施工组织设计建筑施工组织设计大全G.docx
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施工组织设计建筑施工组织设计大全G
黄岗铁矿III矿区尾矿坝
混凝土防渗墙
施工组织设计
北京力齐高特基础工程技术有限公司
二OO六年十一月二十八日
一、前言………………………………………………………………………
二、地质条件…………………………………………………………………
1、工程地质条件………………………………………………………………
2、水文地质条件………………………………………………………………
三、设计与施工方案规划说明………………………………………………
1、墙体厚度……………………………………………………………………
2、墙体材料……………………………………………………………………
3、施工平台高度………………………………………………………………
4、防渗墙轴线长度……………………………………………………………
5、墙体深度……………………………………………………………………
6、防渗墙工程量………………………………………………………………
7、防渗墙施工方案……………………………………………………………
8、其他…………………………………………………………………………
四、施工总布置及临建工程…………………………………………………
1、施工总布置…………………………………………………………………
2、临建工程……………………………………………………………………
五、防渗墙成槽施工…………………………………………………………
1、防渗墙施工工艺流程………………………………………………………
2、槽孔划分……………………………………………………………………
3、槽孔开挖……………………………………………………………………
4、槽孔开挖质量控制及检测…………………………………………………
5、墙段连接方法………………………………………………………………
六、固壁泥浆及清孔换浆……………………………………………………
1、固壁泥浆……………………………………………………………………
2、泥浆的拌制…………………………………………………………………
3、泥浆的循环使用于回收处理………………………………………………
4、清孔换浆……………………………………………………………………
七、混凝土工程………………………………………………………………
1、墙体材料设计指标…………………………………………………………
2、混凝土原材料………………………………………………………………
3、混凝土配合比………………………………………………………………
4、混凝土拌制…………………………………………………………………
5、混凝土运输…………………………………………………………………
6、混凝土浇筑…………………………………………………………………
八、质量控制与检查…………………………………………………………
7、质量保证体系及措施（略）………………………………………………
2、施工质量检查项目及内容…………………………………………………
3、混凝土物理力学性能质量检查……………………………………………
4、墙体质量检查………………………………………………………………
九、主要施工设备……………………………………………………………
十、施工进度计划……………………………………………………………
黄岗铁矿III矿区尾矿坝
混凝土防渗墙施工组织设计
一、前言
内蒙古自治区黄岗矿业有限责任公司为加速矿山开拓步伐，在III矿区拟建包括中央混合井、井塔及厂房、选矿厂、尾矿库等采选工程。
其中尾矿库工程主要建筑物包括截渗帷幕拦水坝和截洪沟等。
在拦水坝轴线处覆盖层深厚（最大达60.3m），其主要地层为砂质粉土、角砾、粉细砂、含砾石粉质粘土、中细砂。
地层渗透性较强，砂质粉土K=0.23~0.83m/d，粉细砂K=0.74~1.2m/d。
覆盖层下基岩为安山岩，强风化带节理裂隙发育，坚固性较差。
根据勘察结果，勘察单位建议对拦水坝基采取地下连续墙或其他地基处理方法（如旋喷桩、排桩等）进行截渗处理。
由于覆盖层深厚，旋喷桩、排桩的处理方式达不到K≤1×10-7cm/s的标准，采用地下连续墙（以下称混凝土防渗墙）的方案是合适的。
二、地质条件
1、工程地质条件：
尾矿库范围内主要地层分述如下：
⑴砂质粉土：
由风积形成。
灰黑色，较松散、均匀、稍湿。
植物根系发育，偶含角砾、碎石，夹含薄层粉砂。
厚度0.6—2.05m，一般厚度1.5m左右，渗透系数0.23—0.83米/日。
⑵角砾：
灰色、灰黑色，不均匀——较均匀，稍密——中密，稍湿，粒径大于2mm——20mm的骨架颗粒占总含量的85%以上，角砾呈棱角状碎块，冲积或坡洪积形成，砾块以安山岩为主，磨圆极差，钻孔揭露在场地内分布不均，多呈透镜状分布，厚度2.0—6.8m不等。
⑶粉细砂、细砂：
灰黄色、黄色、灰白色，较松散、均匀、稍密——中密、稍湿——湿，河流冲积或风积形成，粒径大于0.075mm的颗粒占总含量的85%以上,级配较差，夹有少量碎石、角砾或极少量粉土颗粒，碎石、角砾成分以安山岩为主，揭露厚度1.20—37.60m。
渗水试验计算渗透系数为0.74—1.20米/日。
⑷碎石：
灰黑色、灰色，分选较差，呈棱角状，为不均匀碎块状，稍密——中密、稍湿——湿，粒径大于20mm的颗粒占总含量的70%以上，颗粒级配差，最大粒径80mm。
主要为基岩强风化破碎，坡积或坡洪积形成的块石与粉细砂、粉土混合而成。
碎石含量大于50%，厚度1.00—13.90m，场地内分布厚度不均匀。
⑸含砾石粉质粘土：
灰黑色、灰色，硬塑，无均质感，能搓成比粘土条粗的短土条，可感觉有砂粒存在，干后较坚硬，碎石、角砾、砾砂等含量占45%左右，层厚1.40—6.00m，坡洪积形成。
⑹中细砂：
棕色，结构松散。
以中细砂为主，含少量角砾及碎石。
碎石直径3-5cm；角砾及碎石成分为安山岩。
砂的成分以石英为主，长石少量。
该层为一套风积—坡积物，粗细混杂，无分选，透水性较好。
稍湿、松散。
⑺安山岩：
灰黑色，斑状结构，块状构造，致密．强风化带岩芯多呈碎块状，短柱状，坚固性较差，节理裂隙发育，每米最多可见19条裂隙，大部分裂面属剪切，挤压、力学性质、平直、闭合，张开宽度甚小，部分裂有粉土，细粉砂充填，主要裂隙面与岩芯轴夹角30°；40°；10°；20°；15°；35°。
⑻安山岩：
灰黑色，斑状结构，块状构造，致密，中风化带岩芯较完整，一般为10-20cm柱状，余者达30cm。
岩芯坚固性一般，锤击易断裂。
节理裂隙发育，每米可见9条裂隙，裂面多平直，闭合，多压扭性，剪切性质。
延伸较远。
裂隙中充填较少，褐铁染现象极发育。
主要裂隙面与岩心轴夹角分别为：
15°；20°；45°；30°；60°；50°。
2、水文地质条件
地下水主要为第四系孔隙潜水，埋藏较深，在地表以下15m左右，含水层厚度较厚且不均匀，粉细砂、细砂层中含水稍好，但含水量较小，其他角砾、砂质粉土、粉质砂土细颗粒成分较多，几乎为不含水层。
水质分析结果，地下水质良好，为HCO3-Ca型水，PH值9.5，As含量为0.05mg/l。
水、土的腐蚀性指标均低于规范规定腐蚀性评价的界限值，对钢筋、混凝土不具腐蚀性。
基岩风化带深度一般为2.0～5.0m，裂隙含水微弱。
三、设计与施工方案规划说明
1、墙体厚度
考虑到尾矿坝最终与坝顶标高是1650m，地下水位标高为1595m，墙体承受最大水头不超过55m，所以初步确定墙体厚度为0.8m，其所承受的水力坡降最大为68.8，而墙体极限水力坡降大于300，是十分安全的。
2、墙体材料
国内外不少混凝土防渗墙均采用塑性混凝土作为墙体材料，如三峡二期围堰混凝土防渗墙，承受水头近90m，采用的就是这种材料，根据实际运行效果来看，也是十分理想的。
该种材料强度与弹模均较低，能适应较大的土水压力而不开裂，而同时其抗渗性能良好，可达到1×10-7cm/s的要求。
根据国内有关工程的经验，可初步确定塑性混凝土物理力学性能指标是：
抗渗强度：
R28=4~5Mpa
弹性模量：
E28=1500~2000Mpa
抗渗标号：
≥W8（其相应的渗透系数为2.61×10-9cm/s）
3、施工平台高度
为减少挖填方工程量，防渗墙施工在四个平台上进行。
它们的高程分别为▽1615m、▽1610m、▽1615m、▽1620m。
4、防渗墙轴线长度
根据地质勘探结果，防渗墙轴线长度370m，即从勘探孔bk11#~bk21#。
bk21#孔以左的左坝肩和bk11#以右的右坝肩第四系覆盖层厚度一般不超过10m，可采用明挖明浇的方法构筑防渗体系，可大幅度降低工程造价。
在勘探孔bk23#周边约50m长地段第四系覆盖层厚度较深，但因下伏较厚的粉质粘土，其渗透性较弱，可考虑采用其他方案处理。
5、墙体深度
勘察报告称，第四系覆盖层底部为安山岩，进入中等风化带一定深度后，岩石致密，裂隙不发育，渗透性能差。
因此本方案初步确定防渗墙墙体穿透安山岩即可，嵌岩深度1~5m，平均为2.8m，下部不再布置灌浆帷幕，从而简化施工程序。
按此方案，墙体最大深度61m，平均深度38m。
防渗墙纵剖图见附图。
6、防渗墙工程量
按上述墙体轴线长度和墙体深度计算，防渗墙成槽总工程量为14060m2，其中：
覆盖层工程量为13024m2，岩石工程量为1036m2。
混凝土浇筑方量为110810m3（扩孔系数为1.05）。
7、防渗墙施工方案
我国目前防渗墙成槽施工方法有“钻劈法”、“钻抓法”、“抓取法”、“铣削法”等四种，根据地质条件和工期要求，除“抓取法”外，其余三种方法均可用于本工程。
但经认真比选后，我公司推荐采用使用铣槽机的“铣削法”，该施工方法的优点是：
1对地层适应性强，铣槽机既可铣削第四系覆盖层，也可铣削强风化安山岩。
2成槽精度高，孔斜率≤1/300，墙体平滑顺直。
3施工效率高，在本工程地质条件下，工效可达到150m2/d。
4用电负荷小，总负荷（含混凝土拌和站）为500kv.A。
5用水量最少，废浆排放量最低，对环境污染小。
6全部采用优质膨润土泥浆固壁，可确保清孔换浆和水下混凝土浇筑的质量。
8、其他
为使本设计及施工方案更为合理可靠，我公司如中标后，拟在以下几个方面做深入的工作。
1根据尾矿坝的运行情况，对墙体受力情况进行有限元分析，以最终确定其墙体性能指标。
2根据墙体性能指标，设计塑性混凝土配合比并进行室内试验，以确定施工配合比。
3对强、中风化花岗岩补充勘探和试验，定量确定其透水性能，以确定墙体嵌岩深度和墙下帷幕灌浆的必要性。
四、施工总布置及临建工程
1、施工总布置
⑴施工平台：
沿墙轴线建造四个防渗墙施工平台。
施工平台宽度一般为16m，墙轴线上游为宽10m的液压铣工作平台，墙轴线下游为宽5m的交通道路。
⑵在▽1610m平台中部，在液压铣工作平台上游侧布置制浆站，占地15×40m2。
⑶在▽1610m平台中部，交通道路下游侧布置泥浆净化站和混凝土拌和站，占地分别为12×12m2和15×40m2。
4变压器：
500kv.A变压器安装在▽1610m平台中部。
2、临建工程
1防渗墙导墙及施工平台
导墙采用“L”形钢筋混凝土，液压铣施工平台为厚30cm混凝土，施工道路铺设30cm厚的石渣。
防渗墙导墙布置剖面图
2供水系统
用3″水管将水由水源地供应至现场储水池，供水能力为40m3/h，然后经管道泵加压后分别供至泥浆站、混凝土拌和站和施工现场。
3泥浆制输系统
泥浆制浆站包括膨润土库房、制浆平台和泥浆池。
泥浆池由一个膨化池（100m3）、一个新浆池（320m3）、两个回收池（各560m3）组成，制浆站安设2台1500L高速搅拌机，新制浆液通过4英寸供浆钢管输送至现场液压铣和泥浆净化系统之间的回路中，浇筑时的回浆通过回浆管路（6英寸）返回回浆池，经处理后重新输送到现场使用
4排渣系统
液压铣通过设置在竖井外侧的BE500型泥浆净化系统（见图3-7）分离集中出渣，经集渣坑沉淀后，采用装载机装车，用5t自卸汽车运至指定弃料场。
图—BE500型泥浆净化系统
5混凝土系统
生产能力不小于40m3/h，拟安装两台0.75m3拌和站，拌制好的混凝土通过混凝土泵输送到槽孔前的溜槽内进行浇筑。
⑹本施工组织设计未对上坝道路、变压器高压端以上供电线路和水源地至储水池供水系统做出规划。
五、防渗墙成槽施工
1、防渗墙施工工艺流程（参见下图）
防渗墙施工工艺流程图
2、槽孔划分
槽孔划分成I、II期槽施工：
I期槽长度6.8m，分三铣成槽；II期槽长2.8m，一铣成槽（参见下图）。
I、II期槽搭接长度0.2~0.3m（视槽段深度而定，浅者用小值，深者用大值）。
槽段划分示意图
3、槽孔开挖
⑴主要成槽设备：
主要成槽设备包括一台BC-32液压铣槽机，其性能参数见表。
BC32液压铣槽机技术参数表
泥浆净化能力
450m3/h
泵口直径
6吋
主机型号
CAT3176B
功率
291kw
主机起重能力
30T
铣削宽度
2790mm
主机工作扭矩
680KN.m
铣削厚度
1500mm内
履带宽度
3550～4950mm
铣削深度
80m
2成槽工艺流程：
流程详细见下图
3成槽方法
成槽过程中，双轮铣槽机垂直槽段，将双轮铣成槽机切割轮照准标志徐徐入槽切削。
双轮铣成槽机切割轮的切齿将土体或岩体切割成70～80mm或更小的碎块，并使之与泥浆相混合，然后由双轮铣成槽机内的离心泵将碎块和泥浆溶液一同抽出开挖槽。
为了能够切割到两个切割轮之间在开挖槽底部形成的脊状土，在切割轮上安装偏头齿。
这个特殊的偏头齿可以在每次到达开挖槽底部的时候通过机械导向装置向上翻转，切割两个切割轮之间的脊状土，其形式如下图：
双轮铣成槽机偏头齿图
宝峨双轮铣槽机采用两个独立的测斜器沿墙板轴线和垂直与墙板的两个方向进行测量。
这些设备提供的数据将由车内的计算机进行处理并显示出来，操作人员可以连续不断的监测，并在需要的时候对开挖的垂直度加以纠偏，沿墙板轴线方向的垂直度的调整可以通过调整切割轮的速度的方法得以实现。
双轮铣成槽机的除渣，由设在成槽机两个切割齿中间的吸渣口，依靠离心泵的吸力将渣土吸出槽段内。
首先，切割轮的切齿将土体或岩体切割成小的碎块，并使之与泥浆相混合，然后机内的离心泵将碎块和泥浆溶液一同抽出开挖槽。
图—为双轮铣槽机反循环示意图
随着开挖深度增加，连续不断向槽内供给新鲜泥浆，保证泥浆高度，各项泥浆指标符合技术要求，使泥浆起到良好的护壁作用，防止槽壁坍塌，在遇到含砂量较大的土层，槽壁易塌时，加大泥浆比重，当接近槽底时，放慢开挖速度，仔细测量槽深，防止超挖和欠挖。
由于槽底基岩面局部坡度较大，为便于液压铣铣削，可采用50T履带式起重机带动重凿将高处基岩凿平。
4、槽孔开挖质量控制及检测
⑴质量控制标准
①槽孔开挖要求
槽孔宽度：
≥80cm，满足设计要求。
②槽孔的开孔
孔位偏差≤3cm，满足设计要求。
③槽孔垂直度
成槽偏斜率≤1/300，所有槽段孔斜率均满足设计要求。
⑵检测措施
铣槽机上配备随钻测斜仪，随时可以对孔斜和孔深进行测量。
通过连贯进行检查和观察，可以及时发现钻孔中的异常情况并采取针对措施予以解决，以避免孔斜扩大。
终孔后，进行槽孔验收。
终孔验收的项目有深度、宽度和孔形，采用日本KODEN公司的DM-602型超声波测井仪进行测量。
超声波测井仪同时测绘X轴和Y轴两个方向的孔形，快捷方便、精度高。
5、墙段连接方法
本工程墙段连接采用“铣接法”。
即在两个Ⅰ期槽中间进行Ⅱ期槽成槽施工时，铣掉Ⅰ期槽端头的部分混凝土形成锯齿形搭接，Ⅰ、Ⅱ期槽孔在地连墙轴线上的搭接长度为30cm。
此法在国内外大型地连墙项目中应用广泛，施工工艺成熟。
“铣接法”接头施工见图4.5-1。
“铣接法”接头施工示意图
六、固壁泥浆及清孔换浆
1、固壁泥浆
1制浆材料
地连墙成槽施工，采用膨润土泥浆护壁，其主要材料性能如下：
①水：
洁净的井水和江水，水质要求按照《水工混凝土施工规范（DL/T）》的规定执行。
②膨润土：
其质量符合石油天然气行业《钻井液膨润土标准（SY/T5060－93）》的二级膨润土技术指标。
③羧甲基纤维素钠（CMC）：
其型号为工业级IM8，其质量符合GB1904-89标准。
④工业轻质碳酸钠：
其质量符合GB210.1-2004一等品标准。
⑤食用小苏打：
其质量符合GB1887-98合格品标准。
2浆液配合比及性能
工程中采用的新制泥浆配比见表2，泥浆性能指标见表3。
表2—新制泥浆配比
序号
材料用量（kg/m3）
水
膨润土
CMC
Na2CO3
1
981
50
0.4
3.0
2
970
80
/
4.0
2、泥浆的拌制
将水加至搅拌机筒1/3后，启动制浆机。
在不断加水的同时，加入膨润土粉、碱粉CMC等外加剂，搅拌2min后，在水加至予计量时后可停止搅拌，放入膨化池中，待其膨化6～8h后使用。
3、泥浆的循环使用于回收处理
成槽过程中，置于铣削架底部的泥浆泵抽吸槽底泥浆并经输浆管路送至地面的泥浆净化系统进行除砂处理，处理后的泥浆经管路返回槽孔中，经较长时间使用，如泥浆粘度指标降低，适当掺加新浆进行调整：
如粘度指标升高，可加入分散剂改善泥浆性能。
被严重污染的泥浆必须废弃。
浇筑混凝土时，自槽口返回的泥浆一般均直接用泵输送至回收浆池中，作为其它槽孔开挖用泥浆。
混凝土顶面以上2m左右的泥浆会被严重污染而造成劣化，予以废弃。
4、清孔换浆
⑴槽孔建造完毕后，混凝土浇筑前必须进行清孔换浆，其方法是用铣槽机或潜水泥浆泵抽取槽底泥浆送至泥浆净化站除砂，同时补充新浆，循环往复，直至达到表3中“混凝土浇筑前泥浆标准”。
表3—泥浆性能指标控制标准表
性质
阶段
试验方法
新制泥浆
循环再生泥浆
砼浇筑前槽内泥浆
密度（g/m3）
≤1.05
≤1.15
≤1.15
泥浆比重秤
马氏粘度（s）
30～45
30～50
≤40
马氏漏斗
失水量（mL/30min）
≤20
≤40
不要求
1009型失水量仪
泥皮厚（mm）
1.5
≤3
不要求
PH值
≤10.5
9.5～12
9.5～12
PH试纸
含砂量（%）
不要求
不要求
≤5
1004型含砂量测定仪
检测频次
2次/d
2次/d
1次/槽
⑵洗刷接头
Ⅱ期槽清孔换浆后，采用50T履带式起重机带动特别设计的钢丝刷子（如图）自上而下分段刷洗Ⅰ期槽端头的砼壁。
利用自重使钢丝刷子紧贴于锯齿形的砼壁上，对其进行较为彻底的刷洗，刷洗后把液压铣槽机下入孔底抽出刷洗掉的泥皮。
图—钢丝刷子示意图
3清孔换浆标准
清孔换浆结束后，孔底淤积厚度≤10cm，在钢筋笼下设完毕后混凝土开浇前检查。
从距孔底0.5m处取浆进行试验，应达到表3中“混凝土浇筑前槽内泥浆”标准。
七、混凝土工程
1、墙体材料设计指标
其物理力学性能指标除满足设计要求外，施工性能应满足如下指标：
⑴入仓坍落度为18~22cm；扩散度为34~40cm，坍落度保持15cm以上时间不小于1h。
2凝结时间：
初凝≥6h；终凝≤24h。
2、混凝土原材料
水泥：
采用国家大型水泥厂生产的新鲜无结块的P.O.32.5矿渣硅酸盐水泥；
河砂：
细度模数应在2.4~2.8范围内，含泥量＜3%，表观密度不小于2500g/cm3。
膨润土：
其质量符合三级膨润土标准（sy/T5060—93）。
粗骨料：
为粒径5～20mm天然或人工砾石，含泥量＜1％,表观密度2600kg/m3，坚固性＜12％；
水：
洁净井水，符合混凝土拌制要求。
3、混凝土配合比
施工前根据原材料的情况进行混凝土配合比试验以取得最适合的配合比。
施工时据现场材料的含水量等调整各种材料的用量。
4、混凝土拌制
采用2台0.75m3的搅拌站集中拌制。
单个槽孔浇筑时，砼拌合的最小强度应达到40m3/h。
5、混凝土运输
采用2台HB30A型混凝土泵输送至槽孔处溜槽内，经漏斗及浇筑导管进仓入槽。
6、混凝土浇筑
采用泥浆下直升导管法水下浇筑。
浇筑前，拟定浇筑计划，根据导管的布置和混凝土浇灌量，研究导管底端与混凝土上升高度的关系，预先拟定泵送混凝土及拔出导管的计划，作到周密，施工有序。
导管距孔底30cm左右。
采用满管法开浇。
槽孔浇筑导管间距不宜大于4m，导管距端壁应小于1.5m，故Ⅰ期槽布置两根导管，Ⅱ期槽布置一根导管。
导管装好后，将球胆置于漏斗口下方导管中，混凝土浇筑后，从导管压出，漂浮于泥浆表面，在整个浇筑过程中，导管下端始终保持埋入混凝土中。
各导管均匀进料，混凝土面高差不大于0.5m，导管埋深不小于1m，不宜超过6m。
混凝土面平均上升速度不应小于3m/h。
浇筑过程中应每不超过30分钟测量混凝土面深度，每隔2h测量一次导管内的混凝土面深度，做好原始记录，并在现场绘制浇筑指示图。
八、质量控制与检查
1、质量保证体系及措施（略）。
2、施工质量检查项目及内容
1槽孔建造质量检查：
孔位、孔深、孔斜、嵌岩深度；
2槽孔清孔换浆质量检查：
槽内泥浆性能、淤积厚度、接头刷洗质量；
3混凝土浇筑质量：
原材料的检验、导管间距、混凝土上升情况、终浇高程、混凝土施工性能。
3、混凝土物理力学性能质量检查
⑴质量检查试件数量：
试件每100m3混凝土成型1组，每个墙体至少成型1组；弹性模量试件每10个墙段1组；抗渗等级试件每3个墙段1组；
⑵试件经养护28d后进行检测；
⑶检测成果进行数理统计分析后，对混凝土质量进行评定。
4、墙体质量检查
⑴开挖检查：
对墙顶处2~3m深度内进行开挖检查，主要检查墙段接缝，也可从墙顶取样送试验室进行物理力学性能检查。
⑵钻孔检查：
检查孔数量每20个槽孔1个。
需在该部位混凝土龄期达到28d后方可检查，在检查孔中采取芯样，并进行注水试验。
九、主要施工设备（见下表）
主要施工设备统计表
序号
设备名称
规格
数量
额定功率（kw）
1
液压双轮铣
BC-32
1
450
2
泥浆净化器
BE-500
1
180
3
高速泥浆搅拌机
ZJ-1500
2
28
4
泥浆泵
3PN~4PN
4
22~28
5
排污泵
2″
4
5
6
管道泵
80~200A
1
7.5
7
电焊机
28kv.A
2
28
8
潜水泥浆泵
4″
1
28
9
履带式起重机
QUY50
1
120
10
挖掘机
Wy-160
1
130
11
装载机
ZL-30
1
75
12
装载机
ZL-50
1
120
13
自卸汽车
15T
1
66
14
混凝土拌和站
0.75m3
2
66
15
混凝土输送泵
HB30A
2
45
一十、施工进度计划
⑴2007年4月15日——部分人员进场；
⑵2007年4月16日~5月25日——临建工程施工，设备组装，人员全部进场；
⑶2007年5月26日~8月28日——防渗墙施工；
⑷2007年8月29日~9月25日——质量检查尾工，竣工资料整理，设备、人员退场。
说明：
如气候条件允许
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