积石峡混凝土防渗墙施工组织设计.docx
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积石峡混凝土防渗墙施工组织设计
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%=2530m3/s，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/h～6000m3/h之间，采用原方案已无法满足现场施工及2007年度度汛。
为此，会议研究确定：
取消原砼截水墙，在已填筑形成的EL1796.00m墙堤顶部设置一道乌卡斯砼防渗墙，墙堤下游面待JZ-3标下落石渣、块石经解爆清除后采用炸药库的反滤料、右岸下游3#路备料场的堆存料及JZ-3标开挖石渣进行主堰体加高施工，以解决2007年度度汛及围堰渗水问题。
其中反滤防渗料填筑宽度为10m（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/h、扬程80m的多级离心泵为供水泵，通过φ75mm钢管将水从取水泵站输送至施工平台的供水管路中。
2.2供电系统
从上游围堰右堰肩布置的800kVA变压器接取。
架设高压电缆，接高压空气开关分别向制浆站、砼拌和站、施工平台及生活区供电。
2.3砼拌和运输
使用4台6m3砼搅拌车运至槽段孔口。
2.4泥浆系统
根据施工现场的条件，制浆站建在上游围堰右堰肩上，制浆站安装1台ZJ-1500高速泥浆搅拌机，在其附近搭设膨润土简易仓库，其贮存能力不小于80t，同时建造总容量约为60m3（1.2m×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（g/cm3）
马氏漏斗粘度（s）
失水量
（ml/30min）
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1/3；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1/3。
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≤1.3g/cm3，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《DL/T5100－1999》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/h以上）。
浇筑质量控制及检验：
每2小时测量一次机口砼的坍落度和扩散度，及时对不合格的配比进行调整；每半小时测量一次砼面深度（开浇及终浇时应适当缩短测量间隔时间），以便指导导管的拆卸。
每单元槽段均取样1组共3个试块进行28天强度测试，每5个槽段选取1个槽段的试样1组、6个试块进行抗渗性能测试。
或按照监理工程师的指示进行。
3.4.8墙段连接
槽段连接采用“套打一钻”法施工，即一期槽段的砼达到一定强度（12h）后，用冲击钻将接头孔中的砼凿掉，形成一、二期槽段间的接头。
具体形式见图3。
副孔
接头孔
5.2m二期槽孔
5.2m一期槽孔
图3槽段连接示意图
3.4.9特殊情况处理
（1）漏浆、塌孔处理
根据该工程地层的特殊性质，在造孔过程中，如遇漏浆、塌孔等事故，采用加大泥浆比重、向孔内加入粘土球（粘土里夹碎石）、锯末、水泥等堵漏材料，同时降低钻机的钻进速度以确保槽孔安全。
碰到大漏失部位，采用直接回填粘土和碎石，重复造孔直至堵漏成功。
（2）左、右岸岩石坡比较大
在造孔过程中，当钻头接触基岩面时，采用轻打并向孔内投入岩石的方法，让钻头先在主孔位置坐稳，直至成孔、成槽。
（3）防渗墙上下游水头高差
根据现场观察，上、下游水头高差在4m左右，在造孔产生的渗漏通道造孔时的塌孔处理方法同漏浆、塌孔的处理方法。
（4）漂、孤石处理
在造孔过程中，如遇漂石、孤石以及风化岩块等，影响成槽工效时，可选用大冲程缓慢钻进，同时多加粘土，待通过后恢复正常钻进。
如遇到特别大的孤石而钻进有困难时，可采用定向聚能爆破技术进行处理。
（5）防渗墙施工项目的砼拌和与浇筑属于特殊过程，该两项过程在施工结束后，其结果不能通过检验或试验得到完全验证，其质量缺陷只能在工程使用后才能暴露出来，因此需加强施工过程中的控制。
3.4.10墙体质量检查
墙体质量检查方式以检查孔注水试验为主，在成墙28d后进行。
沿墙体轴线每80m左右钻进一个检查孔，孔径为φ91mm，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
5t/8t
1/1
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
75m3/h
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
管理人员
管理人员3人，技术人员2人
2
质检人员
2人
3
钻工
32人
4
制浆工
8人
5
砼工
7人
6
木模工
8人
7
电焊工
4人
8
电工
3人
9
测量试验
8人
10
普工
12人
11
吊车司机
2人
12
重机工
6人
13
汽车司机
12人
14
水泵工
3人
总计
112人
项目经理
项目副经理、项目总工
制浆组
图4施工组织管理机构图
8.质量保证体系及措施
8.1质量方针
本工程总的质量方针是：
严格管理、精心施工、技术先进、质量优良。
8.2质量目标
我公司的质量目标是：
单元工程合格率100%，优良率不低于75%；工程交验合格率100%，优良率不低于70%。
本工程施工的质量目标是：
工程验收合格率100%，工程总体质量优良，单元工程质量优良率不低于85%。
8.3质量管理措施
⑴严格执行国家和行业有关技术规程、规范及设计、监理颁发的技术要求。
⑵严格执行质量体系文件的有关规定。
⑶建立以项目部全权负责的质量保证体系和健全的质量监督机构。
施工班组设兼职质检员，项目部设质安科，专职质检员现场三班值班。
由专职质检员全面负责现场施工质量管理、检验及控制。
⑷严格控制特殊过程和关键工序的质量，确保施工全过程始终处于有效控制状态，以预防不合格品的产生。
⑸严格执行验收“三检制”。
在施工全过程，对各道生产工序及工序产品由班组初检，初检合格后由现场值班质检员复检，复检合格后由质安科会同监理工程师进行终检，签字认可方可转入下一道工序。
⑹针对本工程技术要求，开工前对有关的管理人员和操作工人进行专门培训和考核，不合格者不得上岗。
⑺建立严格的质量管理制度，实行质量目标管理，项目经理控制质量总目标的实现，将质量目标分解到各级质检机构，落实责任和权限。
⑻加强质量教育，强化质量意识，实行“质量奖惩制度”。
⑼本工程质量保证体系结构见图5。
项目经理
项目副经理、总工程师
质检科长
质检员
技术员
供水组
防渗墙施工组
浇筑组
勘探检查组
电电工组
制浆组
图5工程质量保证体系结构图
9.进度保证措施
9.1人员及时进场，进行施工临建的各种工作，确保主体工程按计划开工。
9.2利用在基础处理中丰富的施工经验，采用成熟的、科学的施工工艺，做到扬长避短，提高工效。
9.3加强现场管理，从施工组织和管理制度上保证主体工程的施工进度。
9.4组织具有丰富施工经验的高级工程技术人员和管理人员为基本成员的项目经理部，对工程进行统一的调度和安排。
9.5全面推行施工进度网络图优化管理，以合理而详细的网络调度图、形象进度图和进度累计曲线等技术资料，作为指导、控制施工进度的客观依据。
9.6人员、设备配置上留有余地，确保在各种影响施工的因素发生时，也能通过调整资源确保工期。
10.安全保证体系及措施
安全生产工作，就是为了消除生产中不安全、不卫生的因素，预防伤亡事故和职业病的发生。
10.1安全管理方针
以全体员工健康安全及相关方需求为导向，遵守法律法规、相关职业健康安全标准和上级有关规定，致力于控制危险源和防止事故伤害，保护劳动者及相关方的健康安全。
10.2安全管理目标
责任亡人事故为零，重大火灾事故为零；
重大设备损坏事故为零，不发生误操作事故；
主要责任在乙方的重大交通事故为零；
轻伤安全事故控制在1%以内。
10.3安全管理措施
⑴建立项目安全管理机构，制定并落实安全生产责任制，认真贯彻“安全第一、预防为主”的生产方针，创造人人懂安全、讲安全、保安全的施工环境。
⑵制定有效的安全措施，分别制定各生产区和生活区的安全规则，实行安全目标管理，并将目标分解落实到各个部门和生产机组。
⑶项目经理部设专职安全员，全面负责现场施工安全管理、检查和控制。
各生产机组和部门设兼职安全员，监督相关岗位的安全技术操作规程和岗位安全责任制的落实。
⑷坚持开展安全生产宣传教育活动，定期检查安全设施配置情况和安全目标的实现情况，兑现安全奖罚办法。
⑸各施工作业区，按有关法规、制度和规定配务必要的劳保用具、消防灭火器材、信号与标志、接地避雷、防触电装置和充足的照明措施。
⑹本工程拟建立的安全管理体系结构见图6。
项目副经理、项目总工
专职安全员
安全检查员
值班技术员
冲击钻机组
车班
生活区
项目经理
电工班
制浆组
供水组
修理组
浇筑组
图6安全管理体系结构图
11.文明施工
11.1对全体参建职工进行文明施工教育，创窗口达标和争市文明工地。
11.2现场设立宣传栏，宣传标语上墙，各种临时设施做到标准化，现场标志牌分类挂齐。
11.3工人实行挂牌上岗，施工中发现违章立即勒令其纠正，同时作出相应的罚款，外来人员、检查人员一律戴上安全帽，否则不得进场。
11.4现场材料分门别类堆放整齐、规则，井然有序，并保持整洁，施工后做好落手清工作。
11.5保持各类办公用房，生产用房的整洁、卫生，施工道路保持畅通整洁。
11.6加强对职工的法制宣传教育和管理，防止违纪、违法、打架斗殴、盗窃赌博等危害治安秩序的事件发生。
11.7食堂卫生要落实制度，厕所定人定时冲洗。
11.8工地成立文明施工管理领导小组，由项目经理亲自抓文明施工。
目录
第一章总论1
1.1项目名称及承办单位1
1.2编制依据及原则1
1.3主要建设内容2
1.4研究重点3
1.5研究结论3
1.6建议5
第二章项目背景与发展概况6
2.1企业简介6
2.2项目背景8
2.3项目的提出12
2.4项目建设的必要性13
2.5项目的发展概况15
第三章建设条件与厂址16
3.1厂址选择16
3.2自然条件17
3.3工程水文地质17
3.4社会经济18
第四章技术路线及方法19
4.1工程技术方案19
4.2污水处理工艺35
4.3污水处理效果38
第五章环境保护、安全卫生及消防40
5.1执行排放标准40
5.2主要污染物和主要污染源40
5.3治理措施41
5.4环境监测41
5.5环保投资42
5.6职业安全卫生42
5.7消防43
第六章节约能源45
6.1节能要求45
6.2设计原则45
6.3能耗状况和能耗指标分析45
6.4节能措施46
6.5节能管理47
第七章项目管理与劳动定员48
7.1企业组织48
7.2技术管理48
7.3运行管理49
7.4劳动定员49
7.5人员培训49
第八章项目实施进度建议50
8.1项目实施进度安排50
8.2项目实施进度计划51
第九章工程招标方案52
9.1总则52
9.2招标内容53
第十章投资估算与资金筹措54
10.1估算依据及说明54
10.2总投资55
10.3资金筹措55
第十一章经济评价56
11.1国民经济评价计算参数56
11.2国民经济费用和效益范围57
11.3国民经济评价费用57
11.4国民经济效益计算58
11.5经济评价结果59
11.6社会效益分析59
第十二章结论61
12.1结论61
12.2建议61
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