设备详见下表。帷幕灌浆施工机械设备表 序号设备名称设备型号数量(台套)备注1地质钻机XY-2002大坝坝体和基岩钻孔土钻机SH-301备用于大坝坝体钻孔潜水泵4.0kw3抽水水泥制浆机双桶式2拌合水泥浆5灌浆泵BW-1502钻孔送水及输送浆液6测斜仪JJX-3B1灌浆孔测斜人员安排施工按三班倒制,钻孔灌浆2台机组,计6个班。钻孔灌浆每班配备3人,计18人。另配备施工队长、专职电工和专职修理工各1人,共计21人,详见如下:人员安排表序号岗位
16、人数职责备注施工队长1全面负责钻孔灌浆施工的安排班长6分别负责钻孔、灌浆施工的操作电工1负责钻灌施工电器安装、用电工作修理工1负责施工机械设备维修保养工作技工6负责施工设备的操作等工作普工6辅助生产施工总人数21(4)施工程序同排帷幕灌浆施工分三序孔进行,先进行序孔的施工,再进行、序孔的施工。帷幕灌浆方法根据现场监理工程师指定的方法或现场试验确定的方法进行。采用自下而上分段灌注的施工程序如下:自下而上帷幕灌浆施工程序:放样布孔钻孔钻孔冲洗孔底段简易压水自下而上逐段灌浆封孔质量检查采用自上而下分段灌注的施工程序如下:自上而下帷幕灌浆施工程序:放样布孔孔段钻孔孔段冲洗简易压水试验孔段灌浆待凝下一孔
17、段钻孔(重复各道工序至设计孔深)封孔质量检查(5)施工测量放样严格按设计图纸要求进行施工测量放样,首先采用全站仪放出施工轴线,再采用钢卷尺在该轴线上丈量孔距,对钻孔进行统一编号,并在孔位中心钉入木桩,固定孔位;再采用水准仪测出各灌浆孔的孔口高程。详见孔位布置图。序孔序孔帷幕灌浆轴线 序孔2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000帷幕灌浆孔序布置图 单位:mm(6)钻孔灌浆工艺流程浆液循环简易压水孔口封闭钻至孔底钻孔就位开钻设备安装施工准备验收封孔制浆系统调试记录送浆制浆(7)钻孔、冲洗和压水试验钻孔以部分序孔为先导孔,先进行先导孔施工,边灌边试验,取得成功经
18、验后,指导、序孔的施工。在开孔前通过用吊铅球的方法校正立轴,使其保持铅直,钻机安装做到正、平、稳固,每钻5m用测斜仪校正一次,始终控制孔斜在1%以内。开孔孔直径为110mm。根据不同地层,采用不同的钻进工艺。坝体土层采用SH-30型钻机冲击钻进,钻孔位置偏差控制在10cm之内,钻孔力求铅直,孔斜率控制在1%之内。检查孔的位置按监理工程师的指示确定,孔底偏差要求与灌浆孔相同。帷幕灌浆钻孔最大允许偏差如下表。帷幕孔最大允许偏差值 孔深(m)2030405060最大允许偏差 (m)0.250.50.51.151.5钻孔取芯和芯样试验A、灌浆先导孔、观测孔、检查孔以及监理工程师指示的其它钻孔的芯样按取
19、芯次序统一编号,填牌装箱,并编制钻孔柱状图和进行岩芯描述。B、芯样的最大长度控制在3m以内,如发现芯样卡钻或被磨损,立即取出。若芯样的回收率较低,则更换钻孔工具或改进钻进方法。C、在钻孔过程中,对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它能充分反映岩石特性的因素进行测量和记录,并对芯样进行试验,进行定点保存,防止散失和混装。钻孔冲洗帷幕灌浆孔的裂隙冲洗按监理工程师指示或现场试验确定的方法进行。钻孔完毕后,采用BW-150灌浆泵,清洗时水量开至最大挡进行孔内冲洗,直至回水澄清后10min为止,且总的时间要求单孔不少于30min,串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段,继续进行冲洗,孔内残存的沉积
20、物厚度不超过20cm。冲洗顺序是先冲洗钻孔,再冲洗岩层裂缝。冲洗压力采用同孔段80%的灌浆压力,若压力超过1Mpa,则采用1Mpa,以免引起裂缝扩张和岩层的松动、变形。压水试验A、压水试验在裂缝冲洗后进行。压水试验段长一般为5m,与灌浆段长度基本一致。压水试验前,观测孔内的稳定水位,有涌水的孔量测涌水流量。压水试验根据监理工程的指示采用“简易压水”、“单点法”或“五点法”进行压水试验。B、简易压水试验在裂缝冲洗后或结合裂缝冲洗进行。压水压力为同段灌浆压力的80%,该值若大于1Mpa,采用1Mpa;压水每5min测读一次压水流量,连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%或最大值与最小值
21、之差小于1L/min时,取最终的流量值作为计算流量,其成果按水利水电工程钻孔压水试验规程SL25-92附录A以透水率表示,由相关计算公式(q=Q/pL)计算出透水率。五点法和单点法压水试验按SL62-92附录A执行。C、帷幕灌浆的先导孔采用自上而下分段卡塞进行压水试验,并按施工图纸要求采用五点法或单点法;其它各次序孔的灌浆段,进行简易压水试验;检查孔采用五点法压水试验。(8)灌浆试验浆液试验按照监理工程师指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行试验。确定以下技术参数:A、浆液配制程度及拌制时间;B、浆液密度或比重测定;C、浆液流动性或流变参数;D、浆液的沉淀稳定性;E、浆液的凝结时间
22、,包括初凝或终凝时间;F、浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性;现场灌浆试验A、根据工程的建筑物布置的地质条件,选择地质条件与实际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区。B、根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理工程师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。C、在每一灌浆试验区,按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验检查灌浆的效果,整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量的试验资料,并将灌浆试验成果报监理工程师,以确定灌浆的参数。(9)灌浆压力灌浆压力:按照监理工程师的指示、施工图纸及技术要求或由现场试验确定。灌浆在短时间内达到设计压力,接触段和注入率大的孔段采用
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