水库除险加固施工组织设计.pdf
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1、*第 1 章概述1.1 工程概况大交水库位于运城市绛县大交镇大交村北,属黄河流域汾河水系浍河支流,是一座以防洪、灌溉为主的小型水库。水库控制流域面积2.25km2,总库容 14.45 万 m3。水库保护下游 2 个村庄 2400 余人、2600 亩耕地、两家企业、绛县一翼城公路的防洪安全。水库枢纽由大坝、溢洪道、输水涵洞组成。大坝为均质土坝,最大坝高 7.0m。水库建于 1976 年,目前大坝存在质量及渗漏等严重问题,无法正常运行。1.2 本工程除险加固的主要内容为:大坝加固、溢洪道改造、放水涵洞改造、防汛抢险道路等工程。1.3 施工条件(1)交通条件场外道路宽敞,交通极为方便。(2)水、电、
2、通讯条件生产用水用水泵直接从水库抽取,生活用水接水库供水管网;用电接水库电网,同时配备 100kw 柴油发电机 1 台作备用电源;通讯与当地电信部门联系解决,拟报装程控电话1 台,手机若干台,对讲机若干台。第第 2 2 章章施工导流(围堰)施工导流(围堰)本工程主要是水库除险加固,不必对水流进行截流或导流,但对于引水工程输水涵管、主坝迎水坡施工高程比较低的部位,需要做围/*堰施工,以保证施工安全和施工质量。2.1 围堰标准本工程施工工期为 365 天,跨两个汛期。围堰设计标准按照 10年一遇洪水。2.2 围堰填筑及拆除围堰采用土石料填筑,围堰压实度必须达到 94以上,其设计断面详见下图。围堰迎
3、水坡做放水处理,用砂袋护坡。下游坡脚,用碎石排水,用抽水机定时抽水。待工程施工完毕后,并通过完工验收后,将围堰在水库低水位时拆除。围堰拆除料堆弃于指定地点。第第 3 3 章章施工总平面布置施工总平面布置本工程施工总布置以招标文件、设计图纸、现场具体地形勘测结果为依据,根据工程项目施工的特点,施工总布置按集中原则以尽量少占用耕地、不占用农田保护区、减少工程临时征地的原则进行总体规划。3.1 总平面布置施工营地根据施工布置的规划及方便施工的原则,在水库区布置施工生产、办公及生活临时设施。水库区的办公及生活设施布置主要包括项目经理部办公室、职工宿舍、食堂、浴室、厕所及业余活动场所等。生产设施布置主要
4、包括砼生产系统、钢筋和木工加工厂、堆料场、仓库、砼预制场、机械停/*放及维修保养场、临时工栅及发电厂房等设施。临时场地均铺 5cm 厚 C10 砼垫层进行硬化。3.1.2 施工道路场外交通道路宽敞,较方便。场内道路以现有的道路连接各施工坝段,路况不好路段进行整修、扩建。同时新建 5 条临时施工道路通往水库土料场、弃渣场及无连接道路的各坝段。扩建及新建的道路路面宽6.0m,采用泥结石路面。3.1.3 砼系统考虑到工程点多面广,每两座大坝设 1 台 0.4m3 搅拌机,作为施工用砼、砂浆的生产系统。同时在溢洪道施工场地及连接渠施工场地各布置 1 台 0.4m3 搅拌机,作为砼生产系统。3.1.4
5、施工用水、用电、通讯在水库施工营区修建蓄水池,通过水库边的抽水泵抽水至蓄水池,然后由水库管道送至生活区、施工工厂,以供生活、生产、消防用水;用电采用业主提供的变压器,按三相五线 380V/220V 敷设架空动力、照明线路引至生活区、施工工厂和施工现场;同时在水库施工营地、连接渠施工场地各设一台 75KW 发电机,作为补充电源或备用电源;通讯与当地电信部门联系解决,拟报装程控电话 1 台,手机若干台,对讲机若干台。3.2 施工总平面布置图见附图绛县水库除险加固工程施工总平面布置图。第第 4 4 章章 施工实施方案施工实施方案/*4.1 土坝工程4.1.1 基本情况本工程加固水库采用劈裂灌浆和充填
6、灌浆对坝体进行防渗处理,迎水面采用斜坡式,C15 砼护坡,坡底采用干砌石护底,坡比 1:2;背水面采用草皮护坡,坡底设置浆砌石排水沟坡比1:2.5。4.1.2 土坝施工工艺流程土坝施工工艺流程见下图:4.2 土方工程施工4.2.1 土方开挖施工方法4.2.1.1 开挖程序坝体填筑测量放样坝体开挖土料开采其施工作业程序如下:不合格施工措施计划迎水面护坡施工测 量 放 样坝体灌浆场 地清 理背水坡护坡施工开挖竣 工 资料4.2.1.2 施工方法格合监理人审批一、施工措施计划防浪墙施工预制路缘石施工土石方开挖前,按监理人的指示和施工图纸的规定,制定施工措施计划,并报监理人审批,施工措施计划包括如下内
7、容:开挖施工平面布置图(含施工交通线路布置);开挖方法和程序;施工设备的配置和劳动力安排;排水或降低水位措施;开挖边坡保护措施;土料利用和弃渣措施;/坝顶道路施工*质量与安全保证措施;施工进度计划等。二、清基清基包括植被清理及表土清挖两部分工作。用人工配合挖掘机将表层土及植被堆积成堆后,用挖掘机挖装,自卸汽车运输至监理人指定地点分类堆放。其具体内容如下:(1)主体工程的清基,须清除到离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧 3m 处;(2)将清基范围内的树根、杂草、垃圾、废渣及其它有碍物清除干净;(3)清除的有机表土运至监理人指定的地区堆放,采取遮盖措施防止土壤被冲刷流失。三、土坝开挖
8、土坝开挖指旧土坝护面石拆除、主坝浆砌石防浪墙拆除、剥坡等。采用挖掘机自坡底向坡顶开挖,边坡上用多台挖掘机将开挖渣料转运至坡顶,再用挖掘机将开挖渣料装在停在坝面上的自卸汽车上,运至监理人指定地点分类堆放。对可利用作回填的土料采用彩条布遮盖等措施,以防雨水冲刷破坏土料。开挖土料严禁堆放在边坡顶,应堆放在离坡顶 10m 外的安全范围内。开挖过程中采用如下排水及安全防护措施:1)、在基坑底周边设排水沟、集水井,将基坑积水用水泵抽排至/*原排水系统;2)、在坡顶周边设排水沟、集水井,截排地表水;3)、基坑周边设 1 米高的围栏。4.2.2 土方回填施工方法4.2.2.1 填筑程序其施工作业程序如下:施工
9、准备测量放样填筑施工完工资料4.2.2.2 填筑施工方法一、坝体填筑坝体填筑采用进占法施工,其施工工艺框图如下:不合格合格清基测量放样(1)测量放样碾压试验、击实试验1)开工前,根据监理人提供的平面控制点、高程控制点及相关地形图等有关测量资料对原设控制点进行复查和校测。土料开采、运输2)开工前,应施测清基横断面图,放样定出坝脚及坝体填筑起坡桩。分层铺料3)测量放样用高精度的全站仪、经纬仪、水准仪等仪器,以使施测结果符合设计要求。分层碾压检测试验4)施工放样应以预加沉降量的坝体断面为标准。5)坝体填筑过程中应施测如下项目:层面处理坝体分区填筑的接坡线:要求按每填五层土施测一次。/*坝体材料分区界
10、线。6)施工期间所有施工定线、进度、工程量、竣工等测量原始记录、计算成果和绘制的图幅等资料均应及时整理、校核、分类、整编成册,妥善保存。(2)清基详见 4.2 节内容(3)击实试验在各料场选择有代表性的土料分别进行击实试验,测出各种土料的最优含水量和最大干容重,用于控制施工时土料的含水量及干容重,指导现场施工。(4)碾压试验1)碾压试验的目的核查土料压实后是否能够达到设计压实干密度值;根据所选用压实机具,确定合理的施工压实参数、铺土厚度、土块限制直径、含水量的适宜范围、压实方法和碾压遍数;确定坝体填筑质量控制技术要求和检测方法。2)碾压试验方法土料选择:试验所用土料须具有代表性,并符合设计要求
11、;场地布置:试验场地选择在料场内,试验前将表层清理,并将表层压实至不低于填土设计要求的密实程度,场地以长度轴线方向,划分成 10m15m 的 4 个试验小块;在场地中线一侧的相连两个试验小块,铺设土质、天然含水量、/*厚度均相同的土料;中线另侧的两个试验小块,土质和土厚均相同,含水量较天然含水量分别增加或减少某一幅度;铺土厚度和土块限制直径按 碾压式土石坝施工技术规范 选取;每个试验小块,按预定的计划、规定的操作要求,碾压至某一遍数后,相应在填筑面上取样做干密度试验;每个试验小块,每次的取样数 12 个,采用环刀法取样,测定干密度值;测定压实后土层厚度,并观察压实土层底部有无虚土层、上下层面结
12、合是否良好、有无光面及剪力破坏等现象,并作记录;试验完成后,及时将试验资料进行整理分析,绘制干密度值与压实遍数的关系曲线等;根据碾压试验结果,提出正式施工的碾压参数如铺料厚度、碾压机械型号、碾压遍数、含水量控制范围等,并报监理工程师审批。(5)土料开采、运输坝体填筑土料的开采、运输主要包括料场开采前的准备工作,土料开采的方式、方法,土料质量控制及土料运输四方面内容。1)开采前准备工作划定料场范围:根据料场使用规划制定分期分块用地计划,划定料场的边界线并埋设界标;修建施工道路:根据土料场的地形地势,拟定开挖线路,修筑施工道路;/*设置排水系统:在料场周围布置截水沟阻挡场 外水流进入开采区,冲刷土
13、料;分区分期清理覆盖层:用人工配合挖土机、推土机将覆盖层清除干净,并堆放于甲方指定地点;在空旷处设土料翻晒场,以调整土料含水量。2)土料的开采方式、方法土料开采采用立面开采方式,用反铲挖土机或装载机装土,反铲挖土机挖装采用沟端分段挖掘方法,装载机挖装采用“”形作业法。3)土料质量控制填筑土料选用亚粘土并且粘粒含量、含水量、土块直径、砾质粘土的粗粒含量,粗粒最大粒径均需符合设计和施工规范要求,土料质量控制采用如下措施:覆盖层削除干净、无草皮、树根等杂物;在料场空旷处设土料翻晒场,控制土料含水量符合标准;施工作业面处设专人值班,将草皮、树根、石头等杂物清除干净;在料场周围设截水沟阻挡雨水,防止雨水
14、冲刷土料,以保护土源。4)土料运输土料运输采用自卸汽车运输方式,由 16t 实力自卸汽车或 15t 三菱自卸汽车将土料从土料场运到填筑工作面倾卸,D8N 或 D80 推土机平料。运输过程中,车辆行驶遵守交通规则,按规定行驶进入施工作/*业区车辆慢行,并服从值班人员指挥。(6)土料铺填土料铺填分层分层统一铺土,统一碾压;其层厚由碾压试验确定。土料铺填分卸料及平料两道工序,采用进占法施工,即汽车在已平好的松土层上卸料,用推土机向前进占摊铺料,后用平路机平料。施工过程中严禁汽车在已处理的层面辗压处行驶,以免土料产生剪力破坏,为保证坝体质量,每边超填宽度1.0m,在填筑高度达到 2.5m 后,用挖土机
15、修坡至设计要求。摊铺后土料厚度均匀,表面平整,无粗粒集中,边线整齐,土料铺筑时严格控制铺料层厚度及防止土料剪力破坏,针对本工程特性,施工特点,拟采用如下措施控制铺料层厚度及防止土料剪力破坏。1)保持填土表面平整是保证铺料均匀,防止超厚的关健环节。如雨后填筑面由于清理层面造成许多凹坑,在铺填新料时,浅薄料层上土,以便填平凹坑,整平坝面;2)算方上料:根据铺土厚度,计算出每车土料控制的面积,在填筑面均匀卸料,呈梅花状倾卸;3)推土机平料过程中,及时检查铺土层厚度,发现超厚部位立即 进行处理;4)在填筑前设高程控制桩,在高程控制桩上标识每层的填土厚度。5)土料填筑施工过程中严禁汽车、机械在已处理好的
16、层面辗压行驶。/*(7)整平、压实土料摊铺后,用平路机整平,根据碾压试验结果,用YZ-18 振动压路机振动压实,边角、坑凹处用小型机具或 HC-70 型打夯机夯实。碾压方向平行于坝轴线方向,严禁垂直于坝轴线方向碾压,压路机行走速度控制在 12 档车速,以每小时 11.5 公里为宜,碾压时先静压两遍,再振动压实。碾压线路尽量成直线,碾压方向碾压碾迹搭接宽度不小于 0.5m,垂直碾压方向的碾迹搭接宽度不小于 1.5m。碾压遍数根据试验结果而定,压路机操作员每碾压一遍作记录一次,单机完成碾压遍数按公式/b计算,式中为单机完成碾压遍数;为碾磙净宽;为碾磙错距宽度,土料碾压采用进退错距法。土料碾压顺轴方
17、向搭接进行,无漏压,表面平整,无弹簧、起皮、脱空和剪切破坏现象。为控制碾压质量拟采用根据碾压面积、压路机行驶速度算时碾压,除机手作碾压记录外,并设专人专职负责记录辗压遍数。(8)检测试验土料整平、压实后,由试验室派人现场取样,取样按水工试验规程执行,取样深度需达到下层土面,采用环刀法测定压实土体的干密度及含水量。(9)层面处理在土料填筑前,为保证上、下层土体结合良好,必须对结合层面进行处理,其处理方法为:将表面松土、砂砾及其它杂物彻底清除干净,表面用打毛机(60 推土机刀片底加焊 30mm 厚、10050mm 钢/*片,间距为100)刨毛,刨毛深度为 12cm,刨毛均匀,深度一致,无漏刨现象。
18、土层面较干时,则用洒水车洒水湿润。第一层土料填筑必须在清基完成验收合格后立即进行。二、反滤料、垫层填筑用自卸汽车运输滤料至工作面,人工摊铺。4.3 灌浆工程施工4.3.1 基本情况采用充填灌浆处理及采用劈裂灌浆处理。4.3.2 充填灌浆施工具体施工工艺如下:(1)施工程序。布孔灌浆压力制浆土料浆液浓度终灌和复灌下止浆套管。(2)钻灌工艺A、造孔用法钻进,不得加水钻进,开孔孔径不小于100mm。B、灌浆分序施工。即先灌序,后灌序孔。C、孔深实测校正0.3m。D、灌浆方法:土坝灌浆采用孔底注浆,全孔灌注,少灌多复,每灌次吃浆量 0.40.7m3/m。E、灌浆材料:用水泥、粘土混合浆加柴油灌注,水泥
19、:粘土1:9,柴油掺加泥浆干料重的0.5%。湿法制浆,即搅拌过滤沉淀放入储浆池备用。粘土原料比重控制在1.351.45g/cm3 之间。/*(3)灌浆综合控制A、套管长 5m(灌段长小于 5m 时,采用 1m)。B、射浆管不低于孔底 0.5m。C、压力控制:采用进浆管及套管内两种同时计压,进浆管压力0.130.25Mpa,套管内(孔内)压力0.050.1Mpa,灌浆压力控制以孔内压力为准,因压力由经验而得,故实践后作适当调整,以保证正常灌浆。压力表限制:进浆管压力表最大量程 1.0Mpa,套管压力表最大量程为 0.6Mpa,随时检查校正压力表。D、浆液控制:先用浓浆注满孔段,孔内有水时,将水排
20、出,再用稀浆起灌,当吃浆量大于 30 升/分钟时,改用浓浆灌注。E、位移及裂缝控制灌浆时,必须严格控制灌浆压力,不得使坝体产生位移及裂缝,如发现问题,则必须查明原因后才能继续灌注。(4)终孔结束标准及封孔A、复灌次数不少于 4 次(灌浆正常),灌浆不正常时,视情况适当增加次数。B、灌浆正常,而吃浆量连续三次小于40Kg/m(干料)时,经监理同意也可封孔。C、自下而上提管、加压,用浓浆封孔,每天往孔内注浓浆,直至孔内泥浆析水后不再下沉为止。(5)质量检查A、灌浆过程是否正常,灌浆是否达到设计要求。/*B、检查孔取芯分析,岩芯照片保存。C、灌后抗渗效果。4.3.3 劈裂灌浆施工4.2.3.1 基本
21、要求进行劈裂灌浆,劈裂灌浆孔间距为 5m。4.3.3.2 灌浆工艺流程4.3.3.3 土料选取布孔造孔安 装 灌 浆 导验 收根据设计、水工建筑物水泥灌浆施工技术规范土合格SL62-94、坝坝体灌浆技术规范(SD266-88)的要求灌浆材料采用全粘土浆,供合格送 料制浆局部回浆严重的部位采用粘土水泥浆,水泥掺入量为干料的10%。其水最优掺入量应通过室内试验和现场灌浆试验确定,试验成果应报送监接管灌浆灌坝理人。浆体量425#并必须符合有关规定的质量标准,初满足变灌浆用的水泥标号不低于压灌要求形力复灌观3 个月的不得使用受潮结块的水泥。水泥不应存放过久,出厂期超过控测制每孔不少于水泥不应使用。灌浆
22、用水应符合混凝土拌合用水标准JGJ63895 次以上检 测的有关规定,拌浆水的温度不得高于 40。满足终灌设对灌浆土料和灌浆的物理力学性质的要求如下表:计封孔要粘土的物理力学性质表求浆液物理力工作面清理灌浆土料成分%单位数量学性能要求塑性指数粘粒含量10152030束容重结t/m31.31.6粘度S30100劈裂灌浆施工工艺流程图劈裂灌浆施工工艺流程图/*粉粒含量砂粒含量有机质含量可溶盐含量30501030 2 8稳定性胶体率失水量g/cm3%cm3/30min 8010304.3.3.4 灌浆试验坝体劈裂灌浆与充填灌浆前应进行灌浆试验,按设计图纸和设计要求选择有代表性地质地层,按 土坝坝体灌
23、浆技术规范(SD26688)的规定进行劈裂灌浆与充填灌浆试验、压水试验,确定有关的技术参数,指导施工。并对其变形和位移进行监测,成果报送监理人,当变形和位移超过设计值时,立即停止施工,并报请监理人共同研究处理措施。4.3.3.4 施工方法劈裂灌浆具体施工方法如下:(1)布孔、造孔及钻孔保护按设计图纸定点布孔,先造单序孔。坝体填筑部分采用锤击干钻法造孔,到强风化层改用回转式干法造孔,严禁采用清水循环钻进,造孔时孔应保持垂直,孔斜不得大于孔深 1.5%。造孔过程要严格控制并做好记录,发现特殊情况要详细记录,并作出分析处理,当孔深达到要求时终孔进行下一工序。对完成的灌浆孔和在灌的灌浆孔要采取一定的保
24、护措施,防止意外事故或过失造成扫孔,影响灌浆的顺利进行。(2)导管安放和清孔成孔后在孔内安放导浆管,为了减少孔壁冒浆、反浆,在造孔时/*采用的钻头直径要与导管的直径相当,经监理验收合格后接灌浆管装上压力表准备灌浆。对纠偏无效处理后仍不合格的钻孔,经监理同意进行封堵并重新定点造孔。(3)清孔为了使灌浆能在裂缝内顺利流通,以便充分地填充每一处裂缝、洞穴等隐患,灌浆前均要进行清孔。清孔时用灌浆管接上比导管管径小的镀锌管,插进导管内用稀浆或风水联合,从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗。冲洗时注意冲洗水压和时间,对回水达不到澄清要求的孔段应继续进行冲洗以保证灌浆能顺利进行。清孔使灌浆孔有吃浆反映时,再接好导
25、浆管装上压力表、流量计进行灌浆。当遇上孔底严重堵塞时要重新清孔,以便浆液能顺利流通。(4)制浆把土料和水泥按设计的比例均匀拌和后,投放到制浆机里按设计要求加水制浆,浆液送至筛网过滤,并经测定达到设计要求后输送到灌浆机进行灌浆,浆液不合格时重新调整制浆。制浆形成的废料运至弃渣场堆放,保持工作面的清洁和环境保护。(5)灌浆a 灌浆施工劈裂灌浆采用全孔孔底灌注法,可使孔内浆由孔底反向全孔,处于半循环状态。劈裂灌浆是孔底先被劈裂裂缝向上发展,从而达到加固坝体的作用。充填灌浆是由孔底向上发展,对全孔孔壁土体裂隙、/*隐患进行充填,从而加固坝体。劈裂灌浆施工均采取从坝中间向两岸展开,上游排先灌的方式灌浆。
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