截渗工程施工技术细则.docx
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截渗工程施工技术细则
沂沭泗河洪水东调南下续建刘家道口枢纽
沂河大堤截渗工程施工技术细则
临沂市沂沭河洪水东调工程建设管理局
二00八年三月
沂沭泗河洪水东调南下续建刘家道口枢纽
沂河大堤截渗工程施工技术细则
前言…………………………………………………………………………2
第一章总则……………………………………………………………....3
第二章深层搅拌桩防渗墙………………………………………………5
第一节测量、放线及地质复勘…………………………………5
第二节设计及施工参数……………………………………….6
第三节机具和材料…………………………………………….7
第四节施工准备……………………………………………….9
第五节防渗墙施工…………………………………………….11
第六节施工质量控制………………………………………….17
第七节工程质量检测与验收………………………………….18
第八节附表…………………………………………………….21
第三章高压喷射灌浆防渗墙……………………………………………22
第一节墙体结构、设计与施工参数…………………………..22
第二节机具和设备……………………………………………..24
第三节施工准备………………………………………………..26
第四节浆液……………………………………………………..26
第五节钻孔……………………………………………………..27
第六节高喷灌浆………………………………………………..28
第七节工程质量检测和验收…………………………………..29
第八节附表……………………………………………………..30
第四章基岩帷幕灌浆…………………………………………………….31
第一节说明………………………………………………………31
第二节设计与施工参数…………………………………………31
第三节施工准备…………………………………………………32
第四节灌浆材料及设备…………………………………………32
第五节钻孔………………………………………………………33
第六节钻孔冲洗和压水试验……………………………………34
第七节制浆………………………………………………………37
第八节灌浆………………………………………………………37
第九节帷幕灌浆质量检查………………………………………39
第一十节工程验收…………………………………………………39
沂沭泗河洪水东调南下续建工程刘家道口枢纽
沂河大堤截渗施工技术细则
前言
沂河大堤截渗为刘家道口枢纽工程重要项目组成部分。
截渗范围:
勘探桩号左岸0+015~5+610为堤基截渗,其中1+490~1+857、2+028~2+225、3+625~3+755三段尚有基岩截渗,右岸0+600~3+550堤基截渗。
防渗墙顶高程61.3米,底部略嵌入基岩面,轴线设在沿堤内坡脚处滩地上。
地质勘探资料表明,堤基③-②层中砂、③层砾质粗砂、⑥层砾质粗砂为主要渗漏层,左右岸截渗范围内均有分布,高程一般在53~62.6米。
地下水位一般在55.45~58.12米左右。
截渗措施,堤基设计采用多头小直径深层搅拌桩防渗墙与高压喷射灌浆相结合的施工方案,左岸基岩漏水严重段采用帷幕灌浆措施。
因此,本施工技术细则由多头小直径深层搅拌桩、高压喷射灌浆、基岩帷幕灌浆三方面技术细则组成。
为统一技术要求,提高工程质量,力争优质工程,制定本细则作为施工操作、质量控制及施工质量检查、监督的依据。
本细则参照工程设计、冶金部《软土地基深层搅拌桩加固法技术规程》(YBJ225-91)、北京振冲江河截渗技术开发有限公司《多头小直径深层搅拌桩截渗技术》、合肥中铁基础工程有限公司《深层搅拌防渗墙的施工》、水利部《水工建筑物防渗工程高压喷射灌浆技术规范》、水利电力部《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SDJ210-83)、《水利水电工程施工合同技术条规》、刘保平等编《深层搅拌法的设计施工与应用》、东调工程《沭河回水段截渗工程技术细则》等资料编写。
第一章总则
第1.0.1条本细则适用于堤防及堤基的防渗处理工程,内容包括多头小直径深层搅拌桩防渗墙、高压喷射灌浆防渗墙、基岩灌浆防渗帷幕三个部分。
本细则未及内容,执行有关规范、规程的规定。
第1.0.2条施工单位必须按照已批准的设计文件施工。
施工前,施工单位应对设计文件、地质情况和施工条件等进行实地的了解和研究,制定施工措施和计划。
如发现设计与实际情况有出入,应书面报监理工程师,提请设计单位研究修改。
第1.0.3条施工单位必须建立健全质量保证体系,对项目经理、技术负责人、施工操作人员实行工程质量责任制,明确其各自的质量责任。
实行全体人员和施工全过程的全面质量管理、建立严格的质量检查制度,实行班组自检、施工队复检、质检专职机构终检的检查检测程序,要切实做好现场施工记录。
每一个单元工程完成后必须及时按“工程质量评定表”进行评定,经监理工程师审查签字后方可生效。
第1.0.4施工单位必须认真贯彻安全生产方针,制订安全操作规程和劳动保护措施,确保安全施工。
第1.0.5条施工单位要做到文明施工,保护环境,防止灰尘污染,对施工弃浆、弃渣等废料要及时清除,施工完毕清理现场,恢复原貌。
第1.0.6条施工单位对从事该项施工的工作人员必须进行技术培训。
未经技术培训和考核不合格的人员,不得从事重要工序的操作。
为了提高施工工艺水平,各单项工程完成后,应及时进行施工总结和有关专题总结。
第1.0.7条截渗工程系隐蔽工程,对其施工情况必须如实、准确地记录,并对资料及时进行整理分析,以便于指导工程的顺利进行,并为验收工作做好准备。
第1.0.8条施工单位要全面收集施工资料、认真整理完工验收资料,符合归档要求。
主要内容有:
工程竣工图、测量成果资料、地质复勘资料、各项试验资料、随机打印的记录资料、检测成果资料、各阶段验收资料、施工管理报告、监理要求提供的其他完工验收资料等。
第二章深层搅拌桩防渗墙
第一节测量、放线及地质复勘
第2.1.1条施工单位必须建立专业小组或指定专人负责施工测量、放线工作,并及时、准确的向监理部提供施工测量放线成果报告,工程完工后及时提交竣工测量成果资料。
第2.1.2条施工单位应对原基准点进行复核、校测,并补充不足或丢失的标志,对原控制精度不符合要求或妨碍施工的,应重新测设。
第2.1.3条基准点测量精度:
平面控制网等级采用四等,其最末级控制点相对于同级起点的点位中误差不大于±10mm。
高程控制网等级采用四等,其末级高程控制点相对于起点的点位中误差不大于±20mm。
第2.1.4条设高程控制桩,每200米设一个永久性水泥桩,尺寸100×100×800mm,桩头予埋Φ20钢筋头,用水泥砂浆埋于滩地适当处,并加强保护。
高程控制点埋设好后,沿截渗墙轴线测量地面高程,并绘制断面图,以便指导施工。
第2.1.5条地质复核,开工前施工单位应对设计单位提供的地质资料进行复核,以便进一步了解防渗体部位的地质构造,正确确定防渗墙底高程。
第2.1.6条要求在防渗墙轴线上每50米布设一个先导钻探孔,先导孔底应深入到设计墙底高程以下岩体内不少于1.0m(在需基岩帷幕灌浆地段,钻孔应深入岩面以下20m,并按相关规定做钻孔压水试验。
)钻孔应详细记录地层情况,保留好地层变化段的芯样,并绘制出钻孔地质柱状图和防渗墙体处的地质剖面图。
第2.1.7条先导钻孔资料要及时报监理工程师审定,以便及时确定墙体底高程,当墙体底高程被确定后,墙体底高程以下的钻孔段应用水泥粘土浆或粘土球进行封填。
第二节设计及施工参数
第2.2.1条多头小直径深层搅拌桩设计指标:
1、桩径选用22~30cm
2、桩与桩之间搭接长度不小于5cm,单元墙搭接长度大于10cm。
3、防渗体顶高程61.3m,防渗体嵌入基岩0.5m。
4、渗透系数:
≤1×106cm/s。
5、抗压强度:
≥0.5MPa。
6、渗透破坏比降:
≥200
7、成墙最小厚度:
≥15cm。
8、水泥掺入比:
≥12%。
9、变形模量:
80MPa。
第2.2.2多头小直径深层搅拌桩施工,应进行生产性试验,通过试验提出达到设计技术指标的施工参数。
防渗墙施工允许偏差如下:
1、墙体孔深允许偏差:
孔底防渗体为非岩体≤5cm,孔底防渗体为岩体时,允许偏差为0。
2、桩位偏差:
与设计桩位的偏差,放样误差≤±1cm,对位误差≤±1cm。
3、垂直度允许偏差≤0.3%。
4、钻头直径允许偏差:
钻头直径220~300mm,允许偏差±5mm。
5、防渗墙轴线偏差:
按堤内坡脚处滩地上已经确定的轴线为准,允许偏差±5cm。
6、防渗墙顶标高偏差:
应大于设计墙顶标高,(超高≤0.3m)。
7、水灰比偏差:
按确定的水灰比允许偏差±0.05。
8、供浆量偏差:
每米供浆量与已确定的需要量的差±5%。
第三节机具和材料
第2.3.1条根据本工程地质情况、防渗墙深度、厚度等要求,选用BJS型多头搅拌机型,三钻头小直径深层搅拌机,钻头直径200~450mm为宜。
BJS型深层搅拌机械技术参数见表2.3.1.
第2.3.2条深层搅拌机必须配置垂直调整仪、压力传感器和供浆量、桩深、时间等记录仪,并通过微机自动打印记录。
第2.3.3条搅拌制浆系统应有高压输浆管、三管浆泵、操作手柄、储浆罐、流量仪、搅拌罐、涡轮箱、输浆管、操作阀、单管浆泵、浆管等。
确保制浆、送浆满足生产要求。
第2.3.4条深层搅拌固化剂选用32.5级普通硅酸盐水泥。
水泥应新鲜无块,过4900孔筛,筛余量不大于5%,使用前应有质量鉴定报告单。
搅拌水泥浆液用水,水质应符合混凝土拌和用水标准。
第2.3.5条深层搅拌固化剂材料是否采用外加剂应根据地质情况确定。
,若遇某地层地质条件需要早强或缓凝,加外加剂有利于搅拌施工时,应经试验由监理工程师和技术负责人研究确定。
第2.3.6条施工单位应将所需施工机械设备及早运达施工现场,报监理工程师检验,不符合要求的机械设备不得用于施工。
固化剂材料,需浆材料质检报告送监理工程师审查确认后方可使用。
表2.3.1BJS型深层搅拌机械技术参数表
机型
BJS-15B
BJS-18B
搅拌装置
搅拌轴规格(MM)
114×114
120×120
搅拌轴数量(个)
3
3
搅拌叶片外径(MM)
200~400
200~450
搅拌轴转数(R/MIN)(正.反)
20、34、59、95
20、34、59、95
最大扭矩(KN.m)
21
25
电机功率(KW)
55
60
起吊设备
提升能力(KN)
115
155
提升高度(M)
17
20
升降速度(M/MIN)
0.32~1.55
0.32~1.55
接地压力(KPa)
40
40
制浆系统
制浆机容量(L)
300
300
储浆罐容量(L)
800
800
BW150灰浆泵量(L/MIN)
11~50
11~50
灰浆泵工作压力(KPa)
1000~2000
1000~2000
生产能力
加固一个单元墙长(M)
1.35
1.35
最大加固深度(M)
15
18
效率(M2/台班)
100~150
100~150
重量(T)
16.5
19.5
注:
钻杆间中心距为45cm。
第四节施工准备
第2.4.1条施工作业场地要平整、稳定。
清除地面地下障碍,当场地低洼时,应回填土料夯压密实,当地表过软时,应采取防止机械失稳的措施。
第2.4.2条现场施工用的临时设施,如供水、供电、道路、灰浆拌制工作棚、临时房屋、工作台以及材料仓库等应建设完备。
并开挖好排浆沟和集桨池,做好废浆处理和环境保护。
第2.4.3条施工前沿截渗墙轴线方向开挖一条深为0.3~0.5米、宽0.4米的导向沟,可清除浅层障碍,并利于搅拌桩机定位和场地清洁。
第2.4.4条机械安装和试运转应符合下列规定
(1)机具安装
a、主机组装就位
b、安设水泵
c、安装水泥浆液制备系统
d、水泥浆液供浆系统组装就位
e、供电系统组装就位
f、管线连接:
供电供水供浆分别用相应的管线连接,以形成整个深层搅拌系统能正常作业
(2)试运转
a、电网或自发电电压应保持在额定工作电压,电机工作电流不得超过额定值
b、输送浆液的管道和供水水路畅通
c、各种仪表应能正确显示,检测数据准确。
第2.4.5条生产性试验
1、开工前,施工单位应在工程地质条件具有代表性的地段进行生产性试验,一般选2-3个不同的施工技术参数(如水灰比、水泥掺入量、供浆量等),打3-4个单元墙,7天后进行开挖检测,选择最优的施工技术参数作为正式施工的技术参数,通过试验确定的施工工艺、施工技术参数、不同地层的供浆量以及试验成果需报监理工程师审查认可后方可指导施工。
2、水灰比的确定:
水泥浆水灰比的选择取决于现场土壤的含水量、土质性质、机械搅拌能力及输桨情况,水灰比的大小、对水泥掺入比及水泥土搅拌均匀程度起着至关重要的作用,通过试验墙的检测成果由施工单位报请监理工程师认定,一般施工中常选用1.2—1.8为宜。
3、水泥掺入量的确定:
根据水泥掺入比确定水泥掺入量(Q)。
当水泥掺入比(∂w)确定后,水泥掺入量按下式计算:
Q=∂ωrvωŵ
式中ŵ—-为一序桩单位墙体所需的水泥掺入量(t)
∂ω---水泥掺入比,根据我国的经验,粘性土中一般取8%~12%,砂性土中一般取10%~18%,本工程搅拌体土质以砂性土为主,可取15%进行试验。
r---被截渗(加固)体土体的容重(T/M3),r暂选1.6T/M3。
施工中应根据地层实测情况调整。
v---为一序桩单位墙体的体积(M3)。
若桩径300mm,三头搅拌机,则v=0.2121M3,Q=0.0509T。
4、供浆量的确定:
每平方米供浆量总重q=Q×(1+k)
式中q---一序单位墙体供浆总量
k---水灰比
Q---一序单位墙体水泥掺入量。
以桩径300mm,三头搅拌机二次成墙为例,供浆量计算结果如下:
水灰比
浆液比重
每序每米供浆量
Kg
L
1.2:
1
1.450
111.98
77.23
1.3:
1
1.417
117.07
82.62
1.4:
1
1.391
122.16
87.82
1.5:
1
1.372
127.25
92.75
1.6:
1
1.352
132.34
97.88
1.7:
1
1.335
137.43
102.94
1.8:
1
1.319
142.52
108.05
1.9:
1
1.305
147.61
111.11
表中每序每米供浆量为3根管的总供浆量,每根管的供浆量应为总量的1/3;若采用二喷四搅工艺施工,应将总供浆量按试验比例分成二次供浆量。
生产性试验中应根据选用的实际桩径、地层实测土体容重和水泥掺入比、水灰比等参数进行调整,经监理工程师确认后采用。
第五节防渗墙施工
第2.5.1条施工流程。
使多头小直径深层搅拌截渗桩机就位、调平;启动主机,通过主机的传动装置,带动主机上的多个并列的钻杆转动,钻头搅拌,并以一定的推动力把钻头向土层推进至设计深度;然后提升搅拌到孔口;在上述过程中,通过水泥浆泵将水泥浆由高压输浆管输进钻杆,经钻头喷入土体。
在钻进和提升的同时水泥浆和原土充分拌合。
桩机纵移就位调平,多次重复上述过程形成一道防渗墙。
第2.5.2条制浆
1、制浆材料水泥、水的质量应符合第2.3.4条的要求。
每批水泥必须有出厂合格证及试验报告单,水泥进场后,应堆放整齐,堆放高度不易超过10袋,并做好防雨、防潮措施。
并分批抽样复检(200t送检一组),未抽检的水泥严禁擅自使用。
2、水泥浆液的水灰比一般在1.2~1.8范围内选取,具体采用的水灰比应由现场生产性试验确定,并报监理工程师批准方可使用。
无论使用何种水灰比,均应保证桩体的水泥掺入比不小于通过生产性试验确定的量。
3、水泥浆液应随配随用,为防止水泥浆液发生离析,水泥浆液输送罐应设有搅拌装置,其转速不低于20转/分钟。
4、水泥浆液应严格过滤,在水泥制浆罐出口、水泥浆液输送罐的入口均必须设有过滤网。
5、配制的水泥浆液存放的有效时间,应符合下列规定:
(1)当环境气温在10℃以下时,不易超过5h。
(2)当环境气温在10℃以上时,不易超过3h。
(3)当浆液存放时间超过有效时间时,应按废浆处理。
(4)浆液存放时,应控制浆体温度在5~40℃范围内,如超出上述规定应考虑加温或降温措施。
第2.5.3条成墙施工方法
根据本工程实际情况选用BJS型三头桩机为宜,按设计要求桩的直径及桩深不大于15m,搅拌桩机成墙宜采用三次成墙法施工。
即首先完成A序三根桩的施工,然后完成B工序,最后完成C序。
A、B、C序完成后即完成一个单元墙的施工,单元墙长1.35m。
A、B、C之间距离:
BJS型深层搅拌桩机三轴间距为450mm,三次成墙A、B、C间距即150mm。
如果欲采用二次成墙施工,则先后完成A、B两序,便完成一个单元墙施工。
A、B间距为225mm,单元墙长1.35m,根据墙厚要求桩径宜≥300mm。
成墙施工顺序图如下:
第2.5.4条施工工艺要求
1、深层搅拌桩施工流程:
桩机就位→钻进喷浆到孔底→提升搅拌→重复喷射搅拌→重复提升复搅→成桩完毕。
2、根据本工程实际情况和以往同类工程施工经验,宜采用二喷四搅成桩法,即下钻喷浆搅拌,到达设计深度后喷浆搅拌10秒钟,然后反转点喷搅拌匀速提升,到达设计桩顶时,应停止提升,搅拌数秒钟,以保证桩头均匀密实。
再重复以上过程一次后即完成一序桩的施工。
在同一序桩中第一次下钻搅喷的喷浆量应大,占整根桩浆量的60%~80%,第二次下钻搅喷的喷浆量占整根桩浆量的20%~40%。
在完成一序桩的作业后,开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆,桩机移至另一桩位施工。
3、为确保搅拌墙体的强度和均匀性,施工中采用快搅慢进,即钻头快挡旋转搅拌,慢挡下钻或提升,下钻速度不大于0.5米/秒,提升速度小于0.94米/秒,严禁采用五档下钻或提升。
多头钻下钻、提升档位对应表
搅拌档位
一档
二档
三挡
四档
五档
转速(r/min)
10
16
29
46
72
下钻档位
下钻速度m/min
1档
0.04
0.06
0.11
0.17
0.26
2档
0.06
0.10
0.18
0.29
0.44
3档
0.11
0.18
0.32
0.50
0.77
4档
0.17
0.29
0.50
0.80
1.23
*5档
0.26
0.44
0.77
1.23
1.90
搅拌档位
一档
二档
三挡
四档
五档
转速(r/min)
11
19
34
55
85
提升档位
提升速度m/min
1档
0.04
0.07
0.12
0.20
0.31
2档
0.07
0.12
0.21
0.34
0.52
3档
0.12
0.21
0.37
0.59
0.91
4档
0.20
0.34
0.59
0.94
1.45
*5档
0.31
0.52
0.91
1.45
2.23
*为施工时不用的档位,只有在组装设备、提升或下放钻杆时用。
为了保护设备和保证施工质量,建议施工时用下列档位为好:
下钻时:
搅拌用四档,加压用三挡,每分钟下钻0.5米;
提升时:
搅拌、提升都用四档,每分钟提钻0.94米。
4、施工中供浆必须连续,若下钻时中断供浆,应将钻杆钻头下沉至停供点位置以上0.5米,若提升时中断供浆,应将钻杆钻头下落到停供点以下0.5米,待恢复供浆时再行施工。
因故停机超过半小时,应对输浆管道系统用清水冲洗后,再行施工,产生离析的水泥浆液禁止使用。
5、在施工过程中,水泥浆液的供浆量虽能满足设计要求,但钻头提升到顶部孔口时,而孔口未出现微微翻浆的现象,则必须加大供浆量,直至孔口微微翻浆。
6、在施工过程中,桩与桩的搭接间歇时间不应超过24小时,如因特殊原因超过上述时间,应对最后一根桩先进行空钻留出榫头以便与下一根桩搭接;如间歇时间过长,与后续桩无法搭接,则需进行墙体搭接处理,即新老墙体错位重叠搭接,搭接长度不小于0.5米,且墙于墙相切,并加大供浆压力和供浆速度。
工段或标段间墙体搭接也按此要求处理。
7、成桩过程中遇到地下埋设的涵洞、涵管、钢管、电缆等构筑物时,应调查和探明该构筑物尺寸及埋设高程,在其两端的搅拌桩完成后,采用高压喷射灌浆措施对该构筑物周边及上、下地层进行封闭处理形成防渗墙体。
在遇穿高压电架线段,在其非安全范围内,也采取高压喷射灌浆防渗墙体(参见第三章)
8、本设计要求多头小直径深层搅拌桩防渗体嵌入基岩不透水层0.5m,因采用的多头小直径深层搅拌机,目前尚无嵌入基岩的有效办法,在施工中可采取在基岩接触处增加喷浆量的办法,使水泥墙尽量加大同基岩胶结面积和胶结强度。
具体施工措施,施工单位书面提交监理工程师确认后方可施工。
第2.5.5条施工要点和注意事项
1、主机要严格调平。
施工前应核定主机上的水平测控装置,确保主机机架处于铅垂状态。
通过四个支腿油缸工作调平后,施工过程中要常观测是否有支腿下陷或油缸泄压等现象,应及时处理调平。
2、输桨应均匀,根据地层吃浆变化可适当调整输桨量,输桨量必须按前述要求有专门装置计量,输桨应有一定的压力,但不宜过大,一般输桨压力为0.3~1.0MPa。
3、提升和下降速度:
除按第2.5.4—3要求外,为保证不偏孔,开始入土钻进时不宜用高速钻进,一般钻进速度不应大于0.8m/min。
在遇土层较硬时,也不应用高速钻进,速度不大于0.6m/min。
提升或下降速度和输桨量应密切配合,速度快输桨量也应大,二者关系在现场根据水泥掺入量要求试验确定。
4、对位影响桩与桩之间的搭接尺寸,尤其要注意在施工中可能因振动造成整机滑移,带来桩位偏差,为减少累计误差,应每施工十个单元校核一次,以便及时调整。
5、防渗墙施工段一般较长,高程变化较大,要按实测轴线地面高程,计算出各施工段的施工深度,以利施工控制。
(一般50~100m分为一个施工段)。
6、输桨量和提升下降速度,二者是由两个操作手完成的,二者如何能协调配合好是关键,两操作手在操作时要有约定的信号,确保协调配合一致。
7、水灰比是一项重要施工参数,它不但对水泥掺入比和水泥土搅拌均匀程度有影响,由于多头小直径深层搅拌桩机输浆管管径小,浆液过稠容易堵管道,选择水灰比时要综合考虑。
第六节施工质量控制
第2.6.1条首先要按第1.03条建立健全质量保证体系,组建项目部,由项目经理、技术负责人、质检科、工程施工队等组成,项目经理对施工质量负总责,各其具体职责简述如下:
1、项目技术负责人:
指定质量体系和措施,督促质量保证体系的落实;确定合理施工参数,发现并解决施工中出现的质量问题等,合理安排工程计划,确保工程质量。
2、质检科质检员:
负责材料的验收、化验、试验,保证材料质量,复核施工放样,检查放样精度;检查原始记录,工序质量,发现问题及时纠正并上报。
3、施工队长:
组织落实质量计划措施、施工有关技术文件;提高施工人员技术素质,解决施工中设备问题,保证施工质量;及时向项目部汇报工程进度、质量等存在的问题和处理意见。
4、施工队质检员:
从项目部质检员处接收施工材料、负责组织保管工作;施工前放
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