渠道衬砌施工方案(23页).doc
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1、-渠道衬砌施工方案-第 - 22 - 页渠道混凝土衬砌施工技术方案1. 工程概况焦作1段第一施工标段是南水北调中线一期工程总干渠渠段(黄河北羑河北)的组成部分,位于渠段的北部,本标段设计起点桩号28+500,终点桩号为33+700,总长5.2km,其中明渠长度4864m。渠道为梯形断面,28+50028+717.6 段渠底宽度为17m,渠坡坡比为1:2.75,防护堤坡比:左岸1:1.5,右岸1:1;28+717.628+737.6段渠底宽度为17m21m;28+737.633+700段渠底宽度为21m,渠坡坡比为1:2。渠底高程98.89298.574m,渠道内一级边坡为1:21:2.75,二
2、级边坡为1:11:1.5,一级马道(堤顶)宽5.0m,外坡1:2,渠道纵坡比为1/29000。全渠段采用混凝土衬砌,渠坡厚度10cm,渠底厚度8cm。混凝土衬砌强度等级为C20,抗冻标号F150,抗渗标号W6。渠段内采用复合土工膜150g/m2-0.3mm-150g/m2和150g/m2-0.5mm-150g/m2防渗。在渠底及渠坡防渗复合土工膜下铺设2cm或2.5cm厚的聚苯乙烯保温板防冻层。防冻层下铺设砂砾料垫层防冻胀。渠基设置纵横向排水暗管管网排水,通过逆止阀和抽排泵站排入渠道内。1.1气象条件本渠段多年平均气温为15.2,多年平均最低气温10.4,平均最高气温20.5。多年平均风速2.
3、3m/s,最大风速22m/s。多年平均冻土深度11.47cm,最早地面稳定冻结初日在12月9日,冻结终止日期在2月19日,历年最大冻土深度19cm;霜冻初日最早为10月17日,终期最晚为4月3日。 1.2 工程地质本标段渠道桩号28+50033+700,总长5.2km。在新庄恩村工程地质段内,均属粘性土均一结构。本渠段以半挖半填为主,渠底板主要位于重粉质壤土中。渠坡岩性主要由重粉质壤土和轻粉质壤土夹卵石组成。轻粉质壤土多呈饱水状态,渠道开挖后可能发生流土、边坡垮塌等渗透破坏现象,边坡稳定性较差。地下水位高于渠底板约46m,施工排水问题显著。桩号29+90031+900段含水层岩性为卵石和轻粉质
4、壤土,具中等强透水性,富含地下水,基坑排水量较大,施工时应采取相应的排水措施。其它段含水层为粘性土层,具微弱透水性,施工时采取适当的排水措施。渠道运行后桩号31+900段上部断续分布的轻粉质壤土和桩号31+610附近下部的轻粉质壤土存在地震液化问题,采取处理措施,消除地震地基液化沉陷的影响。1.3水文地质场区属太行山前冲洪积倾斜平原,钻孔揭露深度范围内地层主要为第四系松散层,岩性主要为粉质壤土、中细砂和卵石透镜体。场区地下水可划分为第四系孔隙潜水和承压水。潜水主要赋存于上部粉质壤土中,总厚度一般2030m,渗透系数K=1.210-63.610-5cm/s,一般属微弱透水,赋水性差。桩号30+3
5、0031+600断续分布有砂或卵石透镜体,为中等强透水性。勘察期间地下水位埋深一般0.51m,局部渠段埋深大于2m。潜水主要接受大气降水入渗及侧向迳流方式补给,主要以蒸发、人工开采及侧向迳流方式排泄。第四系孔隙承压水在桩号29+500以前主要赋存于卵石层中,含水层埋深约25m,厚度一般38m,卵石层渗透系数K=1.9310-24.8010-2cm/s,为强透水,赋水条件好;桩号29+500以后承压水主要赋存于细砂和少粘性土层中,含水层埋深一般2030m,厚度一般58m,局部含水层埋深大于40m,中细砂渗透系数K=3.3710-31.3110-2cm/s,属中等强透水,少粘性土(轻粉质壤土)一般
6、具中等透水性,赋水条件较好;勘察期间承压水位高程一般102104m,承压水头一般2025m,承压水主要接受上游地下水侧向迳流补给。2.渠道衬砌施工依据南水北调中线一期工程焦作1段(第1标段)渠道横断面图。 南水北调中线一期工程总干渠黄河北羑河北段(中线建管局直管项目)焦作1段第一施工标招标文件技术条款。 南水北调中线一期工程总干渠焦作1段渠道结构图。 碾压式土石坝施工技术规范(SL274-2001)、土工试验规程(SL237-1999)、堤防工程施工规范(SL260-98),以及国家、行业颁布的相关规程、规范、技术标准。 南水北调中线一期工程材料性能指标补充技术要求。 渠道混凝土衬砌机械化施工
7、质量评定验收标准2010-11-30。 南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准(试行)2007-05-20。 南水北调中线干线工程渠道混凝土衬砌施工操作指南(试行)2010-1。3.渠道衬砌机工作原理目前混凝土衬砌机有两种机型:一种是滚筒式,另一种是滑模式。滚筒式衬砌机适用于渠道底板衬砌,滑模衬砌机适用于渠道边坡衬砌。滑模衬砌机动力是由外部电力系统提供,行走系统轨道自行式。在衬砌作业时,混凝土熟料由混凝土搅拌车运输至现场,从滑模衬砌机两侧的小集料斗同时供料,经皮带输送至大集料斗后,沿顺坡自上而下布料。布料完成后,沿顺坡方向设置的一排振捣簧片将混凝土料物均匀振捣并机械进行找平。滑模衬砌
8、机的机架为整体钢架,布料系统与衬砌系统于一体,因此设备自重大,跨越渠系建筑物时搬迁困难,拆装周期长。但其具有良好的整体刚性,并事先进行了预应力处理,克服了大跨度时机架产生的挠度,确保了渠坡中间部分的衬砌厚度,同时生产效率高,振捣密实、均匀,表面平整度高,节省劳动力,非常适用于本渠道的衬砌。投入使用的混凝土衬砌机PHB23000C型混凝土衬砌机,主要技术参数适应本工程渠道坡面混凝土衬砌的要求。该型衬砌机通过在南水北调其他标段施工证明,综合性能完全满足施工要求,该机型有以下特点: 将混凝土布料、摊铺、振捣、轧实布置在同一台机架上,减小了整机重量,方便了搬迁拆装。 机架高度采用千斤顶调节,省时、省力
9、,可随时调整坡度和摊铺厚度。布料系统采用变频调速,布料时速度一般控制在1.5m/min,回程时速度可调至3m/min;衬砌宽度:3m/幅;整机行走:5m/min;升降速度:240mm/min。 主机前后轮箱采用铰接方式连接R=150m范围内可自由行走。 布料、摊铺、振捣、压光互不影响。渠道衬砌机械化施工工艺流程图,见图4-1。4.渠道衬砌施工4.1施工准备衬砌施工前,由渠道衬砌施工队将场地清理干净,在场地清理干净后按试验设备配置要求,组织施工机具提前进场,在投入运行前进行一次全面检修,并将仓面施工机具运至施工现场。对所有参加渠道衬砌混凝土施工的施工人员进行一次技术培训,并将施工计划下发到施工班
10、组,并安排相关人员现场值班。施工用水采用洒水车运送,在马道上布置塑料桶装水,采用软管从塑料桶处接至各施工用水面。各施工用电机具采用电缆线连接电源。施 工 准 备混凝土原材料检验施工放样配合比设计试验排水管安装、砂砾料铺填材料供应配合比检验调整保温板和复合土工膜铺设混凝土搅拌削坡机削坡轨道设置混凝土运输混凝土摊铺混凝土振捣混凝土抛光抹面混凝土养护养护设备就位缝面清理质量检测闭孔板和密封胶填缝混凝土切缝切缝机就位放线标注渠道衬砌机填缝准备工作台车就位竣 工 验 收图4-1 渠道衬砌机械化施工工艺流程图 人员准备: 做好施工前动员,对职工讲明本工程的重大意义,使职工对参加本工程施工负有责任心,做好施
11、工后勤保障,解除职工的后顾之忧; 施工前,组织施工技术人员、机械操作手、专职安全环保人员对施工图纸、技术要求、施工特点、工序衔接、施工安全、施工期环保等内容进行认真研究分析,熟练掌握,做到了解设计意图和施工期各项要求,有序施工。 材料准备: 水泥选用河南孟电水泥有限公司生产P.O 42.5散装低碱水泥; 骨料为人工砂石骨料,人工砂及小石选用焦作周窑祥和石料厂骨料; 粉煤灰选用河南济源沁北电厂生产的级粉煤灰; 外加剂选用山西黄腾化工有限公司生产的减水剂、中国水电十一局外加剂厂生产的引气剂; 强渗软式透水管、聚苯乙稀保温板、聚乙烯闭孔泡沫板、600g/m2复合土工膜等按施工计划准备。 混凝土配合比
12、参数如表, 渠道衬砌混凝土配合比编号强度等级级配水胶比砂率(%)减水剂剂(%)引气剂(1/万)粉煤灰(%)混凝土材料用量(kg/m3)坍落度(mm)拟用工程部位水水泥粉煤灰砂520mm1C20W6F150一0.5040.01.00.8/万201382215577411627090渠道衬砌 砂石备料场和混凝土拌和系统在项目部1#生产营地,拌和设备额定生产能力为60m3/h,配备100t水泥罐1个、200t水泥罐1个、100t粉煤灰罐1个、砂石料配料机一套、地磅一套。运输、衬砌设备:HZS60强制拌合机及配料系统一套、装载机两台、8m3混凝土运输车两台、坡面衬砌机壹台、成型机壹台、机械抹光机壹台。
13、(3)施工用水在施工过程中的用水主要为:混凝土拌合用水、粗砂、砂砾料垫层压实用水,混凝土浇筑完成后养护用水及道路降尘用水。从渠道衬砌管井降排水抽水管道引出,水管直接衬砌现场为试验段施工供水。(4)施工用电施工用电主要是施工过程中管井降排水、衬砌机、成型机、抹面机、切割机等用电,试验区采用变压器作为衬砌施工电源。(5)施工道路施工道路主要为右岸沿渠道路,宽度为8.0m,右岸渠堤堤顶道路,宽度为,6.0m。下渠施工道路,宽度为5m,按单车道考虑。混凝土运输车由沿渠施工道路经渠堤堤顶道路到达施工现场。4.2施工放样衬砌前,由测量队根据要求在渠道附近处设置平面控制点及高程控制点,并根据设备的特性计算出
14、轨道的平面位置及轨道安装高程。同时,根据砼衬砌厚度及保温板厚度放出削坡位置及高程。放出轨道平面位置及高程后,人工清理轨道基础铺设砂料找平并压实,其上安放轨道,轨道每隔36m用钢筋固定在地面上,防止衬砌机运行时轨道移位。轨道采用专用轨道钢60606mm,并与4mm厚的钢板焊接,轨道垫钢板尺寸为40 cm50cm。轨道钢与钢板焊接后应调平,确保今后轨道安装后轨面在一条直线上。4.3渠道修坡及清基渠道开挖填筑基本成型后,修坡前先进行测量放线,使用数字化挖掘机进行边坡粗削坡,将开挖时机械预留的保护层削至25cm。挖掘机粗削坡时,将斗齿更换为特制的斗刀,使削出的面平整,挖掘机削坡由上至下进行,削挖的土方
15、由机械运出。边坡精削坡采用人工削坡,测量人员密切配合,严格控制削坡的坡度及平整度,削下的土方人工堆放在渠底,待渠底精找平时一并运出,精修坡比粗修坡滞后30m左右。质量标准为渠口(底)边线允许偏差:直线段20mm、曲线段50mm;不应有欠挖,削坡后的平整度应不大于10mm/2m(拟铺设砂垫层时为不大于20mm/2m)。高程偏差控制在0-20mm范围内。4.4渠道排水设施施工渠道排水网工程包括渠底渠坡纵向集水暗管排水、横向集水暗管排水和逆止阀。集水暗管采用强渗软式透水管。排水暗管沟槽开挖前测量放线(沟槽中心线到渠中线的水平距离),两端设置控制桩,控制桩绷线控制开挖边线及开挖深度。暗沟与渠坡坡脚齿槽
16、之间的隔墙比较薄弱的位置,在齿墙开挖前沿靠近外侧的壁采用M7.5砌砖,保护暗沟及齿槽不受影响,确保结构尺寸符合设计及质量要求。纵向集水暗管与横向集水暗管采用四通连接,渠坡最上层纵向集水暗管与横向集水暗管采用三通连接。纵向集水暗管与逆止式排水器采用三通连接中间连接部分采用150软式透水管,用土工布进行包裹封口并引出沟槽外加以保护。先在槽底铺设5cm厚的粗砂再将软式透水管摆放其上保持在沟槽中心位置,铺设过程中要求不能人为随意制造接头,待验收合格后,四周及时采用粗砂分层回填,粗砂回填采用人工铺填,回填过程中超前使用钢筋条制作的门式卡卡住管道防止其过远偏离中心线。先对粗砂洒水然后使用平板振捣器底部焊接
17、钢管架层层进行压实,逆止阀形式有两种:球形逆止阀和拍门式逆止阀。拍门式逆止阀用于渠坡。逆止阀的具体参数要求,依设计下发得南水北调中线一期工程材料性能指标补充技术要求为准。4.5渠道砂砾料层施工(1) 铺料砂砾料层的位置尺寸,材料级配依设计文件要求为准,砂砾料铺填先进行渠坡铺填,待渠坡衬砌完成后进行渠底砂砾料铺填,采用反铲或其他方式向坡面指定位置布料,人工辅助摊铺砂砾料顶面高程通过预埋钢筋标识控制,采用周围设槽钢挡板表面使用6m长方钢作刮板自上而下进行整平的方法保证平整度,过程中发现有欠料处及时填补,压实前进行大面洒水将含水量控制在最优偏高一些。(2) 压实采用在坡肩安设电动辘轳利用钢丝绳牵引平
18、板振动器进行压实,填筑厚度控制在13cm左右。振动器顺坡上下移动不少于3遍并保证沿渠轴线方向移动过程中压痕间搭接1520cm。(3)质量检验压实后采用灌水(砂)法取样作相对密度检验。每600m2或每压实班至少检测一次,每次测点不少于3个,坡肩、坡脚部位均设测点,检查处人工分层回填捣实。砂砾料或砂料削坡按渠道削坡的有关要求执行。砂砾料垫层表面平整度用2m靠尺或测量仪器控制,不大于10mm/2m。发现凹坑及时人工补料。发现凸点,及时人工清除。将高程偏差控制在0-20mm.4.6保温板铺设材料的运输与存放装卸保温板要轻搬轻放,防止碰撞。装车不宜过高,平层整齐码放。保温板与绳索接触的边角部位采取防护措
19、施,防止绳索损坏保温板。随车人员严禁吸烟,注意防火。保温板到达施工现场后,选择地势相对较高、平整干燥处平层码放整齐。及时用苫布苫盖,并挂标识牌,标明产品名称、产地、规格、指标、使用部位等。施工现场不存放过多保温板,根据保温板铺设进度领用。设置控制线利用高程控制桩,按保温板铺设高程,挂设保温板铺设高程控制线,作为渠坡(渠底)复测和保温板铺设高程的控制标准。保温板铺设保温板应沿渠道轴线方向有序错缝铺设。渠坡保温板按自下而上顺序铺设,不允许直接踩踏铺设完毕的保温板。遇到墩、柱、墙等建筑物时,根据与建筑物交界面的形状尺寸划线裁剪保温板,使保温板与建筑物交界面接缝紧密。每块保温板铺设完毕后,应及时用U型
20、卡固定。渠坡和齿槽中的保温板铺设时,根据设计尺寸,将坡脚处保温板与齿槽保温板的接触面切成适宜角度。保温板铺设过程中,遇到保温板尺寸不合适或折断损坏造成边缘不整齐等现象,用密齿锯或壁纸刀结合钢板尺裁剪边缘,使保温板符合使用要求。质量控制外观完整,色泽与厚度均匀,表面平整清洁,无缺角、断裂、明显变形。保温板应错缝铺设,平整牢固,板面紧贴渠床,接缝紧密平顺,两板接缝处的高差不大于2mm。板与板之间、板与坡面基础之间紧密结合,聚苯乙烯保温板位置放好后用U型卡从板面钉入砂砾料层固定(梅花状布置),铺好的板上面严禁穿带钉鞋行走,铺板完成后、铺设复合土工膜之前同样对保温板的接缝、平整度进行检查,平整度控制在
21、5mm,使用2m靠尺进行检查,接缝控制在02mm。4.7复合土工膜铺设土工合成材料要求渠道采用600g/m2(150g/m20.3mm150g/m2)二布一膜复合土工膜作为防渗材料,其中膜选用厚0.3mm的聚乙烯土工膜;复合土工膜选用宽幅6m,聚酯长丝针刺土工布。进场的复合土工膜物理力学指标均应满足招标文件和设计文件中的要求。 复合土工膜铺设复合土工膜施工之前首先做焊接试验,焊接抗拉强度至少不能低于母材的80,从试验得出适应与现场实际操作、施工的一些技术参数。铺设时由坡肩自上而下滚铺至坡脚,中间不出现纵向连接缝。渠坡和渠底结合部以及和下段待铺的复合土工膜部位预留5080cm搭接长度,坡肩处根据
22、设计蓝图预留80cm复合土工膜的长度。铺设过程中用编织袋装土覆压,随铺随压,以防止复合土工膜滑移。复合土工膜材料尺寸为6m22m,在铺设时先将土工膜按尺寸、匹幅铺好,膜与膜之间不能有褶皱,复合土工膜垂直于水流方向铺设,膜与膜重合10进行焊接。铺时将焊接接头预留好后用剪刀剪断。土工膜铺好后进行固定,使用沙袋、或其它重物将其压紧。 复合土工膜裁剪复合土工膜裁剪时以长木条作参照划线引导,保证裁剪后边缘整齐平顺,使用记号笔按照要求的最少搭接界限标识在接缝处上下两张膜上,保证焊接后的搭接宽度。遇到建筑物时根据建筑物尺寸在复合土工膜上进行标识,并根据土工膜与建筑物的粘结宽度进行裁剪。 复合土工膜与建筑物粘
23、接若复合土工膜与墩、柱、墙等建筑物进行粘接,粘接宽度不小于设计要求,建筑物周围复合土工膜充分松弛。保证土工膜与建筑物粘结牢固,防水密封可靠,对土工膜或墩柱进行涂胶之前,将涂胶基面清理干净,保持干燥。涂胶均匀布满粘结面,不出现过厚、漏涂现象。粘结过程和粘结后2h内粘结面不承受任何拉力,并保证粘结面不发生错动。 复合土工膜连接连接顺序:缝合底层土工布、热熔焊接或粘接中层土工膜、缝合上层土工布。土工膜热熔焊接:采用热合爬行机焊接。每天施工前均先作工艺试验,确定当天焊机的温度、速度、档位等工作参数。施工时应根据天气情况适时调整。环境气温在535之间,进行正常焊接。气温低于5时,焊接前对搭接面进行加热处
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