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【摘 要】 水电站的截流及围堰施工,是水电工程施工的一个重要阶段,截流成功与否关系到工程建设的成败,不可小觑。本文将从江西贡江峡山水电站一期截流及围堰施工这两个方面系统的说明水电工程建设过程中需注意的一些问题。
【关键词】 水电站;水文地质条件;截流;围堰施工
一、概述
1.1工程概述
峡山水電站工程系贡江于都河段自上而下3个规划梯级中的第三个梯级,工程开发任务以发电为主,兼有航运等综合利用效益。坝址位于于都县罗坳镇峡山村,距于都县城约30km。水库正常蓄水位109.80m,相应库容9600×104m3,电站装机总容量36MW,工程等别Ⅲ等,水库为中型水库,电站为小(1)型电站。永久性主要建筑物如非溢流坝、泄水闸、厂房坝段等为3级建筑物,次要建筑物为4级建筑物,临时建筑物为5级建筑物。
1.2水文气象条件
贡水流域属亚热带季风湿润气候区,气候温和,降水充沛,四季分明,无霜期长。年平均降水量约为1507.5mm,最小年降水量为915.7mm,最大年降水量约为2309.9mm。降水量年内分配不均匀,汛期4~6月占全年降水量47.4%,枯水期10~2月占21.1%。流域平均气温19.7℃,极端最高气温为39.9℃,极端最低气温-4.5℃。
P=20%各时段洪峰流量表
时段 9月~次
年2月 9月~次
年3月 10月~次
年2月 11月~次
年3月
流量(m3/s) 2480 3380 1750 2870
不同频率月平均流量表
频率(P) 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月
5 435 707 1340 1570 1830 2380 1030 871 861 505 413 400
10 328 544 1020 1310 1520 1970 842 691 653 403 321 307
20 226 384 709 1040 1210 1550 650 512 450 300 231 216
33.3 157 269 488 821 968 1230 503 382 307 223 167 150
80 62.5 85.9 149 340 496 559 214 168 92.0 83.9 69.9 47.4
不同频率年最大洪峰流量表
频率(%) 5 10 20
设计洪峰流量(m3/s) 8690 7520 6270
坝址水位流量关系成果表
水位(m) 101.97 102 103 104 105 106
流量(m3/s) 23.0 29.6 249 624 1130 1730
水位(m) 107 108 109 110 111 112
流量(m3/s) 2460 3190 4000 4890 5870 6900
水位(m) 113 114 115 116 117 118
流量(m3/s) 8090 9430 10800 12100 13650 15100
1.3工程地质条件
工程区位于低山丘陵剥蚀地貌,坝址上游河谷两岸山体较雄厚、陡峻,无低矮垭口通向库外。区内河道沉积有3~8m厚的中粗砂及砂卵砾石层,局部厚达10~12m。河岸边坡未见大规模的滑坡、泥石流等不良物理地质现象。
二、导流规划
2.1导流方式
本枢纽工程采用分期导流方式,共分两期导流。一期围堰主要围护右岸厂房、右侧8.5孔泄水闸基坑,利用左侧束窄后河床导流,围堰填筑料主要为厂区及进场路开挖的混合料及土料场的纯粘土料。
2.2导流标准及要求
本工程等别为Ⅲ等工程,根据(DL/T5114—2000)《水电水利工程施工导流设计导则》,相应临时建筑物为5级,其导流标准洪水重现期为10~5年(土石围堰),本工程采用5年一遇洪水重现期标准。导流时段自2010年11月至2011年3月。采用枯水期围堰型式,一期围堰主要围护右岸厂房、右侧8.5孔泄水闸基坑,利用左岸河床进行导流,导流标准为5年一遇11月~次年3月时段的洪峰流量2870m3/s。
三、施工期导截流
3.1一期围堰截流设计
(一)截流时间
根据招标文件提供的水文气象资料,结合围堰施工的程序分析确定,一期围堰计划截流时间为2010年9月28日~10月31日;
(二)截流标准
按照招标文件技术条款规定的导流程序和导流标准,一期围堰计划于2010年9月底开始进占,10月底截流,根据(DL/T5114—2000)《水电水利工程施工导流设计导则》规定,截流标准采用采用10月5年一遇月平均流量,相应设计流量Q=300m3/s。
(三)截流水力计算
(1)截流流量标准与水力条件
一期围堰进占截流时段为2010年9月底~2010年10月。10月份5年一遇月平均流量为300m3/s,根据内插法计算,相应坝轴线部位河床水位103.14m,河床底部最深处高程为101.15m,最大水深为1.99m。束窄河床后河床宽约96m。
(2)水力计算
一期截流河床束窄度较大,达到69%,河床水力计算可近似为明渠均匀流计算。
①正常水深计算
一期截流通过目前均匀流正常水深计算公式,迭代2次后,可得正常水深为2.05m,则截流后束窄河床段水位为103.55m。 根据计算结果,一期围堰截流戗堤高程初步定为104.05m高程,二期围堰截流戗堤高程初步定为104.43m高程。
②流速计算
V=Q/S
V——流速(m/s);
Q——流量(m3/s)
S——过水断面(m2)
根据以上公式可得:
一期截流后束窄河床流速为:V=Q/S=300/(96×2.05)=1.52m/s;
(3)截流料选择
根据以上计算可知,一期截流进占时段,水流速度均较小,不需要准备截流特殊材料。
3.2一期围堰设计
本工程等别为Ⅲ等工程,根据(DL/T5114—2000)《水电水利工程施工导流设计导则》,相应临时建筑物为5级。
一期围堰为枯水期围堰,导流标准为5年一遇11月~次年3月时段的洪峰流量2870m3/s,相应的坝址区水位为107.56m。
(一)一期围堰设计
(1)一期上下游横向围堰设计
根据导流标准水位流量关系成果表,利用差值法计算可得当洪水流量2870m3/s时水位高程约为107.56m,根据设计规范中围堰的安全超高及束窄河床后水位壅高等因素,确定一期上游横向围堰堰顶高程为110.26m,一期下游横向围堰堰顶高程为108.06m。
一期上游围堰为粘土芯墙土石混合料碾压填筑围堰,戗堤与堰体结合。堰顶高程为110.26m,轴线长281.46m,设计为枯水期挡水围堰,迎水面坡比为1.2.0,背水面坡比为1.1.5,最大堰高8.76m,堰顶宽4.0m;围堰采用单戗堤进占,戗堤顶高程为104.05m,上、下游坡比均为1.1.5,顶宽9.0m,戗堤轴线布置在上游横向围堰轴线上游,戗堤的防渗结构为高压摆喷防渗墙,防渗墙顶高为103.65m,堰基覆盖层厚5.8m~8.6m,设计高喷墙深入河床基岩0.5m,初拟布设一排,孔距1.3m。
一期下游围堰为粘土芯墙土石混合料碾压填筑围堰,戗堤与堰体结合。堰顶高程为108.06m,轴线长197.82m,设计为枯水期挡水围堰,迎水面坡比为1.2.0,背水面坡比为1.1.5,最大堰高6.56m,堰顶宽4.0m;围堰采用单戗堤进占,戗堤顶高程为103.67m,上、下游坡比均为1.1.5,顶宽7.0m,戗堤轴线布置在下游横向围堰轴线下游,戗堤的防渗结构为高压摆喷防渗墙,防渗墙顶高为103.65m,堰基覆盖层厚3.7m~4.5m,设计高噴墙深入河床基岩0.5m,初拟布设一排,孔距1.3m。
(2)一期纵向围堰设计
根据导流标准及水位流量关系成果表,利用差值法计算可得当洪水流量2870m3/s时水位高程约为107.56m,根据设计规范中围堰的安全超高及束窄河床后水位壅高等因素,确定一期纵向围堰堰顶高程上游为110.26m,下游为108.06m。
一期纵向围堰为粘土芯墙土石混合料碾压填筑围堰,戗堤与堰体结合。上游堰顶高程为110.26m,下游堰顶高程为105.06m,轴线长473.54m,设计为枯水期挡水围堰,迎水面坡比为1.2.0,背水面坡比为1.1.5,最大堰高8.76m,堰顶宽4.0m;围堰采用单戗堤进占,上游戗堤顶高程为104.05m,下游戗堤顶高程为103.67m,戗堤上、下游坡比均为1.1.5,上游顶宽9.0m,下游顶宽7.0m,戗堤轴线布置在一期纵向横向围堰轴线右侧,戗堤的防渗结构为高压摆喷防渗墙,防渗墙顶高程为103.65m,堰基覆盖层厚5.8m~8.6m,设计高喷墙深入河床基岩0.5m,初拟布设一排,孔距1.3m。考虑到施工期通航以及填筑纵向围堰时砂土料流失,在纵向围堰填筑时,外坡脚利用大块石预先填筑一道块石围堰,围堰顶高程与截流戗堤顶高程一致,顶宽2m,坡比均为1:1。围堰迎水面采用1m厚块石护坡,上游纵向围堰护坡顶高程为109.86m,下游为107.66m。
3.3一期围堰的主要设计工程量
一期上、下游围堰的主要工程量见下表:
一期土石围堰主要设计工程量表
序号 项目名称 单位 工程量
上游围堰 下游围堰 合计
1 中粗砂层开挖 m3 11752 9185 20937
3 土石方(开挖料)填筑 m3 58292.54 29720.18 88012.72
4 粘土围堰填筑 m3 38655.99 17588.87 56244.86
5 抛石护坡 m3 3475.98 2622.386 6098.366
6 高压摆喷 m 2762.5 1806 4568.5
3.4施工布置
(一)水、电布置
施工用水:围堰工程主要用水为围堰填筑及高喷灌浆用水,用水量约为5520t,计划不采用右岸供水系统进行供水,拟在高喷制浆站部位附近设置一个6m3的铁皮水箱,就近采用1″泵从河中抽取,即可满足施工要求。
施工用电:施工照明用电、高喷灌浆、抽排水用电,按照分期施工时最大用电耗电量考虑,分别从右岸设置的2台箱式变压器(1台800KVA,一台400KVA)低压端分别接电缆一期上、下游横向围堰右堰头配电柜,施工过程中直接从就近的配电盘接线分引至各工作面。
(二)施工道路
围堰填筑道路如附图以所示主要有5条临时道路,5条临时道路均通过进场公路相互连通,具体如下:
一期围堰施工临时道路
序号 道路名称 起点—终点 长度(m) 路面宽(m) 施工时段 备注
1 DL1 进场路→上游围堰→基坑 185 6 2010.11-2011.03
2 DL2 厂区→下游围堰→基坑 222 6 2010.11-2011.03 3 DL3 进场路→上游堰头→弃渣场 88 6 2010.11-2012.02
4 DL4 进场路→弃渣场 151 6 2010.12-2012.02
5 DL5 土料场→进场路 86 6 2010.09-2010.11
(1)一期上游横向围堰:
混合料:厂区及进场路开挖区→开挖临时施工道路→进场路→通过DL3/DL3→填筑现场。
粘土料:E取土区→通过DL5→进场路→通过DL3/DL3→填筑现场。
(2)一期下游围堰:
混合料:厂区及进场路开挖区→开挖临时施工道路→DL2→填筑现场。
粘土料:E取土区→通过DL5→进场路→厂区开挖形成的临时道路通过→DL2→填筑现场。
(三)料源及渣场
土石混合料:一期围堰截流前期土石混合料主要来自进场路及厂区开挖料渣,高喷防渗完成后填筑部分自基坑开挖后直接上堰。
粘土料:粘土料主要分来自业主提供的E取土区,该取土区面积17700㎡,当平均取料厚度达到3.5m时可满足需求。
块石料:由于本工程工区内缺乏石料,在围堰施工时尽量利用开挖石料,一期围堰施工用块石料来自坝肩开挖与基坑开挖料,不足部分取自进场路旁山体块石。
一期围堰填筑料平衡计算见下表:
序号 开挖项目 开挖方量 填筑项目 填筑方量 差值
1 厂区开挖 13.7万方 一期土石围堰堰体 9.5万方 4.2万方
2 E取土料场 5.7万方 一期土石围堰心墙 5.7万方 0
厂区开挖经测量估算约为13.7万方,其中一期土石围堰需土石混合料及块石料约为11万方(按1.2的损耗计算),厂区开挖石渣能满足一期围堰混合料及块石料需求;E取土区面积为1.77万㎡,粘土料储量约为10万方,可满足围堰6万粘土的需求。
3.5一期土石围堰施工
(一)土石围堰施工程序
土石围堰施工程序:施工准备→围堰截流→防渗平台填筑、迎水面块石护坡→高压摆喷防渗墙施工→粘土防渗墙填筑、迎水面块石护坡。
(二)截流施工
根据截流设计,截流时段流速均不大,一期土石围堰不需要准备截流用特殊材料,考虑到施工工期及施工工序,本工程一期上下游围堰截流时先填筑截流戗堤,随后按照围堰体型填筑粘土心墙与戗堤的加宽培厚,形成围堰防渗施工平台。
一期围堰截流戗堤高程初步定为104.05m高程。
截流时采用单戗堤单向进占,考虑到高压摆喷施工,戗堤进占时土料先行10m。
(三)土石围堰施工
土石围堰施工主要包括:土石料防渗平台填筑、高压摆喷防渗墙施工、土石堰体填筑及迎水面护坡。
(1)防渗平台土石料填筑
戗堤高程以下部分填筑采用土石混合料,分为水上部分填筑和水下部分填筑两部分。水下部分填筑采用倾填的施工方式,采用CAT330反铲和ZL50装载机挖装,20t自卸汽车运抵堤面抛填,TY220推土机推平碾压。
(2)高压摆喷防渗墙施工
围堰防渗平台填筑完成后,进行高压摆喷防渗墙施工,其具体施工方法见下节。
(3)水上部分堰体填筑
水上部分堰体填筑指防渗墙施工平台以上部分填筑。水上部分填筑自下而上分层碾压,土石料采用基坑开挖料直接上堰,由右岸向左岸串联式卸料,TY220推土机推平、摊铺,铺料厚度为50cm,大面用SD-150D自行式振动碾碾压,碾压遍数根据现场密实度试验确定,现初定为3~5遍,边角部位采用BW-75S手扶式振动碾碾压。
水上部分每填筑3m层厚,内外侧坡面按设计坡比用反铲进行初次修坡,修坡完成后,进行下填筑层填筑,直至达到设计高程。
(4)粘土心墙填筑
粘土填筑前用反铲进行防渗槽开挖,并将将块石进行清理,避免产生砾石集中而形成土体架空的现象。心墙铺料厚度拟定为30cm,心墙土料的压实设备采用凸块振动碾,激振力大于300kN,碾压遍数暂定为4遍。压实干密度符合设计要求。铺料应及时,宜采用定点测量方式,严格控制铺土厚度,不得超厚。心墙的每一填土层按规定参数施工完毕,并经监理人检查合格后才能继续铺筑上一层。在继续铺筑上层新土之前,有必要时应对表土层进行含水量调整的处理.以免形成土层间结合不良的现象。压实土体严禁出现漏压虚土层、干松土、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象。监理人检查认为不合格时,必须返工挖出不合格料,并运出指定弃渣场。心墙本身铺土面应尽量平起,以免造成过多的接缝,若由于施工需要进行分区填筑时.其横向接缝坡度不得陡于1:3,在接合的坡面上.应配合填筑的上升速度,将表面松土铲除至已压实合格的土层为止,坡面经刨毛处理,并使含水量控制在规定的范围内,然后再继续铺填新土进行压实。杜绝在心墙设留纵缝。为保持填筑料正常的填筑含水量,土料填筑日降雨量大于5mm时,停止填筑。当风力或日照较强时,按监理人的指示,在填筑面上进行洒水润湿,以保持合适的含水量。
(5)迎水面块石防护
迎水面块石护坡跟随堰体填筑进行,在堰体填筑出水后,采用CAT330反铲修坡,接着进行迎水面块石防护,水面下块石防护采用20t自卸汽车倾填,CAT330反铲刮平修坡。水上部分块石防护,在砂石堰体每填筑3m层厚时,外侧坡面按设计坡比用反铲进行修坡,修坡完成后,采用20t自卸汽车拉运块石至堰面卸料,TY220推土机推料倾填,CAT330反铲刮平、夯实、修坡,局部部位人工配合修平。护面跟随填筑层填筑,直至达到围堰设计高程。
3.6高压摆喷灌浆施工
(一)工程概述
高压摆喷灌浆施工部位为一期上下游横向围堰、一期纵向围堰。高压摆喷防渗墙初拟设计为墙厚0.3m,孔间距1.3m,防滲墙深入基岩0.5m。一期围堰高喷灌浆工程量为4568.5m。 (二)施工布置
(1)风、水、电管线布置
高喷用水拟在高喷制浆站部位附近设置一个6m3的铁皮水箱,就近采用1″泵从河中抽取;施工用电本着就近原则,从就近布置的变压器低压端直接引接线柱至工作面即;施工用风采用移动式空压机供风。
(2)集中制浆站
高压摆喷灌浆浆液采取分散制浆的方法,在工作面附近根据实际情况选择适当位置,布设临时制浆系统,冬季施工采取相应的保温措施进行浆液保温,确保灌浆浆液温度符合技术要求。
(3)排水、排污
高压摆喷灌浆工程施工排水、排污采取集中处理后抽排的方法。
(四)施工设备
①钻孔机械:钻孔采用XP-30高喷钻机。
②高喷钻机:选用XP-30型,集钻孔、旋定摆提升装置、卷扬机和平台车于一体,结构紧凑,摆动、提升均为无级变速,速度调节范围大、可控性好,操作简单,体积小,搬迁方便。
此台车上组装高频震动锤,频率800Hz,冲击功5.3kN,可有效解决杂填土砂类土层中埋管、夹管等事故,具有极大的优越性,且可直接用于振冲钻进,钻孔效率高,施工速度快。
该机主要技术参数为:提升速度范围0~30cm/min,摆动速度范围0~120°/s,单绳最大提升重量1.5t,自重6t。
③高压灌浆泵:选用GYB-100高压泥浆泵,运行状态好,压力平稳。额定压力40.0MPa,最大排量100L/min。
④高速搅拌机ZJ-400型高速搅拌机,搅拌轴转速800r/min。最大制浆能力10~15m3/h,浆液拌合均匀。
⑤空压机:选用3m3油动空压机,压力1.0MPa。
(五)高压摆喷灌浆
(1)一般要求
①堰顶平整、稳固,对低洼和松散区域进行回填和夯实。
②在施工前按施工实际要求进行施工设备试运行检查。
③施工场地全面规划,防止浆液浪费和污染环境。
(2)高压摆喷灌浆总体施工程序。
场地平整→摆喷试验→I序孔施工→II序孔施工→防渗墙验收
(3)单孔钻喷施工程序
根据施工图纸要求,进行场地平整→测量放控制点→确定高喷孔孔位(按I序孔和II序孔)→钻机就位、钻孔→验收(主要是孔深、孔距等)→对喷管、灌浆泵、空压机、高喷机等设备进行检查、试喷→将喷管下入孔内→开喷→喷灌结束后及时对孔口进行回填浓水泥浆液。
(4)施工顺序
高压摆喷灌浆钻喷施工分两序进行,先施工Ⅰ序孔、后施工Ⅱ序孔。相邻孔喷射灌浆间隔时间一般不小于24h。
(5)施工方法
①墙体结构形式
高压喷射灌浆防渗墙采用二重管法高压摆喷形式,墙体具体参数根据图纸要求进行。
②钻喷设备的配置
为保证高压摆喷防渗墙在计划工期内完成,每天必须保证完成喷射90m,现钻机提升速度按5~8cm/min计算,一台钻机工作时间每天按16小时计算,须配备4台高喷钻机,高压灌浆泵4台,3m3空压机2台。
③钻孔、灌浆
a.造孔:钻孔采用高喷钻机造孔,要求钻孔深入弱风化岩体,其孔位中心允许误差不得大于5cm,成孔偏斜率应不大于1.5%。
b.钻孔验收:严格按照“三检一验”制度进行验收。
c.高喷方法:采用二重管高压摆喷的喷射方法。
高压摆喷的喷射参数暂定如下,但最终在现场试验后具体确定。(见下表)
高压摆喷的喷射参数表
项目 二管法
气 压力(MPa) 0.6~0.8
流量(L/min) 800~1200
气嘴数量(个) 2
环状间隙(mm) 1.0~1.5
浆 压力(MPa) 25~40
流量(L/min) 70~100
密度(g/cm3) 1.37~1.5
漿嘴数量(个) 2
浆嘴直径(mm) 2.0~3.2
回浆密度(g/cm3) ≥1.3
提升速度
v(cm/min) 粉土层 10~20
砂土层 10~25
砾石层 8~15
卵(碎)石层 5~10
摆喷 摆速(次/min) (0.8~1.0)v
摆角(°) 粉、砂土层 15~30
砾、卵(碎)石层 30~90
d.主要工序控制
地面试喷:钻孔验收合格,高喷钻机就位后,为直观检查高压系统的完好情况及各参数是否满足设计要求,首先进行地面试喷。
e.开喷:试喷满足要求后,将喷管下至指定深度,经监理工程师验收后,即可拌制水泥浆液,开始供浆、供水、供风进行静喷,待各项压力参数和流量参数达到设计要求,且孔口返出浆液时,即可按既定的提升速度进行喷射灌浆。
④浆液
A、浆液材料
a.水泥:高压喷射浆液采用普通硅酸盐水泥,水泥标号为32.5级;若需要可在32.5级普通硅酸盐水泥中外掺高效扩散剂。
b.水:高压喷射浆液拌合用水水质满足JGJ63-2006第3.1条的规程规定。
c.掺合料:为减缓水泥浆液沉淀速度,在水泥浆液中按要求添加掺和料。
d.外加剂:各种外加剂的质量应符合GB50119-2003的有关规定,其掺量应通过室内试验和现场试验确定。
B、制浆
制浆材料称量采用重量法,其误差小于规定值。 使用高速搅拌机拌制水泥浆,拌制时间一般不小于30s。
浆液存放时间:当环境气温10℃以下时,不超过5h;当环境气温10℃以上时,不超过3h;当浆液存放时间超过有效时间时,按监理人指示,降低标号使用或按废浆处理。
浆液要过筛后使用,并定时检测密度。
⑤主要技术措施
a.风、浆均应连续输送,水泥浆液的高压喷射作业不得停喷或中断。
b.二重管机具试运转时的空压机风压保持0.7MPa,并与泵压保持20±2MPa,浆液射流同轴喷射。
c.水泥浆液应进行严格的过滤,防止喷嘴在喷射作业时堵塞。
d.按监理人指示定期测试水泥浆液密度,浆液水灰比1:1和1.5:1时,其相应浆液密度分别为1.5g/cm3和1.37g/cm3,当施工时浆液密度超出上述指标时,立即停止喷注,并调整至上述正常范围后,方可继续喷射。
e.因故停喷后重新恢复施工前,将喷头下放30cm,采取重叠搭接喷射处理后,方可继续向上提升及喷射注浆,并记录中断浓度和时间。停机超过3h时,对浆体输浆管路进行清洁后方可继续施工。
f.施工过程中,经常检查泥浆(水)泵的压力、浆液流量、空压机的风压和风量、钻机转速、提升速度及耗浆量。当冒浆超过注浆量20%或完全不冒浆时,按DL/T5200-2004中的有关规定及时进行处理。
g.施工过程中根据监理工程师的指示采集冒浆试样,每种主要地层冒浆试件不少于6组。
h.喷灌浆结束后,利用孔口回浆或水泥浆液对以完成的孔及时回灌,直至浆液不再下降为止;在黏土层或淤泥层高喷时不允许将冒浆回灌。
i.施工中如实记录高喷灌浆的各种参数,浆液材料用量,异常现象及处理情况等。
(六)质量检查和验收
(1)高压喷射灌浆作业前,进行的项目质量检查和验收。
①桩位的现场放样成果;
②材料试验成果;
③浆液配合比试验成果;
④钻孔偏斜率。
(2)高压喷射灌浆过程中进行的项目质量检查和验收。
①喷射管插入深度;
②现场高压喷射灌浆试验结果;
③高压喷射作业的工艺检验;
④冒浆试件的试验成果。
(3)高压喷射灌浆结束后,按施工图纸规定和监理工程师的指示要求进行以下项目的质量检验和验收。
①高压喷射灌浆桩(孔)的平面位置;
②高压喷射灌浆防渗墙的墙体垂直度、连续性、均匀性和搭接程度;
③高压喷射灌浆固结体的强度、透水性以及溶蚀和耐久性能检查,根据设计图纸的要求和监理工程师的指示选用开挖检查、钻孔取芯、动测桩法、标准贯入试验、荷载试验、钻孔压(注)水试验等方法,并符合DL/T5200-2004中的规定。
(4)高压喷射灌浆防渗墙的完工验收
①防渗墙全部完工后,按规定向监理工程师申请完工验收,并按规定提交资料;
②最终防渗能力达到要求。
3.7围堰拆除
按自上而下、分层拆除的顺序,拆除整个堰体,分层高度3~6m。分层拆除时采用从一期纵向围堰中间分别向上下游围堰堰头逐步退挖的方式,采用4台CAT325L长臂反铲(最大挖掘深度7.75m)挖装,20t自卸汽车运输,水上部分直接用来进行填筑工程,水下部分不能利用的渣料运至右岸弃渣场。
四、组织机构、设备及劳动力计划
4.1围堰施工组织机构
4.2施工强度计算
(一)机械生产率
(1)自卸汽车的台班产量。其通用公式如下:…①
其中:P——台班产量,m3/台班;
Kt——时间利用系数,可取K=0.58~0.77;
V——每车装料容积,m3,块石和石渣按松方计;
t——一次工作循环时间,min,t=t1+t2+t3,t1和t2分别为装料与卸料时间;t3为车辆运行时间;根据以往诸多经验可取t1=4.5min,t2=3.5min、
L——单程运距,km;
V——行车速度,km/h。
则:
则总时间:t=t1+t2+t3=4.5+3.5+4.8=12.8min
台班
(2)挖掘机生产率也按通用公式(3)计算,只是K得取值范围为0.7~0.75;
根据整个一期围堰施工最大强度5200m3/天,主要的挖运设备需配置3台液压反铲、10台20T自卸车、1台装载机、1台推土机。
4.3一期围堰施工主要施工机械配置
施工机械配置表
序号 机械名称 型号 数量 制造厂名 备注
1 装载机 ZL50 1 美國卡特
2 反铲 CAT330 2 美国卡特
3 反铲 CAT320 2 美国卡特
4 长臂反铲 CAT325L 2 美国卡特
5 自卸汽车 20t 10 青岛
6 推土机 TY220 1 山推
7 振动碾(凸块) 13.5t 2 山推
8 高喷钻机 XP-30 4 无锡
9 输浆泵 HBW200/40 2 衡阳
10 高压灌浆泵 GYB-100 4 泰安
11 离心水泵 300S12 4 新购
12 污水泵 100WQ100 4 新购
13 潜水泵 150JQ-50/7 4 新购
14 载重汽车 8t 1 一汽
15 水泵 8″ 8
16 水泵 12″ 4
4.4一期围堰施工劳动力计划表
施工导截流劳动力计划表
工种
人数 管理
人员 重机工 司机 灌浆工 电工 抽水工 其他 合计 备注
2010年 3季度 6 12 30 0 4 0 12 64
4季度 4 12 30 48 4 6 18 122
4.5一期围堰施工主要材料计划表
主要材料计划表
序号 项目 单位 需用量
1 土石料 万m3 9.5
2 粘土料 m3 6.0
3 水泥P.O42.5(袋装) 万t 0.14
4 水 万m3 0.6
5 电 万Kwh 17.3
五、资料参考
根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ-87)(中国水利出版社);
《水电水利工程施工导流设计导则》(DL/T5114—2000)。
【关键词】 水电站;水文地质条件;截流;围堰施工
一、概述
1.1工程概述
峡山水電站工程系贡江于都河段自上而下3个规划梯级中的第三个梯级,工程开发任务以发电为主,兼有航运等综合利用效益。坝址位于于都县罗坳镇峡山村,距于都县城约30km。水库正常蓄水位109.80m,相应库容9600×104m3,电站装机总容量36MW,工程等别Ⅲ等,水库为中型水库,电站为小(1)型电站。永久性主要建筑物如非溢流坝、泄水闸、厂房坝段等为3级建筑物,次要建筑物为4级建筑物,临时建筑物为5级建筑物。
1.2水文气象条件
贡水流域属亚热带季风湿润气候区,气候温和,降水充沛,四季分明,无霜期长。年平均降水量约为1507.5mm,最小年降水量为915.7mm,最大年降水量约为2309.9mm。降水量年内分配不均匀,汛期4~6月占全年降水量47.4%,枯水期10~2月占21.1%。流域平均气温19.7℃,极端最高气温为39.9℃,极端最低气温-4.5℃。
P=20%各时段洪峰流量表
时段 9月~次
年2月 9月~次
年3月 10月~次
年2月 11月~次
年3月
流量(m3/s) 2480 3380 1750 2870
不同频率月平均流量表
频率(P) 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月
5 435 707 1340 1570 1830 2380 1030 871 861 505 413 400
10 328 544 1020 1310 1520 1970 842 691 653 403 321 307
20 226 384 709 1040 1210 1550 650 512 450 300 231 216
33.3 157 269 488 821 968 1230 503 382 307 223 167 150
80 62.5 85.9 149 340 496 559 214 168 92.0 83.9 69.9 47.4
不同频率年最大洪峰流量表
频率(%) 5 10 20
设计洪峰流量(m3/s) 8690 7520 6270
坝址水位流量关系成果表
水位(m) 101.97 102 103 104 105 106
流量(m3/s) 23.0 29.6 249 624 1130 1730
水位(m) 107 108 109 110 111 112
流量(m3/s) 2460 3190 4000 4890 5870 6900
水位(m) 113 114 115 116 117 118
流量(m3/s) 8090 9430 10800 12100 13650 15100
1.3工程地质条件
工程区位于低山丘陵剥蚀地貌,坝址上游河谷两岸山体较雄厚、陡峻,无低矮垭口通向库外。区内河道沉积有3~8m厚的中粗砂及砂卵砾石层,局部厚达10~12m。河岸边坡未见大规模的滑坡、泥石流等不良物理地质现象。
二、导流规划
2.1导流方式
本枢纽工程采用分期导流方式,共分两期导流。一期围堰主要围护右岸厂房、右侧8.5孔泄水闸基坑,利用左侧束窄后河床导流,围堰填筑料主要为厂区及进场路开挖的混合料及土料场的纯粘土料。
2.2导流标准及要求
本工程等别为Ⅲ等工程,根据(DL/T5114—2000)《水电水利工程施工导流设计导则》,相应临时建筑物为5级,其导流标准洪水重现期为10~5年(土石围堰),本工程采用5年一遇洪水重现期标准。导流时段自2010年11月至2011年3月。采用枯水期围堰型式,一期围堰主要围护右岸厂房、右侧8.5孔泄水闸基坑,利用左岸河床进行导流,导流标准为5年一遇11月~次年3月时段的洪峰流量2870m3/s。
三、施工期导截流
3.1一期围堰截流设计
(一)截流时间
根据招标文件提供的水文气象资料,结合围堰施工的程序分析确定,一期围堰计划截流时间为2010年9月28日~10月31日;
(二)截流标准
按照招标文件技术条款规定的导流程序和导流标准,一期围堰计划于2010年9月底开始进占,10月底截流,根据(DL/T5114—2000)《水电水利工程施工导流设计导则》规定,截流标准采用采用10月5年一遇月平均流量,相应设计流量Q=300m3/s。
(三)截流水力计算
(1)截流流量标准与水力条件
一期围堰进占截流时段为2010年9月底~2010年10月。10月份5年一遇月平均流量为300m3/s,根据内插法计算,相应坝轴线部位河床水位103.14m,河床底部最深处高程为101.15m,最大水深为1.99m。束窄河床后河床宽约96m。
(2)水力计算
一期截流河床束窄度较大,达到69%,河床水力计算可近似为明渠均匀流计算。
①正常水深计算
一期截流通过目前均匀流正常水深计算公式,迭代2次后,可得正常水深为2.05m,则截流后束窄河床段水位为103.55m。 根据计算结果,一期围堰截流戗堤高程初步定为104.05m高程,二期围堰截流戗堤高程初步定为104.43m高程。
②流速计算
V=Q/S
V——流速(m/s);
Q——流量(m3/s)
S——过水断面(m2)
根据以上公式可得:
一期截流后束窄河床流速为:V=Q/S=300/(96×2.05)=1.52m/s;
(3)截流料选择
根据以上计算可知,一期截流进占时段,水流速度均较小,不需要准备截流特殊材料。
3.2一期围堰设计
本工程等别为Ⅲ等工程,根据(DL/T5114—2000)《水电水利工程施工导流设计导则》,相应临时建筑物为5级。
一期围堰为枯水期围堰,导流标准为5年一遇11月~次年3月时段的洪峰流量2870m3/s,相应的坝址区水位为107.56m。
(一)一期围堰设计
(1)一期上下游横向围堰设计
根据导流标准水位流量关系成果表,利用差值法计算可得当洪水流量2870m3/s时水位高程约为107.56m,根据设计规范中围堰的安全超高及束窄河床后水位壅高等因素,确定一期上游横向围堰堰顶高程为110.26m,一期下游横向围堰堰顶高程为108.06m。
一期上游围堰为粘土芯墙土石混合料碾压填筑围堰,戗堤与堰体结合。堰顶高程为110.26m,轴线长281.46m,设计为枯水期挡水围堰,迎水面坡比为1.2.0,背水面坡比为1.1.5,最大堰高8.76m,堰顶宽4.0m;围堰采用单戗堤进占,戗堤顶高程为104.05m,上、下游坡比均为1.1.5,顶宽9.0m,戗堤轴线布置在上游横向围堰轴线上游,戗堤的防渗结构为高压摆喷防渗墙,防渗墙顶高为103.65m,堰基覆盖层厚5.8m~8.6m,设计高喷墙深入河床基岩0.5m,初拟布设一排,孔距1.3m。
一期下游围堰为粘土芯墙土石混合料碾压填筑围堰,戗堤与堰体结合。堰顶高程为108.06m,轴线长197.82m,设计为枯水期挡水围堰,迎水面坡比为1.2.0,背水面坡比为1.1.5,最大堰高6.56m,堰顶宽4.0m;围堰采用单戗堤进占,戗堤顶高程为103.67m,上、下游坡比均为1.1.5,顶宽7.0m,戗堤轴线布置在下游横向围堰轴线下游,戗堤的防渗结构为高压摆喷防渗墙,防渗墙顶高为103.65m,堰基覆盖层厚3.7m~4.5m,设计高噴墙深入河床基岩0.5m,初拟布设一排,孔距1.3m。
(2)一期纵向围堰设计
根据导流标准及水位流量关系成果表,利用差值法计算可得当洪水流量2870m3/s时水位高程约为107.56m,根据设计规范中围堰的安全超高及束窄河床后水位壅高等因素,确定一期纵向围堰堰顶高程上游为110.26m,下游为108.06m。
一期纵向围堰为粘土芯墙土石混合料碾压填筑围堰,戗堤与堰体结合。上游堰顶高程为110.26m,下游堰顶高程为105.06m,轴线长473.54m,设计为枯水期挡水围堰,迎水面坡比为1.2.0,背水面坡比为1.1.5,最大堰高8.76m,堰顶宽4.0m;围堰采用单戗堤进占,上游戗堤顶高程为104.05m,下游戗堤顶高程为103.67m,戗堤上、下游坡比均为1.1.5,上游顶宽9.0m,下游顶宽7.0m,戗堤轴线布置在一期纵向横向围堰轴线右侧,戗堤的防渗结构为高压摆喷防渗墙,防渗墙顶高程为103.65m,堰基覆盖层厚5.8m~8.6m,设计高喷墙深入河床基岩0.5m,初拟布设一排,孔距1.3m。考虑到施工期通航以及填筑纵向围堰时砂土料流失,在纵向围堰填筑时,外坡脚利用大块石预先填筑一道块石围堰,围堰顶高程与截流戗堤顶高程一致,顶宽2m,坡比均为1:1。围堰迎水面采用1m厚块石护坡,上游纵向围堰护坡顶高程为109.86m,下游为107.66m。
3.3一期围堰的主要设计工程量
一期上、下游围堰的主要工程量见下表:
一期土石围堰主要设计工程量表
序号 项目名称 单位 工程量
上游围堰 下游围堰 合计
1 中粗砂层开挖 m3 11752 9185 20937
3 土石方(开挖料)填筑 m3 58292.54 29720.18 88012.72
4 粘土围堰填筑 m3 38655.99 17588.87 56244.86
5 抛石护坡 m3 3475.98 2622.386 6098.366
6 高压摆喷 m 2762.5 1806 4568.5
3.4施工布置
(一)水、电布置
施工用水:围堰工程主要用水为围堰填筑及高喷灌浆用水,用水量约为5520t,计划不采用右岸供水系统进行供水,拟在高喷制浆站部位附近设置一个6m3的铁皮水箱,就近采用1″泵从河中抽取,即可满足施工要求。
施工用电:施工照明用电、高喷灌浆、抽排水用电,按照分期施工时最大用电耗电量考虑,分别从右岸设置的2台箱式变压器(1台800KVA,一台400KVA)低压端分别接电缆一期上、下游横向围堰右堰头配电柜,施工过程中直接从就近的配电盘接线分引至各工作面。
(二)施工道路
围堰填筑道路如附图以所示主要有5条临时道路,5条临时道路均通过进场公路相互连通,具体如下:
一期围堰施工临时道路
序号 道路名称 起点—终点 长度(m) 路面宽(m) 施工时段 备注
1 DL1 进场路→上游围堰→基坑 185 6 2010.11-2011.03
2 DL2 厂区→下游围堰→基坑 222 6 2010.11-2011.03 3 DL3 进场路→上游堰头→弃渣场 88 6 2010.11-2012.02
4 DL4 进场路→弃渣场 151 6 2010.12-2012.02
5 DL5 土料场→进场路 86 6 2010.09-2010.11
(1)一期上游横向围堰:
混合料:厂区及进场路开挖区→开挖临时施工道路→进场路→通过DL3/DL3→填筑现场。
粘土料:E取土区→通过DL5→进场路→通过DL3/DL3→填筑现场。
(2)一期下游围堰:
混合料:厂区及进场路开挖区→开挖临时施工道路→DL2→填筑现场。
粘土料:E取土区→通过DL5→进场路→厂区开挖形成的临时道路通过→DL2→填筑现场。
(三)料源及渣场
土石混合料:一期围堰截流前期土石混合料主要来自进场路及厂区开挖料渣,高喷防渗完成后填筑部分自基坑开挖后直接上堰。
粘土料:粘土料主要分来自业主提供的E取土区,该取土区面积17700㎡,当平均取料厚度达到3.5m时可满足需求。
块石料:由于本工程工区内缺乏石料,在围堰施工时尽量利用开挖石料,一期围堰施工用块石料来自坝肩开挖与基坑开挖料,不足部分取自进场路旁山体块石。
一期围堰填筑料平衡计算见下表:
序号 开挖项目 开挖方量 填筑项目 填筑方量 差值
1 厂区开挖 13.7万方 一期土石围堰堰体 9.5万方 4.2万方
2 E取土料场 5.7万方 一期土石围堰心墙 5.7万方 0
厂区开挖经测量估算约为13.7万方,其中一期土石围堰需土石混合料及块石料约为11万方(按1.2的损耗计算),厂区开挖石渣能满足一期围堰混合料及块石料需求;E取土区面积为1.77万㎡,粘土料储量约为10万方,可满足围堰6万粘土的需求。
3.5一期土石围堰施工
(一)土石围堰施工程序
土石围堰施工程序:施工准备→围堰截流→防渗平台填筑、迎水面块石护坡→高压摆喷防渗墙施工→粘土防渗墙填筑、迎水面块石护坡。
(二)截流施工
根据截流设计,截流时段流速均不大,一期土石围堰不需要准备截流用特殊材料,考虑到施工工期及施工工序,本工程一期上下游围堰截流时先填筑截流戗堤,随后按照围堰体型填筑粘土心墙与戗堤的加宽培厚,形成围堰防渗施工平台。
一期围堰截流戗堤高程初步定为104.05m高程。
截流时采用单戗堤单向进占,考虑到高压摆喷施工,戗堤进占时土料先行10m。
(三)土石围堰施工
土石围堰施工主要包括:土石料防渗平台填筑、高压摆喷防渗墙施工、土石堰体填筑及迎水面护坡。
(1)防渗平台土石料填筑
戗堤高程以下部分填筑采用土石混合料,分为水上部分填筑和水下部分填筑两部分。水下部分填筑采用倾填的施工方式,采用CAT330反铲和ZL50装载机挖装,20t自卸汽车运抵堤面抛填,TY220推土机推平碾压。
(2)高压摆喷防渗墙施工
围堰防渗平台填筑完成后,进行高压摆喷防渗墙施工,其具体施工方法见下节。
(3)水上部分堰体填筑
水上部分堰体填筑指防渗墙施工平台以上部分填筑。水上部分填筑自下而上分层碾压,土石料采用基坑开挖料直接上堰,由右岸向左岸串联式卸料,TY220推土机推平、摊铺,铺料厚度为50cm,大面用SD-150D自行式振动碾碾压,碾压遍数根据现场密实度试验确定,现初定为3~5遍,边角部位采用BW-75S手扶式振动碾碾压。
水上部分每填筑3m层厚,内外侧坡面按设计坡比用反铲进行初次修坡,修坡完成后,进行下填筑层填筑,直至达到设计高程。
(4)粘土心墙填筑
粘土填筑前用反铲进行防渗槽开挖,并将将块石进行清理,避免产生砾石集中而形成土体架空的现象。心墙铺料厚度拟定为30cm,心墙土料的压实设备采用凸块振动碾,激振力大于300kN,碾压遍数暂定为4遍。压实干密度符合设计要求。铺料应及时,宜采用定点测量方式,严格控制铺土厚度,不得超厚。心墙的每一填土层按规定参数施工完毕,并经监理人检查合格后才能继续铺筑上一层。在继续铺筑上层新土之前,有必要时应对表土层进行含水量调整的处理.以免形成土层间结合不良的现象。压实土体严禁出现漏压虚土层、干松土、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象。监理人检查认为不合格时,必须返工挖出不合格料,并运出指定弃渣场。心墙本身铺土面应尽量平起,以免造成过多的接缝,若由于施工需要进行分区填筑时.其横向接缝坡度不得陡于1:3,在接合的坡面上.应配合填筑的上升速度,将表面松土铲除至已压实合格的土层为止,坡面经刨毛处理,并使含水量控制在规定的范围内,然后再继续铺填新土进行压实。杜绝在心墙设留纵缝。为保持填筑料正常的填筑含水量,土料填筑日降雨量大于5mm时,停止填筑。当风力或日照较强时,按监理人的指示,在填筑面上进行洒水润湿,以保持合适的含水量。
(5)迎水面块石防护
迎水面块石护坡跟随堰体填筑进行,在堰体填筑出水后,采用CAT330反铲修坡,接着进行迎水面块石防护,水面下块石防护采用20t自卸汽车倾填,CAT330反铲刮平修坡。水上部分块石防护,在砂石堰体每填筑3m层厚时,外侧坡面按设计坡比用反铲进行修坡,修坡完成后,采用20t自卸汽车拉运块石至堰面卸料,TY220推土机推料倾填,CAT330反铲刮平、夯实、修坡,局部部位人工配合修平。护面跟随填筑层填筑,直至达到围堰设计高程。
3.6高压摆喷灌浆施工
(一)工程概述
高压摆喷灌浆施工部位为一期上下游横向围堰、一期纵向围堰。高压摆喷防渗墙初拟设计为墙厚0.3m,孔间距1.3m,防滲墙深入基岩0.5m。一期围堰高喷灌浆工程量为4568.5m。 (二)施工布置
(1)风、水、电管线布置
高喷用水拟在高喷制浆站部位附近设置一个6m3的铁皮水箱,就近采用1″泵从河中抽取;施工用电本着就近原则,从就近布置的变压器低压端直接引接线柱至工作面即;施工用风采用移动式空压机供风。
(2)集中制浆站
高压摆喷灌浆浆液采取分散制浆的方法,在工作面附近根据实际情况选择适当位置,布设临时制浆系统,冬季施工采取相应的保温措施进行浆液保温,确保灌浆浆液温度符合技术要求。
(3)排水、排污
高压摆喷灌浆工程施工排水、排污采取集中处理后抽排的方法。
(四)施工设备
①钻孔机械:钻孔采用XP-30高喷钻机。
②高喷钻机:选用XP-30型,集钻孔、旋定摆提升装置、卷扬机和平台车于一体,结构紧凑,摆动、提升均为无级变速,速度调节范围大、可控性好,操作简单,体积小,搬迁方便。
此台车上组装高频震动锤,频率800Hz,冲击功5.3kN,可有效解决杂填土砂类土层中埋管、夹管等事故,具有极大的优越性,且可直接用于振冲钻进,钻孔效率高,施工速度快。
该机主要技术参数为:提升速度范围0~30cm/min,摆动速度范围0~120°/s,单绳最大提升重量1.5t,自重6t。
③高压灌浆泵:选用GYB-100高压泥浆泵,运行状态好,压力平稳。额定压力40.0MPa,最大排量100L/min。
④高速搅拌机ZJ-400型高速搅拌机,搅拌轴转速800r/min。最大制浆能力10~15m3/h,浆液拌合均匀。
⑤空压机:选用3m3油动空压机,压力1.0MPa。
(五)高压摆喷灌浆
(1)一般要求
①堰顶平整、稳固,对低洼和松散区域进行回填和夯实。
②在施工前按施工实际要求进行施工设备试运行检查。
③施工场地全面规划,防止浆液浪费和污染环境。
(2)高压摆喷灌浆总体施工程序。
场地平整→摆喷试验→I序孔施工→II序孔施工→防渗墙验收
(3)单孔钻喷施工程序
根据施工图纸要求,进行场地平整→测量放控制点→确定高喷孔孔位(按I序孔和II序孔)→钻机就位、钻孔→验收(主要是孔深、孔距等)→对喷管、灌浆泵、空压机、高喷机等设备进行检查、试喷→将喷管下入孔内→开喷→喷灌结束后及时对孔口进行回填浓水泥浆液。
(4)施工顺序
高压摆喷灌浆钻喷施工分两序进行,先施工Ⅰ序孔、后施工Ⅱ序孔。相邻孔喷射灌浆间隔时间一般不小于24h。
(5)施工方法
①墙体结构形式
高压喷射灌浆防渗墙采用二重管法高压摆喷形式,墙体具体参数根据图纸要求进行。
②钻喷设备的配置
为保证高压摆喷防渗墙在计划工期内完成,每天必须保证完成喷射90m,现钻机提升速度按5~8cm/min计算,一台钻机工作时间每天按16小时计算,须配备4台高喷钻机,高压灌浆泵4台,3m3空压机2台。
③钻孔、灌浆
a.造孔:钻孔采用高喷钻机造孔,要求钻孔深入弱风化岩体,其孔位中心允许误差不得大于5cm,成孔偏斜率应不大于1.5%。
b.钻孔验收:严格按照“三检一验”制度进行验收。
c.高喷方法:采用二重管高压摆喷的喷射方法。
高压摆喷的喷射参数暂定如下,但最终在现场试验后具体确定。(见下表)
高压摆喷的喷射参数表
项目 二管法
气 压力(MPa) 0.6~0.8
流量(L/min) 800~1200
气嘴数量(个) 2
环状间隙(mm) 1.0~1.5
浆 压力(MPa) 25~40
流量(L/min) 70~100
密度(g/cm3) 1.37~1.5
漿嘴数量(个) 2
浆嘴直径(mm) 2.0~3.2
回浆密度(g/cm3) ≥1.3
提升速度
v(cm/min) 粉土层 10~20
砂土层 10~25
砾石层 8~15
卵(碎)石层 5~10
摆喷 摆速(次/min) (0.8~1.0)v
摆角(°) 粉、砂土层 15~30
砾、卵(碎)石层 30~90
d.主要工序控制
地面试喷:钻孔验收合格,高喷钻机就位后,为直观检查高压系统的完好情况及各参数是否满足设计要求,首先进行地面试喷。
e.开喷:试喷满足要求后,将喷管下至指定深度,经监理工程师验收后,即可拌制水泥浆液,开始供浆、供水、供风进行静喷,待各项压力参数和流量参数达到设计要求,且孔口返出浆液时,即可按既定的提升速度进行喷射灌浆。
④浆液
A、浆液材料
a.水泥:高压喷射浆液采用普通硅酸盐水泥,水泥标号为32.5级;若需要可在32.5级普通硅酸盐水泥中外掺高效扩散剂。
b.水:高压喷射浆液拌合用水水质满足JGJ63-2006第3.1条的规程规定。
c.掺合料:为减缓水泥浆液沉淀速度,在水泥浆液中按要求添加掺和料。
d.外加剂:各种外加剂的质量应符合GB50119-2003的有关规定,其掺量应通过室内试验和现场试验确定。
B、制浆
制浆材料称量采用重量法,其误差小于规定值。 使用高速搅拌机拌制水泥浆,拌制时间一般不小于30s。
浆液存放时间:当环境气温10℃以下时,不超过5h;当环境气温10℃以上时,不超过3h;当浆液存放时间超过有效时间时,按监理人指示,降低标号使用或按废浆处理。
浆液要过筛后使用,并定时检测密度。
⑤主要技术措施
a.风、浆均应连续输送,水泥浆液的高压喷射作业不得停喷或中断。
b.二重管机具试运转时的空压机风压保持0.7MPa,并与泵压保持20±2MPa,浆液射流同轴喷射。
c.水泥浆液应进行严格的过滤,防止喷嘴在喷射作业时堵塞。
d.按监理人指示定期测试水泥浆液密度,浆液水灰比1:1和1.5:1时,其相应浆液密度分别为1.5g/cm3和1.37g/cm3,当施工时浆液密度超出上述指标时,立即停止喷注,并调整至上述正常范围后,方可继续喷射。
e.因故停喷后重新恢复施工前,将喷头下放30cm,采取重叠搭接喷射处理后,方可继续向上提升及喷射注浆,并记录中断浓度和时间。停机超过3h时,对浆体输浆管路进行清洁后方可继续施工。
f.施工过程中,经常检查泥浆(水)泵的压力、浆液流量、空压机的风压和风量、钻机转速、提升速度及耗浆量。当冒浆超过注浆量20%或完全不冒浆时,按DL/T5200-2004中的有关规定及时进行处理。
g.施工过程中根据监理工程师的指示采集冒浆试样,每种主要地层冒浆试件不少于6组。
h.喷灌浆结束后,利用孔口回浆或水泥浆液对以完成的孔及时回灌,直至浆液不再下降为止;在黏土层或淤泥层高喷时不允许将冒浆回灌。
i.施工中如实记录高喷灌浆的各种参数,浆液材料用量,异常现象及处理情况等。
(六)质量检查和验收
(1)高压喷射灌浆作业前,进行的项目质量检查和验收。
①桩位的现场放样成果;
②材料试验成果;
③浆液配合比试验成果;
④钻孔偏斜率。
(2)高压喷射灌浆过程中进行的项目质量检查和验收。
①喷射管插入深度;
②现场高压喷射灌浆试验结果;
③高压喷射作业的工艺检验;
④冒浆试件的试验成果。
(3)高压喷射灌浆结束后,按施工图纸规定和监理工程师的指示要求进行以下项目的质量检验和验收。
①高压喷射灌浆桩(孔)的平面位置;
②高压喷射灌浆防渗墙的墙体垂直度、连续性、均匀性和搭接程度;
③高压喷射灌浆固结体的强度、透水性以及溶蚀和耐久性能检查,根据设计图纸的要求和监理工程师的指示选用开挖检查、钻孔取芯、动测桩法、标准贯入试验、荷载试验、钻孔压(注)水试验等方法,并符合DL/T5200-2004中的规定。
(4)高压喷射灌浆防渗墙的完工验收
①防渗墙全部完工后,按规定向监理工程师申请完工验收,并按规定提交资料;
②最终防渗能力达到要求。
3.7围堰拆除
按自上而下、分层拆除的顺序,拆除整个堰体,分层高度3~6m。分层拆除时采用从一期纵向围堰中间分别向上下游围堰堰头逐步退挖的方式,采用4台CAT325L长臂反铲(最大挖掘深度7.75m)挖装,20t自卸汽车运输,水上部分直接用来进行填筑工程,水下部分不能利用的渣料运至右岸弃渣场。
四、组织机构、设备及劳动力计划
4.1围堰施工组织机构
4.2施工强度计算
(一)机械生产率
(1)自卸汽车的台班产量。其通用公式如下:…①
其中:P——台班产量,m3/台班;
Kt——时间利用系数,可取K=0.58~0.77;
V——每车装料容积,m3,块石和石渣按松方计;
t——一次工作循环时间,min,t=t1+t2+t3,t1和t2分别为装料与卸料时间;t3为车辆运行时间;根据以往诸多经验可取t1=4.5min,t2=3.5min、
L——单程运距,km;
V——行车速度,km/h。
则:
则总时间:t=t1+t2+t3=4.5+3.5+4.8=12.8min
台班
(2)挖掘机生产率也按通用公式(3)计算,只是K得取值范围为0.7~0.75;
根据整个一期围堰施工最大强度5200m3/天,主要的挖运设备需配置3台液压反铲、10台20T自卸车、1台装载机、1台推土机。
4.3一期围堰施工主要施工机械配置
施工机械配置表
序号 机械名称 型号 数量 制造厂名 备注
1 装载机 ZL50 1 美國卡特
2 反铲 CAT330 2 美国卡特
3 反铲 CAT320 2 美国卡特
4 长臂反铲 CAT325L 2 美国卡特
5 自卸汽车 20t 10 青岛
6 推土机 TY220 1 山推
7 振动碾(凸块) 13.5t 2 山推
8 高喷钻机 XP-30 4 无锡
9 输浆泵 HBW200/40 2 衡阳
10 高压灌浆泵 GYB-100 4 泰安
11 离心水泵 300S12 4 新购
12 污水泵 100WQ100 4 新购
13 潜水泵 150JQ-50/7 4 新购
14 载重汽车 8t 1 一汽
15 水泵 8″ 8
16 水泵 12″ 4
4.4一期围堰施工劳动力计划表
施工导截流劳动力计划表
工种
人数 管理
人员 重机工 司机 灌浆工 电工 抽水工 其他 合计 备注
2010年 3季度 6 12 30 0 4 0 12 64
4季度 4 12 30 48 4 6 18 122
4.5一期围堰施工主要材料计划表
主要材料计划表
序号 项目 单位 需用量
1 土石料 万m3 9.5
2 粘土料 m3 6.0
3 水泥P.O42.5(袋装) 万t 0.14
4 水 万m3 0.6
5 电 万Kwh 17.3
五、资料参考
根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ-87)(中国水利出版社);
《水电水利工程施工导流设计导则》(DL/T5114—2000)。