大壩塑性混凝土防滲牆施工方案
一、施工部署及平面布置
1、施工部署
(1)挖槽機械選擇
根據設計圖紙及相應地質資料反映,本工程塑性混凝土防滲牆主要選擇sg35a液壓抓斗機成槽。
(2)總體施工順序
總體施工順序計畫為:主壩塑性砼防滲牆施工平台高程為186.70m,施工平台以上部分為現澆c20砼形式;施工平台以下為塑性砼防滲牆由sg35a液壓抓斗機成槽,由大壩右側0+246樁向大壩左側0+000樁號推進。
2、施工平面布置
(1)砼拌合站、砂石料堆放場、粘土堆放場、膨潤土倉庫、水泥倉庫布置於大壩右側平台,面積約600 m2。
(2)泥漿池設在大壩右側,採用挖土面以下成池配合砌磚找平抹面,面積40m2。
(4)施工道路,利用進庫路及村級路可通達現場。
(5)水、電布設,施工用電從主變壓器接入,經大壩上游架空接至施工作業區和拌和站;施工用水從旺石河內直接抽取。
二、塑性混凝土防滲牆施工組織方法
結合工程實際情況,塑性混凝土防滲牆採用sg35a液壓抓斗機抓孔成槽的施工方案,分ⅰ、ⅱ序槽段進行施工。混凝土防滲牆接頭採用衝鑿方式(俗稱「套打法」)。
1、施工組織
(1)主要施工機械裝置投入
sg35a液壓抓斗機1臺,導管提公升機2臺,泥漿處理淨化器hb-200一台,雙層泥漿攪拌筒1臺,3pn泥漿幫浦2台套, 2臺500型自落式拌和機組拌合站一套,混凝土幫浦機1臺。
(2)施工期間的勞動力配置
垂直防滲工程施工分兩班進行作業,每天主要投入人數如下:
吊車司機2人,每台班工人共約9人,其它工種輔助人員約10人,每天勞動力投入約為30多人。
2、施工方法
(1)施工程式
防滲牆施工,首先把防滲牆劃分成若干施工槽段,每槽段5m,施工順序為:間跳槽段,即先進行ⅰ序槽段沖孔成槽後才進行ⅱ序槽段施工。抓孔成槽方法:
採用sg35a液壓抓斗機完成主孔成槽。主要施工工序為:測量定位→導牆建造→抓孔成槽→清底→灌注混凝土等,其施工流程如下圖所示:
防滲牆施工流程圖
(2)接頭施工工藝
防滲牆接頭要求保持一定的整體性,抗滲性。由於本工程防牆牆體深度較深,採用接頭管方法施工時,將會較易造成卡管,接頭管拔出困難等情況。衝鑿接頭法具有整體性、抗滲性好、施工簡易、造價低廉等優點。
故為確保防滲牆的質量,本工程擬採用衝鑿接頭法的圓弧接頭施工工藝。施工方法:在一序槽澆砼後端孔位置採用衝擊鑽鑽鑿砼至二序槽槽底高程。
二序槽段接頭孔須在一序槽砼初凝後,方可進行施工。為確保
一、二序槽的套接厚度能滿足設計及規範要求,端孔及接頭孔施工必須嚴格控制其垂直度,鑽進過程每進尺2m必須檢測孔斜率一次,且接頭孔對位必須與端孔重合,以確保接頭任一深度套接牆厚不少於40cm。二序槽澆砼前用鋼絲刷接頭錘將接頭洗刷乾淨,確保接頭處砼連線密實,無夾泥。
接頭工藝圖
(3)測量放線
測量放線工作是施工中重要的也是關鍵的一道工序。本工程使用電子經緯儀一台套和s3水準儀一套進行測量放線。進場後首先對監理工程師提供的測量基準點、基準線進行複核。
在原基準點和水準點的基礎上建立施工控制網。防滲牆施工段按需要在施工區內及區外施測建立1個控制網點,並根據此控制網點按設計圖紙提供的防滲牆中心線特徵座標進行施測、放樣防滲牆中心線。
(4)導牆製作及槽段劃分
1)導牆製作
導牆是施工的重要組成部分,是沿防滲牆中心線設定的鋼筋混凝土臨時構築物。其主要作用是抓孔機械的施工導向、控制標高、支承施工機械、容蓄泥漿護壁、防止槽壁頂坍塌,起擋土、承臺、結構維持穩定液面的作用。
根據現場地質情況,結合我公司以往施工經驗,導牆按 「 」型式施工,砼採用設計規定的現澆c15混凝土,配筋: 主筋φ12@200,副筋φ8@200,如下圖:
導牆結構示意圖
導牆製作流程:測量定位→土方開挖→鋼筋制安→立模→砼澆築→拆模、內支撐。
土方開挖採用機械或人工一次按導牆尺寸挖掘成型。
導牆拆模後,為防止變形,在導牆間加設橫向木支撐,支撐間距為1~2m。
2)槽段劃分
槽段劃分為ⅰ、ⅱ序槽段,根據裝置及地質條件確定ⅰ、ⅱ序槽段開挖長度同為5m,每個槽段分為兩個主孔及乙個副孔,先施工ⅰ序槽段,後施工ⅱ序槽段。
(5)泥漿製備
泥漿具有維護槽壁的穩定、懸浮攜帶鑽渣和冷卻、潤滑鑽具的作用,泥漿的好壞直接關係到地下防滲牆的質量。因此,泥漿應具有良好的物理效能、流變性能、穩定性以及抗水泥汙染的能力。
本工程根據地質情況及所選用的抓孔機效能,擬採用膨潤土成品料製造泥漿,膨潤土成品料由市場採購,選用寧明縣生產的膨潤土,效能指標符合sy5060-85的規定。泥漿的效能指標和配合比,通過現場試驗加以確定。每盤泥漿製作時間不少於30min,膨潤土材料所製的泥漿需停放24h後才能使用,泥漿池內泥漿應經常攪動,以保持泥漿效能指標均一,泥漿效能指標應符合下表的規定。
泥漿配合比採用:膨潤土:水:
naco3=50:1000:1。
表 31新制膨潤土泥漿效能指標
施工過程主要控制:密度、漏斗粘度、含砂量。清孔換漿指標應通過現場試驗確定。
(6)槽孔開挖
槽孔開挖是防滲牆施工中的一道關鍵工序。根據地質情況及結合以往施工經驗,採用sg35a液壓抓斗和衝擊鑽配合施工。採用「兩鑽一抓」的施工方法,即使用cz-22型衝擊鑽機對ⅰ序槽的端孔和主孔以及ⅱ序槽的主孔進行施工,嚴格控制其垂直度,然後使用液壓抓斗挖掘副孔。
在導牆上標識槽段孔位,將抓斗正對孔位後進行垂直抓孔。首先施工兩端主孔,主孔完成後再抓中間1~1.5m的副孔。
主、副孔完工即完成該槽段成槽,經監理、業主驗收合格後,即可進行下一道工序的施工。
成槽施工順序見下圖。
成槽過程遇突發事故的應急措施:
根據地質資料表明,砼防滲牆施工過程可能出現塌孔等意外事故,立即停止衝挖,並加大供漿量,保持液面穩定、或向槽內加倒泥粉,可立即進行土方回填,避免事故擴大。而後分析原因,探明情況,並提出處理方案,方可繼續施工。
(7)成槽過程質量控制:
1)隨時向槽內補充泥漿,保證槽內泥漿面不低於導牆0.3m,以利於槽內穩定。
2)保槽段深度和終孔條件滿足設計要求,並且槽底大致平整。
3)經常檢查槽孔垂直度,槽壁垂直度偏差<0.5%。以防偏孔,斜孔等。
4)當出現槽壁坍塌跡象時,如漏漿、導牆及作業面沉降,泥漿隨同氣泡向地面溢位等,應用粘土回填,待牆壁穩定後重新進行沖孔成槽。
5)加強觀測,若發生異常情況,要及時妥善處理並通知設計、監理和業主。
(8)清槽
在成槽過程中,為了把沉積在槽底的沉渣清出,需要對槽底進行清渣以提高地下防滲牆的承載力和抗滲能力,提高成槽質量。在清孔過程中,不斷向槽內幫浦送優質泥漿,以保持液面穩定,防止塌孔。由於本工程的槽孔較深,清槽採用氣舉排渣的清槽方法。
清槽時要做到:
①內泥漿必須高於地下水位1.0m以上,並且不低於導牆頂面0.3m。
②清槽應不斷置換泥漿。清槽後,槽底以上0.2~1.0m處的泥漿比重應達到相關技術指標要求。施工時設專人進行檢測控制,檢測儀器採用比重計、含砂率筒及粘度計。
③清槽後及灌注混凝土前,會同監理及有關單位檢查槽底沉渣厚度。檢查方法通常用測繩測量法,乙個槽段一般檢測三個測點,沉渣厚度不得大於50mm。
(9)塑性混凝土生產、運輸
1)塑性混凝土攪拌站型式的選擇
①由於本工程塑性混凝土防滲牆工程量較大,且工程所在地附近無生產塑性混凝土廠家,本工程在塑性混凝土防滲牆工程施工現場附近設定自拌混凝土拌合站。
②根據工程特點攪拌機型式,選用350l型自落式混凝土攪拌機,其主要技術效能為:出料容量為0.5m3,理論生產率為20m3/h,攪拌筒額定功率為30kw,最大骨料粒徑限制為40mm。
根據混凝土**強度要求及所選攪拌機型理論生產率需2臺500l型攪拌機。
2)塑性混凝土生產
①原材料選擇:各類原材料嚴格按照規範及設計要求選擇符合工程特點,達到各項效能要求的原材料。材料計量採用台稱稱量,人工配合裝載機送料。
②塑性混凝土攪拌:混凝土攪拌機將裝在攪拌筒內的物料拌合均勻。現場進行塑性混凝土攪拌進行試拌,試拌時將膨潤土送入攪拌筒後加水拌和1.
5min後加入水泥與砂料再拌和2~3min。根據原材料的拌合物的黏聚性、均質性和強度穩定性經試拌確定最佳拌合時間。使混凝土拌和均勻。
3)塑性混凝土運輸
①為保證混凝土質量,防止離析等現象的出現,採用幫浦送砼。工作能力為30m3/h。
②砼沿輸送管送至澆築段的導管集料斗內,砼自落入倉內,保持槽內砼面在導管出口以上,確保砼與泥漿分離。
(10)水下混凝土灌注
當清槽滿足設計、規範要求後及時灌注水下混凝土。水下混凝土灌注是防滲牆施工成功的最後一道關鍵工序。必須確保裝置運轉正常和材料充足。
混凝土灌注採用導管法,水下混凝土使用現場自拌混凝土。
水下塑性砼澆注採用直公升導管法施工,根據槽段的尺寸,整個槽段設定二套導管,管徑φ200mm,採用法蘭連線,導管間距3m,導管距槽段兩端均為1.5m,導管安放根據規範要求進行;砼在拌和站集中拌製,砼效能指標為:砼塌落度18~22cm,擴散度34~40cm,28天砼抗壓強度為r28=3~5mpa,初始彈性模量e28≤1000 mpa,滲透係數k≤0.
5×10-7cm/s。為了保證砼澆築質量、防止牆體夾泥滲漏,澆築時必須使砼面均勻上公升,並保證上公升速度不小於2m/h,導管埋深在1~6m之內。澆注砼時,必須嚴格控制導管的埋深,派專人對砼的上公升面進行測量,並及時做好記錄,且每個單元(槽段)必須現場留置一組砼試塊。
水下混凝土拌制及灌注根據設計和規範要求應滿足以下條件,確保工程質量:
1)根據設計塑性混凝土配合比進行塑性混凝土配製,攪拌。
2)遵守灌注水下混凝土的有關規定。
3)乙個槽段內同時使用兩根導管時,其間距≤3m,導管距槽段接頭端不宜大於1.5m,槽內混凝土面整體基本均勻上公升,上公升速度不小於2m/h,並在混凝土初凝前灌注完畢。
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