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基础防渗工程内容主要为施工图纸所示的混凝土闸坝和围堰防渗处理,其防渗型式为混凝土防渗墙和高压旋喷注浆防渗墙,其中高压旋喷防渗在施工导流围堰施工中己详细说明。
闸坝覆盖层地基防渗墙布置在沿坝轴线上游坝0-,,沿闸坝纵向长度约64m,,,,墙下布置单排帷幕灌浆防渗。
-1«
-1
防渗墙主要工程量表
序号
部位
单位
工程量
备注
1
闸坝
m2
防渗墙造孔
2
闸坝
m3
防渗墙混凝土浇筑
定曲河流域属高原山地气候,气温较低,旱雨季分明,流域降水量偏少,且降水主要集中在6月〜9月,占年降水量的85%,11月〜翌年4月降水量少,%o其径流量枯水期(1月〜4月),。
坝址处河道较顺直、狭窄,水流湍急,无河漫滩、险滩。,水面宽25m〜35m,〜。〜,组成复杂,从上往下主要由冲、崩积混合堆积含漂块、碎石层,冲洪积砂卵砾石夹少量漂石层,崩、冲积混合堆积粉细砂夹碎石层共三层组成。覆盖层以密实〜很密实状态为主,由上而下密实度呈增加趋势,透水性呈逐渐减弱趋势。莫莫断层自坝址上游横穿定曲河,坝址地质构造以节理裂隙为主,岩体层理发育,河床基岩较完整,,,岸坡卸荷带宽5m。
混凝土防渗墙施工按照以下标准和规程规范进行施工:
(1) 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002;
(2) 《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》DL/T5055-2007;
(3) 《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999;
(4) 《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001;
(5) 《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL174-96;
(6) 《建筑地基基础处理技术规范》JGJ79-2002;
(7) 《混凝土用水标准》JGJ63-2006;
(8) 《钻井液用膨润土》SY5060-93。
(1) 场地预先经过平整后进行施工平台的建造。导向槽釆用“直角梯形”断面,浇筑C15混凝土,周边布设受力钢筋,沿导向槽方向配置箍筋,以提高导向槽的抗弯性能和施工时导向槽所承受巨大荷载时的安全性能;
(2) 闸坝防渗墙正式开工前,预先沿轴线每20m布设一个先导孔,进行先导孔的钻探施工,以判定防渗墙轴线部位基岩的顶板高程,以及防渗墙部位的轴线地质情况,以便指导防渗墙的施工,确保防渗墙的每个部位的嵌岩均达到设计标准;
(3) 在先导孔施工的同时,对覆盖层中探明的孤石、漂石重点进行钻孔预爆,以提高防渗墙造孔工效;
(4) 防渗墙成槽施工釆用“钻劈法”施工工艺,闸坝防渗墙施工时I期、II期槽孔施工均布置为“四主三副”。因为防渗墙施工因水流条件限制,需分两期施工,先从右岸施工,尽量向左岸靠近,待上游临时钢桥修建满足交通要求时,再进行左岸防渗墙施工,两期防渗墙墙段连接处槽孔布置为“三主二副”;
(5) 固壁泥浆:主孔、副孔施工和清孔换浆釆用膨润土护壁,确保浇筑质量;抽渣法清孔,确保浇筑前孔内淤积达标;
(6) 槽段分I期、I【期施工,墙段连接根据墙体深度、砕强度以及槽段接头孔的数量采用“钻凿法”施工;
(7) 闸坝混凝土防渗墙灌浆预埋管采用<1)110mm钢管,固定在钢桁架上,分段制作;
⑻防渗墙混凝土由本工程混凝土拌制系统供应。混凝土运输采用811?混凝土运输车运送熟料至槽孔口,经溜槽及浇筑导管进仓入槽;
(9)混凝土入槽釆用泥浆下直升导管法浇筑。导管开浇顺序为自低处至高处。导管距孔底15〜25cm左右,釆用压球法开浇。
施工布置见投标书附图《防渗墙施工平面布置图》(投附-GX-C-L2010]002-13-03)0
混凝土防渗墙施工平台沿防渗墙轴线通长布置,施工平台总宽为16〜18m,高度根据水流情况应比枯期水流面高2m以上,因为防渗墙施工分两期进行,即在河床内一侧施工时另一侧过流,所以平台向水流一端应根据现场实际做钢筋笼裹头,以防止水流冲刷。平台施工需人工配合挖机、自卸车、振动碾进行填筑,碾压,以保证施工平台地基牢固。
施工平台上游侧布置钻机行走轨道,钻机行走轨道由四道钢轨组成,其下按60cm左右的间距铺设15cmX15cmX450cm的枕木,钢轨固定于枕木之上。枕木铺设前对场地进行平整和夯实,并与防渗墙轴线平行埋设3道卧木,经测量平整度满足要求后铺设;下游侧为倒浆平台,平台宽约4m,倒浆平台一侧连接导墙,另一侧接排浆沟,排浆沟宽X高=,紧靠排浆沟外侧为交通道,路宽约为4m,并沿排浆沟设置一个宽X高=,待钻渣沉淀后挖机配合运输车将钻渣运至监理工程师指定地点,剩余泥浆用泥浆泵回收至回浆池调制后再次利用。
倒浆平台和排浆沟用C15混凝土浇筑,厚度为15〜20cm;从槽口至排浆沟为3%的斜坡,以便于浆液自流。
导墙釆用直角梯形断面,现浇C15配筋混凝土结构。导向墙基础修筑在稳固的地基上,必要时对松散地基土进行压实处理,开挖后立模浇筑导向墙修筑的技术指标如下:
(1) 导向墙平行于防渗墙中心线,其允许偏差为±lcm;
(2) 导向墙顶面高程(整体)允许偏差为±lcm;
(3) 导向墙顶面高程(单幅)允许偏差为±;
(4) 导向墙间净距允许偏差为±;
导墙开挖采用挖掘机挖槽,配合人工修整,,。,,断面为直角梯形,闸坝防渗墙施工时中间导槽宽90cm。在不妨碍施工的情况下,导墙每间隔一定距离加临时支撑。导向槽及施工平台布置请见《防渗墙施工临时设施布置示意图》(投附-GX-C-(2010)-002-13-02)o
防渗墙混凝土由本工程混凝土拌合系统拌制提供,拌好的混凝土釆用混凝土运输车运至现场入槽浇筑。
闸坝防渗墙施工时在右岸上游布置一个泥浆生产系统,面积为2001)?(包括膨润土存放平台70m2),。泥浆池净容量为300m3:其中包括储浆池(净容量为200护),一个制浆池(净容量为100m3)o
各部位防渗墙施工时,现场设置沉淀池和回浆池,容积各为lOOn?。
浆池结构为M10浆砌块石。泥浆搅拌机安置在C10混凝土地面上、搅浆平台用浆砌块石砌筑,平台底板为5cm厚木板结构,制浆站框架用钢架管搭设。
供浆和供水管路均为6100mm铁管。沿防渗墙轴线方向在防渗墙钻机平台后分别辅设一道*100mm的输浆钢管和供水钢管,每15m开一接口,闸阀控制。
泥浆生产系统布置和结构见投标书附图《防渗墙施工临时设施布置示意图》(投附-GX-C-(2010)-002-13-02)。
、电布置
本工程生产用水直接由总布置提供的供水总管直接接用;施工用电就近处主变压器接电,用铜芯电缆向各施工设备供电。
、修配间
拟在各防渗墙基础防渗施工部位现场设置值班室和修配间,值班室占地面积20m2,修配间占地面积20m2O
在混凝土防渗墙施工时,拟在交通道理下游侧修建一座废浆沉淀池,一座回浆池,
以保证泥浆排放回收。(长X宽X深),净容量100m3;废浆沉淀池釆用10cm厚C10混凝土底板,四周为50cm厚浆砌石边墙并用石渣护边。
废弃泥浆在废浆回收沉淀池经沉淀处理后,经检测如满足制浆标准将上层废水抽回至泥浆回浆池重新调配泥浆指标后抽回导向槽循环使用,下部沉渣用反铲捞起,自卸汽车运至监理工程师指定地点存放并釆取相对应的环保措施。
泥浆净化机筛出固体废弃物直接用自卸汽车运至监理工程师指定地点存放并釆取相对应的环保措施。施工中也可将废渣临时堆放在现场,然后再进行集中倒运至指定渣场。
-1《防渗墙施工工艺流程图》。
闸坝混凝土防渗墙设计要求高,,所以在混凝土防渗墙施工前需进行地质复勘工作,沿混凝土防渗墙轴线每隔20m左右布设一个先导孔。
钻孔机械选用中国地质装备总公司生产的XY-2PC型地质钻机,金刚石钻头钻进。根据钻孔取芯要求,先导孔孔径范围为76〜llOmm。
,,,此时仍达不到要求时,根据现场监理工程师的指示处置。
在施工平台回填层及河床覆盖层岩石破碎段,采用偏心跟管钻进方法,下部地层钻进时,釆用普通方法钻进。
对芯样进行编录,详细分析混凝土防渗墙槽位的地质条件,查明槽段有无基岩陡坡或大孤石的分布特征、钻进难易程度、取芯及基岩面鉴定情况等。
在进行防渗墙施工前,根据设计要求和监理工程师指示,选取合适地段进行防渗墙试验,施工工艺与拟采取的防渗墙施工工艺相同,通过试验,总结经验,优化施工工艺。
-1防渗墙施工工艺流程图
成槽采用“钻劈法”的施工工艺,即用冲击钻机钻进槽段主孔至终孔,主孔完成后,用冲击钻机钻劈副孔中心,每钻进3〜5m即对小墙进行劈打。基岩釆用“平打法”,即每钻进一段,即对小墙进行劈打。
槽孔分两期施工,先施工一期槽孔,后施工中间的二期槽孔,墙段连接采用“钻凿法”施工。防渗墙槽孔布置见《防渗布置及结构图》(投附-GX-C-(2010)-002-13-01)0防渗墙钻劈
,,,四主三副。现场施工时根据防渗墙试验成果调整。
槽孔终孔深度按设计施工图的底线高程,以地质详勘报告和先导孔资料为基础,由监理与施工单位的地质工程师结合槽孔造孔现场取样综合判断后确定。若地质情况与设计图纸出入较大时,由监理、设计和防渗墙施工单位以及业主等单位的有关人员进行现场鉴定后确定最终深度。
实际操作时,参考设计图纸以及先导孔详细资料中的地层情况,在接近设计底线时开始留取抽渣筒抽出的岩样,现场取样每进尺20cm-次,当岩层风化程度变化剧烈、地质条件明显异常时,加密取样。所有岩样在编号后予以保留,经有关方面进行鉴定签认。
造孔釆用膨润土浆或孔口加黏土浆,清孔换浆釆用新制膨润土泥浆,确保浇筑质量;抽渣筒抽渣清孔,确保浇筑前孔内淤积达标。
钻孔堵漏以及釆用孔内自造浆时需向孔中投放粘土,粘土料宜选择粘粒含量大于50%、塑性指数大于20、含砂量小于5%、二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3〜4的粘土。在施工前作好料源勘查,并在施工现场备料。
膨润土泥浆拟使用符合要求的II级膨润土,成品料品质应符合SY5060-93的规定,分散剂可就近釆用化工厂生产的工业碳酸钠(Na2C03)O降失水增粘剂为中粘类菠***纤维素钠(CMC),配制泥浆用水采用工地系统水,水质符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》。
膨润土进场前对料源和生产厂家进行考察,对相对应指标进行检测,检测项目见“不同阶段泥浆性能测定项目”表。每批膨润土进场之后,取样进行全性能试验,以其中600读值、滤失量、动切力等数项指标按《钻井液材料规范》GB/T5005-2001中的二级膨润土标准,并根据现场试验结果和监理工程师的指示处理或适当调整泥浆拌制时的材料用量或掺加外加剂进行改善。
泥浆拌制选用高效、低噪音的LSJ1500型旋流立式髙速搅拌机,高速搅拌机主要由搅拌罐、高速泥浆泵、电机、管路和阀门等组成。
每槽膨润土浆的搅拌时间为3〜5min,实际搅拌时间可通过试验确定后适当调整。首先将水加至搅拌筒1/3后,启动制浆机。在定量水箱不断加水的同时,加入膨润土粉、碱粉等外加剂,搅拌2min后,加入CMC液继续搅拌Imin即可停止搅拌放入新浆池中。
按规定的配合比配制泥浆,各种材料的加量误差不大于5%«
泥浆处理剂使用前宜配成一定浓度的水溶液,以提高其效果。纯碱水溶液浓度为20%,%。
在施工前进行泥浆配比试验,以确定满足施工要求的泥浆配合比。-1中的要求。
(1)泥浆的过程控制
新制膨润土浆需存放24h,经充分水化溶胀后使用。
储浆池内泥浆经常搅动,保持指标均一,避免沉淀或离析。
在钻进过程中,槽孔内的泥浆因为岩屑混入和其它处理剂的消耗,泥浆性能将逐渐恶化,进行处理。处理方法是:
被使用过的泥浆通过泥浆净化系统,将土颗粒和碎石块除去,然后把干净的泥浆重新送回到槽中。在成槽完成后,将抽渣筒到槽底,抽换使用过的泥浆,并通过净化系统循环利用,同时将新鲜的泥浆输送到槽的上部。
经过净化处理的泥浆在使用前进行测试,在成槽过程中,在循环浆沟中取样,检测有关指标,如超出限值,进行处理。如果膨润土的密度、粘度和含砂率无法满足要求,则要更换为合格的膨润土浆。
在槽孔和储浆池周围设置排水沟,防止地表污水或雨水大量流入后污染泥浆。
被混凝土置换出来的泥浆距混凝土面2m以内的浆液,因污染较严重,予以废弃。
(2)泥浆的检验
施工的过程中,在泥浆站旁设膨润土泥浆试验室,对施工的不同阶段分别对泥浆
进行质量控制,-2o
-1
膨润土泥浆性能指标
项目
单位
性能指标
试验仪器
备注
浓度
%
>
100***所用膨润土重量
密度
g/cm3
<
泥浆比重秤
漏斗黏度
S
30-90
946/1500ml马氏漏斗
塑性黏度
cp
<20
旋转黏度计
lOmin静切力
N/m2
-10
静切力计
PH值
-12
PH试纸或电子PH计
-2 不同阶段泥浆性能测定项目
阶 段
膨润土
粘 土
鉴定土料造浆性能时
密度、漏斗粘度、失水量、静切力、塑性粘度
密度、漏斗粘度、含砂量、胶体率、稳定性
确定泥浆配合比时
密度、漏斗粘度、失水量、泥饼厚、PH值
密度、漏斗粘度、含砂量、胶体率、稳定性、失水量、泥饼厚、静切力、pH值
施工过程中
密度、漏斗粘度、含砂量
密度、漏斗粘度、含砂量
冲击钻机造孔时,孔底沉渣通过泥浆悬浮经抽渣筒带出孔外直接流入沉淀池,经沉淀后,将钻渣捞出外运,其余浆泵抽至回浆池可用来继续制浆。
经较长时间使用,通过检验,如发现泥浆粘度指标降低,将适当掺加新浆进行调整;如粘度指标升高,可加入分散剂,经处理后仍达不到标准的就废弃。
浇筑混凝土时,自孔口流岀的泥浆一般均直接用泵输送至回浆池中,作为其它槽孔施工用泥浆。,予以废弃处理。
槽孔终孔并经孔形验收合格后,即开始组织进行清孔换浆工作,II期槽终孔后还需进行接头孔的刷洗。清孔采用抽渣筒抽浆方法。
清孔换浆主要通过CZ-8D冲击钻机以及与之配套的抽渣筒、ZX-200泥浆净化机,加之泥浆系统及时补充新鲜膨润土共同配合完成。
抽渣法清孔即将抽渣筒下至孔底抽出含钻渣的泥浆,自孔口处倾倒在倒浆平台,含砂量过大的泥浆需经泥浆净化机进行处理后返回槽孔,一般情况下泥浆自流至排浆沟,人工配合清理钻渣,泥浆回流到沉淀池,在回浆池调配泥浆指标合格后可用于其它槽孔中。
(1) 清孔时按照施工步骤,由钻机提升抽渣筒在槽孔主、副孔位依次进行,一般是从远离供浆管的一端清至靠近供浆管的一端,如槽底沉淀过多,则反复清孔。槽底含砂量较高的泥浆经泥浆净化机进行处理后返回槽孔,直到净化机的出渣口不再筛分出砂粒为止。槽底高差较大时,清孔由高端向低端推进。
(2) 清孔结束前通过抽渣筒抽取孔底的泥浆进行取样,测试泥浆的全性能,其结果作为换浆指标的依据。
(3) 根据清孔结束前泥浆取样的测试结果,确定需换泥浆的性能指标和换浆量。用膨润土泥浆置换槽内的混合浆。
(4) 换浆量根据成槽方量、槽内泥浆性能和新制泥浆性能综合确定。换浆在槽孔的主、副孔位依次进行,钻机的移动方向从远离输浆管的一端至靠近输浆管的一端,槽底抽出的泥浆通过排浆沟进入沉淀池和回浆池,成槽时再作为护壁浆液循环使用。
清孔换浆结束后lh,,进行泥浆试验。如果达到结束标准,结束清孔换浆的工作。
结束标准:清孔换浆结束一小时后,槽孔内淤积厚度不大于10cm,,泥浆粘度不大于30s,含砂量不大于5%。
接头孔的刷洗釆用具有一定重量的圆形钢丝刷子,通过调整钢丝绳位置的方法使刷子对接头孔孔壁进行施压,在此过程中,利用钻机带动刷子自上而下分段刷洗,从而达到对孔壁进行清洗的目的。结束的标准是刷子钻头基本不带泥屑,并且孔底淤积