积石峡混凝土防渗墙施工设计.docx

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积石峡混凝土防渗墙施工设计

黄河积石峡水电站

上游围堰乌卡斯砼防渗墙工程

施

工

组

织

设

计

中国水利水电第四工程局

积石峡工程项目部工程技术办

二○○七年五月二十四日

批准：

审查：

编写：

1.工程概述

积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡出口处，是黄河上游干流“龙青段梯级规划”的第五个大型梯级水电站，距上游在建的公伯峡水电站60km，距省会西宁市公路里程206km，距循化县城、民和县城分别为30km和100km。

地理位置适中，交通便利。

上游围堰为土石围堰，围堰轴线布置在导流隧洞进口下游约105m处，距坝轴线约200～300m，上游坡脚距导流洞进口约22m，围堰和截流戗堤结合布置，按Ⅳ级建筑物设计，其挡水标准为20年一遇洪水，相应流量为Q5%=2530m3s，相应上游水位为▽1813.50m，加上规定的安全超高和风浪爬高，堰顶高程定为▽1815.00m，最大堰高43.5m（▽1771.50～▽1815.00m），堰顶长度170m，考虑到连接两岸交通的要求，将堰顶宽度设为10m。

围堰基础防渗和堰体防渗采用砼防渗墙上接土工膜防渗型式。

2007年5月17日，由黄河公司副总经理谢小平主持在积石峡电站工地召开了有关标段间的协调会。

经与会代表讨论，因上游围堰左、右岸（尤其是左岸）原河床存在有深槽及水平透水层，经实测通过上游围堰的渗水量大约在5000m3（紧邻现墙堤下游面）、填筑高程至EL1790.00m。

临建工程量：

临建工程基础开挖772.5m3、导向槽混凝土浇筑（C20W6E200二级配）175.1m3、倒渣平台混凝土浇筑（C15二级配）144.2m3、浆砌石排浆沟砌筑51.5m3、浆砌石储浆池、储料仓砌筑61.8m3、导向槽钢筋制安5.775t、枕木20cm×20cm铺设25.75m3、钢轨Q=43㎏m铺设535.6m、M7.5砂浆抹面319.3㎡。

主体工程量：

乌卡斯砼防渗墙造孔约为2500m2（防渗墙长约130m、厚80cm、平均深度20m），C20W6F200

（二）砼浇筑约1600m3。

砼防渗墙施工工期为2007年5月23日～6月30日。

2.施工布置

2.1供水系统

施工用水取自黄河，在右岸布置一个水泵站，为上游围堰防渗墙施工供水。

选用1台额定流量75m3×6m×8m）的储浆池，采用砌石而成，具体见图2-2。

自制浆站通过坝上游坡面铺设φ100的送浆主干管路，沿防渗墙轴线方向在施工平台与坝坡相交位置再铺设φ75mm的送浆管路，供施工使用。

2.5施工导墙及平台

防渗墙导墙为钢筋砼结构，防渗墙钻机平台布置在防渗墙轴线的一侧，按常规方法铺设道轨；浇筑平台（交通路）布置在防渗墙轴线的另一侧。

2.6生活设施

右岸分为两部分，一部分在施工区外，租用当地老乡平房，为管理及生产人员的生活区。

另，在施工现场附近设活动板房、食堂、浴室及厕所等。

2.7生产临建

在现场设一活动办公室，以供技术、质检人员使用，也为业主、设计、监理现场检查、办公提供方便，面积为20m2。

3.主体工程施工

3.1施工准备

测量放线：

由测量队进行放线。

3.2总体方案

根据坝基地层特点和总体工期要求，拟定砼防渗墙成槽方案为“钻劈”法，槽段间连接采用“套打一钻”法施工。

3.3主要施工机具

根据施工总体方案，确定本工程防渗墙的主要施工机具为：

CZ-05型钢丝绳冲击钻机。

CZ-05型钢丝绳冲击钻机主要由动力机、主轴、冲击机构、工具卷扬、抽筒卷扬以及操纵机构六部分组成。

它不仅适用一般的软弱地层，亦可适用砾石、卵石、漂石和基岩。

因此，在目前我国水利水电防渗墙施工中被广泛采用。

其主要技术性能见表1。

CZ-05型钢丝绳冲击钻机主要技术性能表

表1

型号

开孔直径（㎜）

钻具最大重量（㎏）

钻具冲程（m）

钻具冲击次数（次min）

钻进深度（m）

电机功率（kw）

CZ-05

800

2800

1.0～0.35

40,45,50

150

55

3.4防渗墙施工

3.4.1施工程序

防渗墙施工程序见图1。

3.4.2现场生产性试验

为了验证防渗墙施工的有关技术参数的合理性，按照监理工程师的要求，在监理工程师指定的地点（防渗墙中心线上），进行现场生产性试验，试验内容如下：

a.泥浆配合比试验；

b.造孔设备的实际工效试验；

c.浇筑工艺试验。

3.4.3槽段划分

槽段划分方案根据地层特点拟定，并根据施工情况进行调整。

基本槽段

划分见图2。

（图1砼防渗墙施工工艺流程图）

导向槽修建

施工场地平整

生产临建

水、电、泥浆池制安

冲击钻造孔劈孔

Ⅰ期槽

清孔换浆、槽孔验收

基岩鉴定

槽孔造孔

Ⅱ期槽

刷洗砼接头

下浇筑导管

砼拌和、运输

混凝土浇筑

浇筑砼

结束，转下一个槽孔

（图2槽段划分示意图）

图4

3.4.4护壁泥浆

（1）原材料

拟选用甘肃省金昌市生产的Ⅱ级钙基膨润土作为冲击钻成槽的主要制浆材料，当地优质粘土作为冲击钻钻进时的自造浆材料。

（2）外加剂

外加剂可从临近化工厂购买。

分散剂为就近化工厂生产的工业碳酸钠（Na2CO3）；降失水增粘剂为中粘类羧甲基纤维素钠（CMC）。

（3）新制泥浆配比

新制泥浆配比见表2。

新制泥浆配比

表2

材料名称

水

膨润土

Na2CO3

CMC

用量（㎏）

100

5～8

0～0.3

0～0.1

（4）泥浆性能指标

泥浆性能控制指标见表3。

不同阶段对泥浆性能进行不同项目的测试，具体测试项目根据现场监理工程师指示进行。

泥浆性能控制指标

表3

项目

密度（gcm3）

马氏漏斗粘度（s）

失水量

（ml30min）

泥皮厚

（㎜）

PH值

含砂量

（%）

新制泥浆

＜1.1

30～90

≤20

≤15

9.5～12

－

施工中

＜1.25

30～90

≤50

≤6

7～12

－

3.4.5造孔

造孔质量标准严格按设计要求控制：

孔位偏差不大于3cm；孔斜率不大于4‰，特殊情况不大于6‰。

一、二期槽孔的两次孔中心线在任一深度的偏差值应不大于设计墙厚的13；槽宽不小于80cm，槽孔嵌入基岩不小于50cm。

本次工程全部冲击钻机钻进主副孔，钻劈副孔时选用膨润土作护壁材料，冲击钻造孔时选用当地优质粘土作为自造浆材料。

基岩鉴定采取抽取钻渣法，即直接用冲击钻抽桶抽取基岩钻渣会同监理工程师进行现场鉴定。

3.4.6终孔及清孔验收

槽孔终孔后，将报告承包方及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。

清孔采用抽筒换浆法，用抽筒将孔内的砂石浆液抽出孔口废弃，同时向槽内补充储备的回收泥浆，换浆量约为槽孔内泥浆总量的13。

二期槽孔清孔换浆结束前，用钢丝刷子钻头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。

清孔换浆1h后应达到的标准：

孔底淤积厚度≤10cm，槽内泥浆密度≤1.3gcm3，马氏漏斗粘度≤35s，含砂量≤4%。

清孔验收合格，由验收小组签发清孔验收合格证后，方可进行下一道工序的施工。

3.4.7砼

（1）砼控制指标及配比

砼指标按设计要求为：

C20W6F200

（二）

施工期间将根据实验室提供的配合比，通过现场试验确定砼施工配合比，并报监理工程师批准后实施。

（2）原材料技术指标

原材料使用前应取得出厂合格证明，并按相关标准抽样进行检测，技术指标如下：

水泥：

32.5普通硅酸盐水泥，品质应满足国标GB175-99要求。

膨润土：

粘粒含量不小于55%，塑性指数不小于60。

砂：

采用河砂，细度模数2.68~3.0，含泥量不大于3%，饱和面干吸水率不大于1.60%。

骨料：

采用天然砾石，最大粒径不大于40mm，含泥量不大于1%，饱和面干吸水率不大于1.5%。

外加剂：

应符合《DLT5100－1999》的有关规定。

水：

应符合砼拌和标准《JGJ63-89》。

（3）砼拌制、输送及浇筑

砼的拌制和运输由4台砼搅拌车运至孔口。

采用传统的泥浆下直升导管法浇注砼。

压球法开浇，以减小开浇时砼快速下落与泥浆的絮凝反应。

根据拌和系统的生产能力和砼输送能力，以及槽孔断面尺寸，砼面应具有较高的上升速度（2~6m，检查孔深度与防渗墙深度相同，或按监理工程师指示执行。

每个检查孔均做现场注水试验。

每个检查孔取芯样统一编号装箱、记录描述。

若由于后续工程的干扰和施工进度的限制，无法进行检查孔注水试验时，墙体质量检查可以各槽段砼试块试验结果为依据。

4.施工进度计划

4.1防渗墙施工进度

上游围堰防渗墙计划于2007年5月24日开工，防渗墙设计总浇筑工程量为2500m2。

拟投入8台冲击钻，计划在2007年6月30日前完成该段砼防渗墙施工。

4.2防渗墙施工进度计划见表5。

上游围堰砼防渗墙工程施工进度计划安排表

表5

部位

项目名称

单位

数量

2007年

5月

6月

7月

8月

下

上

中

下

上

中

下

上

上游围堰

临建及导墙施工

项

2

防渗墙施工

m2

2500

墙体检查及场地清理

项

2

5.主要投入的材料用量

主要材料投入表

表6

材料名称

单位

规格

数量

备注

水泥

t

32.5级普通硅酸盐水泥

1230

粘土

m3

2500

膨润土

t

200

稻草

㎏

500

钢筋

t

5.775

枕木20cm×20cm

m3

25.75

钢轨

m

Q=43㎏m

535.6

6.主要投入的施工机械设备

施工机械设备见表6。

施工机械配置表

表7

机械名称

单位

型号

数量

备注

轿车

台

SANTANA2000

1

生活、物资用

东风车

台

5t8t

11

自卸车

台

20t

4

冲击钻机

台

（CZ－05）

8

电焊机

台

30KVA

4

挖掘机

台

CAT320B

1

汽车吊

台

50T

1

振动碾

台

SD—100D

1

砼拌和车

台

6m3

4

装载机

台

ZL-30

1

高速搅拌机

台

ZJ－1500

1

泥浆泵

台

3PN

2

离心泵

台

75m3h

2

排污泵

台

3”

2

7.施工组织管理机构

根据本工程的实际情况和项目管理的要求，项目部下设项目经理、项目副经理、项目总工及各职能科室。

具体管理机构详见图4。

按施工经验进行人力资源配置，参考主要技术工种配置指标（见表8），根据施工进度计划和施工强度计算设备配置后，相应配置人力资源。

计算结果如表9所示。

主要技术工种配置指标

表8

项目

人员配备

组织配备情况

单位

数量

冲击钻机造孔

人台机

8

每台两钻机为独立施工组，二班作业，设机长、班长及助手等，若排渣不便，需另外组织人力清渣。

制浆

人台机

5

供土、制浆、送浆和质控人员

砼浇筑

人班

6

砼浇筑

机械修理

人台机

2

包括车、钳、焊、电

主要施工人员配置表

表9

序号

岗位名称

劳动力需求情况

1

管