C20砼防渗墙施工方案与技术措施.docx

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C20砼防渗墙施工方案与技术措施

C20砼防渗墙施工方案与技术措施

根据类似地区防渗墙施工的经验，并按设计要求，我们拟定本防渗墙工程总体施工方案为：

（1）采用CT-30型冲击钻机钻孔成槽；

（2）采用膨润土泥浆护壁；

（3）“套桶法”置换泥浆清孔；

（4）采用现场拌制混凝土；

（5）泥浆下直升导管法浇筑混凝土；

（6）钢丝绳辅助混凝土浇筑

1.1施工工艺

采用“钻劈法”造孔，即冲击钻造孔成槽，泥浆护壁，导管法浇筑水下砼成墙。

成墙的施工工序：

修筑导墙和施工平台→划分槽段→一期槽孔开挖→浇筑混凝土→二期槽孔开挖→浇筑混凝土。

1.2施工方法

1、导墙设置与施工

在深槽开挖前，沿防渗墙纵轴线位开挖导沟，在两侧浇筑素混凝土导墙。

导墙深度为1m。

导墙基底和土面应紧密接触，墙侧回填应用粘性土夯实，不使槽内泥浆渗入导墙外。

导墙和防渗墙中心线应平行，竖向面必须保持垂直，这是保证防渗墙垂直精度的重要环节。

导墙与纵轴线允许偏差为10 mm， 内外导墙净距允许偏差为5 mm，导墙上表面应水平，全长范围内高差应小于10 mm，单幅高差应小于5 mm。

2、槽段划分

槽段划分方案根据施工总体方案确定，并可能根据生产试验结果进行调整。

为减少接头数量，需增加槽段长度，同时确保孔壁安全，初步设计主坝防渗墙Ⅰ期为5m、Ⅱ期槽段均为5.6m，端孔长度为0.3m，具体划分见图所示。

3、护壁泥浆

膨润土泥浆具有良好的悬浮性、触变性、滤失量小、含砂量低、造浆率高、造壁性能好、现场配置方便等优点，是较为理想的优质护壁泥浆。

因砂卵石地层的稳定是本工程的关键，所以采用膨润土拌制护壁浆液。

施工中要保证泥浆质量，要加强原材料质量检测、配合比调试、泥浆回收管理等各项工作。

（1）原材料

拟选用铜陵生产的二级膨润土作为主要制浆材料。

（2）外加剂

外加剂可从县城购买，分散剂为工业纯碱（Na2CO3）。

（3）新制泥浆配比

新制泥浆配比

材料名称

水

膨润土

Na2CO3

用量（kg）

100

5～8

0～0.3

（4）泥浆性能指标

泥浆性能控制指标

项目

密度（g/cm3）

马氏漏斗

粘度（s）

含砂量（%）

新制泥浆

＜1.10

30～90

—

施工中

＜1.15

30～90

—

新制泥浆宜膨化24h后使用。

保证地层的稳定是成槽关键所在，所以要采用优质膨润土拌制护壁浆液，确保孔壁稳定。

（5）泥浆检测

对新拌制的泥浆将定期用仪器进行粘度、比重、含砂量测试；孔内泥浆在混凝土浇筑之前做粘度、比重、含砂量三项指标的测试。

4、成槽工艺

成槽质量标准应符合设计规范要求，遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，孔斜率应控制在6‰以内，孔深符合设计要求。

本工程主要采用“钻劈法”进行成槽施工：

即冲击钻进工艺钻进端孔至设计孔深，钻进端孔时特别要求孔位准确，垂直度符合规范要求（4‰以内），墙底部进入强风化黑云变粒岩层1.0m，如遇破碎带较深，各墙段底均深入强风化底部，且不小于1.0m。

成槽过程中，接近基岩时开始采取地层样品，并由现场监理工程师进行鉴定，经监理工程师批准终孔。

5、终孔及清孔验收

槽孔终孔后，报告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。

清孔采用套桶配合泵吸反循环法。

二期槽孔清孔换浆结束前，用刷子钻头分段洗刷一期槽孔端头的泥皮和地层残留物，以刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加为合格标准。

槽孔清孔换浆结束后1h达到如下标准：

槽底淤积厚度≤10cm，槽内泥浆密度＜1.10g/cm3，粘度＜35s，含砂量＜3%。

清孔验收合格，由现场监理工程师签发清孔验收合格证后，方可进行下道工序施工。

6、墙体材料及其浇筑

（1）混凝土控制指标及参考配比

混凝土主要指标应达到如下要求：

塑性混凝土防渗墙参考配合比为水泥：

砂子：

石子：

粘土：

膨润土：

水=135：

640：

920：

145：

70：

280（重量比）。

施工时可根据现场试验参数调整，要求所制成的塑性混凝土防渗墙的密度为19～21KN/m3，弹模值在200～1000MPa，有较好的变形适应性，28天的抗压强度值大于2MPa，成墙后的渗透系数小于1×10-6cm/s，允许渗透比降大于60。

（2）原材料质量标准：

①水泥：

采用普通硅酸盐42.5级水泥；

②粗骨料：

最大粒径应小于40mm，含泥量应不大于1.0%，泥块含量应不大于0.5%；

③细骨料：

应选用细度模数2.4～3.0范围的中细砂，其含泥量应不大于3%，粘土含量应不大于1.0%；

④膨润土：

国标一级，质量标准采用符合石油工业部部颁标准《钻进液用膨润土》（SY5060-85）。

⑤水：

龙井水库水源。

⑥外加剂：

减水剂和加气剂等的质量和掺量经试验，并参照（DL/T5100-1999）的有关规定执行。

（3）混凝土拌制、输送

混凝土拌制过程中，应用电子秤对大宗的原材料进行准确称量后加入，外加剂按要求掺入。

从水、砂、碎石、水泥等材料的计量到搅拌时间均自动化、程控化，减少人为因素对混凝土物力力学指标离散性的影响。

拌制时应观察熟料的稠度、均匀性和和易性，合格后方可放入储料斗。

拌制好的熟料采用混凝土泵输送至浇筑槽口，经分料斗和溜槽将混凝土输送至浇筑漏斗，浇筑导管均匀放料，有利于保证混凝土面均匀上升。

（4）槽内预埋帷幕灌浆管

预埋管制作

预埋灌浆管采用定位架固定，定位架由φ16mm钢筋制作纵向主筋保持架，φ12mm钢筋制作横向连接筋，φ10mm钢筋制作空间斜拉筋，主筋与横向拉筋、斜向拉筋焊接为一整体桁架。

桁架高度根据槽孔孔深分段制作。

1）预埋灌浆管的布设

根据槽段深度，预埋灌浆管的下设采用双管或三管埋设的方法，尽量消除因管体自身的垂直度及混凝土浇筑时冲击力的作用，对管体定位的影响。

预埋灌浆管孔距2.0m，位于防渗墙中心轴线上，平面上的允许偏差不大于±5cm，埋管直径为110mm。

根据槽长调整钢筋保持架的长度。

确保相邻的灌浆管间距为2.0m。

并随时注意调整一期槽孔与二期糟孔端头部位相邻两灌浆管的间距为2.0m。

2）预埋灌浆管的孔口对接

预埋管桁架孔口焊接，整体下设，每段接头处钢筋采用搭接焊，搭接长度10倍的钢筋直径。

3）预埋灌浆管的起吊、安装

预埋管钢桁架采用吊车起吊，整体下设。

下设时要安全、平稳，遇到阻力时不得强行下放，以免桁架变形，造成管体移位，影响下设精度。

预埋灌浆管在槽口固定在导墙上。

灌浆管间采用丝扣连接，底口缠过滤网，防止混凝土进入管内。

预埋管施工完毕后，管口封闭，防上异物落入管内，增加帷幕钻孔的难度。

（5）混凝土浇筑

混凝土浇筑采用“泥浆下直升导管法”，导管埋入砼深度不宜小于1.5米，控制混凝土面上升速度不小于2m/h，导管下设及导管起拔均按设计要求控制。

采用压球法开浇，以减小开浇时砼快速下落与泥浆的絮凝反应。

拟采用快速接头法连接导管。

导管的连接和下设均按规范要求进行。

（6）“钻凿法”墙段连接

钻凿法接头施工的速度因墙深和墙体的材料不同而异，鉴于本工程墙体材料强度不高，墙深不大，可以有效的发挥钻凿法墙段连接的优势，其基本方法是：

在一期槽段浇注完毕，混凝土初凝以后，直接用钻机钻凿一期槽孔的端孔，以达到形成二期槽孔的目的。

这种方法的优点是工艺简单，不需专门的设备，形成的接缝质量可靠。

（7）平台回填

坝前施工平台待垂直防渗墙与上部防渗斜墙连接的导墙施工结束后即进行回填，回填料利用原坝开挖堆料场原状土回填，采用1m3挖掘机装8t自卸汽车运输，74kW推土机推平，采用拖拉机碾压，边角部位用2.8kW蛙式夯实机压实。

1.3灌浆试验

施工前先根据设计及技术规范规定，制定现场试验方案，对钻孔、灌浆的有关参数、材料、设备及施工工艺措施等作验证性试验，报送监理人审批；试验完成后将试验成果报送监理人审批准后指导施工。

1.4施工方法

（1）造孔

造孔必须分序进行，其中10%的Ⅰ序孔作为先导孔。

先导孔中选用10%的孔进行钻孔取样，以探明堤身情况。

根据设计放样布孔，孔位布置误差不大于10cm。

然后用锥孔机定位，按划分的区段、序号施工，一次成孔。

孔径32mm。

造孔应保证铅直，偏斜不得大于孔深的2%，成孔后用木塞塞孔，以保护灌浆孔不至堵塞，经检验合格，立即进行灌浆。

（2）制浆

制浆材料称量误差控制小于5%，采用高速搅拌机制浆。

造浆由水泵供水，高速泥浆搅拌机制浆，经孔径0.4cm的铁丝网过滤后流至泥浆泵。

（3）压浆

使用UB6型泥浆泵输送泥浆。

在输浆管上设回浆管，观测泥浆泵上的总压力表和注浆管上的孔口压力表，根据灌浆试验孔口压力，及时调整泥浆泵输出压力。

并做好泥浆压力记录表。

（4）灌浆压力

孔口压力应控制在4.9×104Pa（0.5kgf／cm2）左右。

最大灌浆压力应由试验确定。

（5）灌浆

灌浆分序：

分段分序加密灌注，多排孔时先灌迎水侧排，然后再灌背水侧排，最后灌中间排孔，灌浆时分2～3序灌注。

采用“先稀后稠、孔底注浆、少灌多复”的施工方案，分序灌注。

开始时先用流动性稍大的稀浆灌注，然后逐渐加大到规定的泥浆浓度，继续灌注。

复灌时采用浓度较大的泥浆。

待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔灌浆。

锥孔应当天锥，当天灌，防止孔眼搁置时间长，孔隙堵塞，影响灌浆效果。

每孔灌浆时，必须一次连续灌满。

每孔每次平均灌浆量，以孔深计，每米孔深控制在0.5～1.0m3，每孔灌浆次数应在5次以上。

（4）复灌

复灌时间间隔不少于5天，复灌时采用浓度较大的泥浆，当吸浆量明显降低，直至浆液在孔口不再吃浆不发生明显沉陷为止。

具体复灌次数根据前次复灌的吃浆量确定。

初灌和复灌的灌浆时间、泥浆浓度和灌浆孔口压力严格按照灌浆生产试验确定的指标进行控制。

（5）灌浆结束标准及封孔

终孔标准：

当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。

封孔：

当每孔灌完后，对于孔径大于35mm的孔，待孔周围泥浆不再流动时，将孔内浆液取出，扫孔到底，用直径2～3cm、含水量适中的粘土球分层回填捣实；对孔径小于35mm的孔，可用客重大于1.6的浓浆，或掺加10％水泥的浓泥浆封孔；封孔后缩浆空孔应复封。

1.5特殊情况处理

1、预防漏浆和塌孔

由于本工程的地层在施工中可能造成大量的集中式浆液漏失，进而影响成槽过程中的孔壁稳定。

为此，我们拟采取以下几种主要措施来处理：

a.选用优质的固相膨润土泥浆；

b.施工前备足大量的堵漏材料（如砂、石、粘土等）；

c.密切关注成槽过程中的地层变化，地层较为疏松时应控制挖槽速度，采取“反复式”回填堵漏材料、重凿挤密的方法来事先预防；

d.慎重使用重凿及爆破等对地层扰动较大的施工方法；

e.成槽施工时，保持槽内泥浆面的适当高度，及时补充泥浆以保持孔口稳定。

2、在防渗墙造孔成槽过程中，遇到孤石、大块砼及砖块、木头等，采用正常成槽手段难以快速成槽时，在考虑孔壁安全的前提下，可用重锤法、爆破法或其他方法处理。

3、如造孔成槽过程中出现塌孔、大坝裂缝现象，及时处理，对固壁泥浆配比及造孔手段进行调整，确保孔壁稳定，对施工过程中产生的裂缝，应采取加固措施进行处理。

4、在成槽过程中，应对固壁泥浆漏失量作详细测试和记录，当发现固壁泥浆漏失严重时，应及时堵漏和补浆，并查明原因，采取措施进行处理。

根据实际施工情况，在固壁泥浆性能指标基本满足前述要求的前提下，适当调整泥浆配比，并适当放缓挖槽速度，待固壁泥浆漏失量正常后再恢复正常挖槽手段。