防渗墙施工方案.docx

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防渗墙施工方案

贺州市狮洞水库

大坝防渗墙工程施工方法及技术措施

湖南永州市水利水电建设公司

1998年10月25日

一、概况…………………………………………………………………1

二、施工顺序……………………………………………………………1

三、施工准备……………………………………………………………1

1、人力准备……………………………………………………………3

2、仪器及设备准备……………………………………………………3

3、施工临时设施准备…………………………………………………3

四、地下连续墙成槽……………………………………………………4

1、制浆材料……………………………………………………………4

2、制浆…………………………………………………………………4

3、造孔…………………………………………………………………4

五、墙体材料……………………………………………………………7

六、混凝土浇筑…………………………………………………………7

1、混凝土配合比及拌制………………………………………………7

2、混凝土浇筑…………………………………………………………7

3、混凝土浇筑注意事项………………………………………………9

4、冬季施工措施………………………………………………………9

七、接头处理……………………………………………………………9

八、质量检测……………………………………………………………10

1、造孔检查……………………………………………………………10

2、清孔检查……………………………………………………………10

3、混凝土质量检查……………………………………………………10

4、墙体质量检测………………………………………………………10

狮洞水库大坝防渗墙工程施工方法及技术措施

一、概况

本标段的地下连续墙施工段总长度共218m，城墙厚度为0.6m，防渗墙深入基岩1m；根据设计图纸可知，防渗墙最深约45m，最浅处约10m，城墙面积约6000m2，地层为砂岩地，原坝体上面5m均为土石混合料填筑，5m以下为粘土心墙。

工程量为：

土体11264m,岩石363，砼4369m。

坝顶宽度为8m，只能满足钻孔机械的摆放，左右坝肩均无宽厰空地。

二、施工顺序

根据本工程的施工特点，对大坝防渗处理可按先施工混凝土连续墙，后施工帷幕灌浆的先后进行最为适宜。

防渗墙施工程序流程如下：

槽孔式混凝土地下连续墙施工程序流程

三、施工准备

1、人力准备：

在项目经理部的领导下，专门设置基础处理作业队和施工技术管理专业人员。

基础处理技术负责人1人，技术员2人，技术工人12人。

2、仪器及设备准备：

基础处理工程拟投入全钻仪1台，用于测量放样；水准仪1台，用于控制地面高程。

设备选用4台CZ-22或CZ-30冲击式钻机，1台HBT40.10.55S型砼输送泵，其他辅助设备配套。

3、施工临时设施准备

（1）供电、供水：

坝基础处理施工供电系统包括变压器及其以下的线路等设施。

根据设备功率确定用电变压器容量为250KVA，型号选择S9，其他供电设备经计算后配套。

大坝基础处理工程施工供水系统采抽储排的方法进行，因水库水量充足，可满足施工用水需求。

（2）防渗墙导墙（导向槽）及施工平台施工

①本工程导墙采用直角梯形砼导墙型式（见下图）。

导向槽净宽为0.70m，深度为1m，直角样形砼导墙上底宽0.5m，下底宽1m，导墙顶部高出平台面0.05m，以免积水流入槽内。

上底每边分别布置3条Φ12钢筋。

导墙施工时应满足以下要求：

a、导墙应平等于防渗墙中心线，允许偏差为±1cm；b、导墙顶面高程（整体），允许偏差为±1cm；c、导墙门净距允许偏差±0.5cm。

铪导墙常用现场浇筑法。

导墙的接头位置应与防渗幸喜施工接头位置错开。

其施工为：

②泥浆系统：

泥浆系统是砼防渗墙施工的关键设施，由制浆站、供浆管路和泥浆回收净化设施等组成。

由于本工程现场施工场地较窄，泥浆系统的布置可能要考虑到坝外坡面一些适宜位置。

③混凝土系统：

由于本工程场地不宽、交通不便，在坝后坡脚空地上设置拌和站，采用砼输送泵运输砼。

四、地下连续墙成槽

1、制浆材料

防渗墙固壁泥浆的主要成分是粘土、水和泥浆处理剂。

2、制浆

制浆时应按下列流程进行：

施工前进行粘土料场勘察，取样试验分析，选择粘粒含量大于50%，塑性指数大于20，含砂量小于5%，二氧化二铝的比值为3～4的粘土为宜。

3、造孔

（1）造孔成槽

在防渗墙造孔开始之前，要妥善而周密地做好各项准备工作，避免开钻以后再停顿下来。

施工开始以后，要真实和详细地做好各种记录，包括造孔记录、基岩鉴定、终孔清孔验收记录等。

①正式施工之前要详细分析防渗墙槽位地质条件，编制槽位轴线地质剖面图，根据本工程大坝的地质情况，造孔设备选用CZ-22或CZ-30冲击式钻机。

②本工程设计成槽段长为7.5m，孔径0.6m，副孔净距0.75m。

采用间隔分序法施工，先施工主孔，后施工副孔，再扫除主、副孔之间的小墙成槽。

③造成时要确保槽孔壁平整垂直，孔位中心允许偏差不大于3cm，孔斜率控制在允许范围内。

④孔内泥浆面应始终保持在导墙顶面以下30～50cm，严防坍孔。

⑤墙段连接方法采用钻凿法接头。

⑥造孔结束后，要进行清孔换浆，槽孔清孔换浆结束后1h，孔底淤积厚度不大于10cm；孔内泥浆密度不大于1.3g/cm3，粘度不大于30s，含砂量不大于10%。

（2）遇漂石地层的造孔

根据本工程的水地质条件和坝体填筑料的观察与分析，在坝顶上段造孔过程中有可能会碰到一些小型的漂石，用重锤冲凿的方法进行，做法是将5～10t的重锤吊起，然后自由放落，以钻具刃角将大漂石击裂、击碎。

（3）冲击钻机对基岩陡坡的钻进

本工程是在“V”型河谷上建坝，基岩面均会遇到陡坡，甚至成倒悬状时，应采取下列措施避免钻头“留坡”，不能进尺：

①钻凿主孔接近或已到达倾斜基岩面时，可施钻梅花孔破坏基岩的完整性。

②采用导向大筒式钻头钻进。

（4）孔底淤积的清除

本工程淤积的清除方法，采用反循环“泵吸排渣法”。

此方法用设置在地面的抽砂泵通过排渣管将孔底的泥渣吸出，经泥浆净化系统除去粒径65um以上颗粒，再返回到槽内使用。

该方法效率高，效果好，节约泥浆。

（5）造孔的事故预防及处理

①槽孔坍塌的预防

a、选择低水位季节施工；

b、开钻前加密槽壁土体，提高其内磨擦角和抗剪强度；

c、导墙及槽孔侧旁的施工平台要牢固；

d、槽孔划分要因地制宜，适当调整，密实地层划长些，疏松地层分短些；

e、保证固壁泥浆的质量，切忌片面追求节省而降低泥浆标准，严防废水流入槽内，使泥浆质量变坏，造成槽壁失稳；

f、储备足够的泥浆和堵漏材料，一旦发生大量漏浆时，及时堵漏和补浆，避免槽内浆面大幅度降落；

g、钻进过程中遇到疏松、空洞易坍塌地层时，应向该部位投加适量粘土或增加泥浆粘度等，尽快穿过此层。

②槽孔坍塌的处理

一旦出现了大面积槽孔坍塌，要分析原因，谨慎处理，

a、如果槽口坍塌，导墙断裂，要视情况及时移开钻孔设备，回填槽孔，拆除旧有的导墙，加固孔口土体，再重建新导墙；

b、若仅是孔内导墙下浅部坍塌，可先掏出坍塌物，然后回填粘土或低标号砼，重新开孔造槽。

（6）严重漏浆的预防及应急措施

在施工过程中若遇到松散、空洞、裂隙、强风化带等严重漏浆情况，致使泥浆大量流失，浆面急剧下降，造成槽壁坍塌，甚至埋住钻头。

①漏浆的预防

a、对槽孔两侧一定深度内土体进行振冲加密；

b、在槽孔两侧进行灌浆、预先堵塞漏浆通道。

c、制备性能良好、粘度较大、密度较小、泥皮致密的固壁泥浆。

②大量漏浆时的应急措施

a、立即中断槽孔钻掘，停止泥浆循环，迅速向槽孔内加注合格泥浆，保持浆面高度。

b、必要时向泥浆中掺加1%的堵漏剂。

c、向孔底投放粘土、水泥加大泥浆粘度。

（7）孔斜的预防措施及超标处理

①预防孔斜的措施

a、造孔机械底座应置于稳定、牢固、平整的工作平台或轨道上，对正孔位，在整个槽孔钻进过程中不产生有害的沉陷和变形。

b、钢绳冲击钻机在钻进软弱地层时要“轻打勤放”，即采用小冲程（500～800mm）、高频次（45次/mim）的重打法，配合采用高密度泥浆或向孔内投放粘土球，以及勤抽砂等综合办法，以加大冲击力，并使钻头能经常冲击到地层的新鲜面。

②孔斜超标的处理

单孔或槽孔一旦出现孔斜超标严重时，一般需回填后重新钻孔，回填材料可为块石、砂卵石或碎石，也可用低标号砼，之后再按前述要领缓慢重钻，使其满足钻孔垂直度的要求。

五、墙体材料

防渗墙墙体材料根据其抗压强度和弹性模量，可以分为刚性材料和柔性材料，本工程设计为塑性混凝土（砂浆），塑性砼一般抗压强度小于5MPa，弹性模量小于1000MPa。

初步选定材料：

水泥：

采用32.5R普通硅酸盐水泥；

粗骨料：

最大粒径不大于20mm，其含泥量不大于1%；

细骨料：

砂子细度模数2.68～3.0，含泥是尖石地1%；

粘土：

粘粒含量不小于50%，塑性九小于35%；

膨润土：

粘粒含量不不于55%，塑性指小一60%；

砼级配：

一级配。

六、混凝土浇筑

1、混凝土配合比及拌制

根据查阅国内外一些相关资料作为参考值，本工程塑性砼配合比初步拟定每立方砼用水泥80～120kg，粘土140～250kg，膨润土25～50kg，砂600～800kg，石700～900kg，水250～350kg，。

施工前要通过取样试验确定准确参数。

砼的拌制注意以下事项

（1）粘土的掺和：

首先将粘土制成泥浆，然后用泥浆料掺和，要注意加水时扣除泥浆中的水分，同时要注意浆池内的泥浆保持均匀，否则影响砼配合比的精度。

（2）膨润土的掺和：

膨润土不要与水同时掺和，最好是水泥、膨润土、砂等搅拌均匀后再加水搅拌，否则膨润土会结块。

（3）塑性砼性能指标参考值应满足以下要求：

a、拌和物密度一般为2000～2200Kg/m3；

b、泌水率沁不超过3%；

c、机口坍落度为20～24cm；

d、扩散度34～40cm；

e、初凝时间不小于8h左右；

f、终凝时间不小于48h左右。

2、混凝土浇筑

防渗墙砼的浇筑采用水下导管浇筑法进行。

（1）浇筑导管的配置和布设

a、导管的配置：

导管内径选择200～250mm的钢管，长度由0.3m、0.5m、1.0m、2m四个档次组合，以2m为主，导管之间的连接方式采用法兰盘连接，用橡胶垫止水。

导管配置时要在每套导管的底部多设置几节长度为0.3～1m的短管，因为接近浇筑完毕时导管内的砼压力小，不易浇筑，短管可及时拆卸，使导管在砼内埋深少一些，以利于浇筑。

b、导管的布设：

砼浇筑导管应布置在防渗墙中心线上，每段为3条，两端头要保持1m间距。

开浇时导管口距孔底15～25cm。

（2）混凝土开浇

开始浇筑砼时，应在导管内放入一直径比导管内径略小的，且能被泥浆浮起的球体作为管塞，以便将最初进入导管中的砼和管内的泥浆隔离起来。

连续向管内注入砼时，务使砼将导管下口埋住最少30cm。

因此，准确计算和备足可连续浇入的砼方量。

是保证浆下砼浇筑质量的第一步。

（3）混凝土浇筑过程的控制

a、导管的埋深：

在砼浇筑过程中，导管的埋置深度不小于1m。

如果埋置过浅，在砼浇筑不顺畅需上下提动导管时，有可能将导管拔脱，使砼出现冷缝和水平夹泥层。

另外，从导管注入的砼还有可能顺导管壁直接涌出砼面，而将落在砼表面的沉渣覆盖，使砼内混入泥渣，降低砼的均匀性和强度。

b、浇筑速度：

槽孔内砼面的上升速度不得小于2m/h，单位时间浇筑量太低会延长浇筑时间，而时间越长砼的坍落度损失越大，容易造成堵管等各种事故。

（4）槽孔内混凝土面的量测

为了控制砼在槽孔内均匀上升，应经常测定槽孔中的砼表面的深度或高程。

每根导管灌