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1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2批准：审查：编写：31.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。42.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。53.2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-0580028001.0～0.3540,45,50150553.4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。6（图1砼防渗墙施工工艺流程图）（图2槽段划分示意图）图4施工场地平整导向槽修建水、电、泥浆池制安基岩鉴定刷洗砼接头冲击钻造孔劈孔清孔换浆、槽孔验收下浇筑导管浇筑砼砼拌和、运输结束，转下一个槽孔Ⅱ期槽Ⅰ期槽混凝土浇筑槽孔造孔生产临建5.2m二期槽孔5.2m一期槽孔主孔接头孔副孔73.4.4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Na2CO3CMC用量（㎏）1005～80～0.30～0.1（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＜1.130～90≤20≤159.5～12－施工中＜1.2530～90≤50≤67～12－3.4.5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。8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%。9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。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、右岸岩石坡比较大接头孔5.2m一期槽孔5.2m二期槽孔副孔接头孔10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。11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m22500墙体检查及场地清理项25.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t32.5级普通硅酸盐水泥1230粘土m32500膨润土t200稻草㎏500钢筋t5.775枕木20cm×20cmm325.75钢轨mQ=43㎏/m535.66.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SANTANA20001生活、物资用东风车台5t/8t1/112机械名称单位型号数量备注自卸车台20t4冲击钻机台（CZ－05）8电焊机台30KVA4挖掘机台CAT320