塑性防渗墙生产性试验方案Word下载.docx

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①液压抓斗成槽设备、工艺及成槽工效试验；

②泥浆性能及清孔效果试验；

③接头施工方法、浇筑施工工艺试验；

2.2试验时间及部位

试验段拟于2015年8月15日开工，施工桩号6+050～6+071，施工轴线长为21m，共划分3个槽段，每个槽段长7m。

2.2施工临建及施工现场布置

导墙临建及施工现场布置见图1。

3.3施工设备

施工设备采用SG40A液压抓斗，抓斗最大张开宽度为2.8m，斗体厚度40cm的设备进行施工。

固壁泥浆配合比和拌制工艺试验在现场制浆池进行，配置2台专用的旋流制浆泵制浆。

3.4试验资料的收集、整理

防渗墙生产性试验安排专职资料员收集试验资料，资料整理按试验的内容与目的和资料整理的规范化格式进行。

2.4防渗墙施工

2.4.1槽段划分及成槽方法

根据斗体张开长度约2.8m，Ⅰ期槽段长度划分为7m，Ⅱ期槽段长度为7m，Ⅰ、Ⅱ期槽段由抓斗三抓直接成槽，墙段连接采用接头管法进行连接，即清孔合格后下设接头管，在混凝土未初凝时（6～8小时）开始微动接头管，待混凝土初凝后开始起拔接头管形成接头孔。

其防渗墙槽段划分见下图。

防渗墙“纯抓法”槽段划分图

2.4.2槽段深度

防渗墙底部插入坝基相对不透水层⑧层壤土1.5m，深约40m。

2.4.3固壁泥浆

（1）泥浆配合比

新制泥浆配合比（1.0m3）

材料用量（Kg）

水

膨润土

碱

其他外加剂

1000

100

3.0

适量

（2）泥浆质量控制标准

新制泥浆、重复使用泥浆及清孔换浆后泥浆质量控制标准

性能指标

阶段

试验方法

新制泥浆

重复使用泥浆

清孔后泥浆

比重（g／cm）

1.03-1.08

＜1.15

泥浆测试仪

粘度（s）

35-55

32-70

32-50

含砂量（%）

0.5-1.5

15

＜6

（3）泥浆输送及回收

泥浆输送采用泥浆泵4寸管输送到各个工作槽段，对于浇筑时的泥浆采用泥浆泵直接抽回至回浆池，通过沉淀后进入泥浆池循环使用。

2.4.4清孔换浆

清孔采用“抓斗捞取法”，即直接用抓斗捞取槽孔内的淤积和大量沉渣，直至满足设计要求10cm，泥浆三项指标：

比重：

≤1.15g／cm3，粘度：

18-25s，含砂量：

≤6%。

接头孔刷洗标准：

接头刷子上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。

2.4.5墙体材料

（1）混凝土配合

①水泥：

淄博鲁中P·

S·

A32.5矿渣水泥；

②膨润土：

采用山东潍坊膨润土，粘粒含量不小于55%，塑性指数不小于60；

③砂：

寿光中砂,细度模数2.68～3.0，含泥量不大于1%；

④石子：

青州5～25mm,粒径5～25mm，含泥量不大于1%；

⑤外加剂：

滨州美亚建材MY-1高效减水剂

混凝土配合比单位Kg／m3

材料名称

水泥

砂子

小石5～25mm

外加剂

用量

145

195

150

770

866

2.60

（2）混凝土拌制及运输

混凝土为自拌混凝土，由混凝土罐车直接运送至槽口。

2.4.6槽孔混凝土浇筑

（1）采用泥浆下直升导管法浇筑，导管开浇顺序为自低处至高处，逐管开浇。

导管距孔底15～25cm，采用压球满管法开浇。

（2）浇筑导管距槽孔端头不大于1.5m，混凝土导管间距不大于5.0m。

当槽底高差大于25cm时，导管应布置在其控制范围的最低处。

（3）浇筑时严格控制槽内混凝土面高差和导管埋深，以防混浆和夹泥。

各导管保持均匀进料，槽孔内混凝土面高差不大于0.5m,导管埋深宜为1～6m，当混凝土面上升较快时导管埋深不宜超过8.0m。

（4）浇筑过程中每间隔30min测一次槽内混凝土面，测点设置在两导管间及槽孔两端头。

在开浇和终浇阶段增加测量混凝土上升面次数。

（5）槽内混凝土面平均上升速度不小于2m/h.

2.4.7成槽质量检查

（1）槽孔检查：

主要检查孔深、孔宽、孔斜率。

孔深：

测绳测量法；

孔宽：

直接测量成槽斗体的厚度；

孔斜率：

利用抓斗斗体作为重锤直接在孔口量测，然后计算。

（2）清孔验收：

主要包括孔底淤积、泥浆三项指标。

孔底淤积：

两次测量法；

泥浆三项指标：

泥浆检测仪检测。

4.施工布置

4.1塑性混凝土拌合站

塑性混凝土拌合站采用3×

120拌合楼，按照实验室签发并经监理同意的配合比通知单进行。

4.2泥浆系统

泥浆系统由制浆槽、新浆池、回浆池组成，充分考虑泥浆的输送及泥浆的循环，泥浆站储浆能力按最大成槽体积2～3倍考虑。

泥浆站配置2～3台泥浆泵同时向各供浆点供浆，每槽段配置一台砂浆泵回收。

泥浆回收后进入回浆池，将回浆中的砂土分离、减轻泥浆比重，再汇入泥浆池。

回浆池内的沉渣集中回收至废浆池后，再采用罐车外运。

供浆主管采用Φ4寸管，每100m左右设一个分流口，采用Φ2寸管接入槽内。

4.3施工道路

施工道路沿导向槽两侧平行布置，一侧为液压抓斗行走平台，由推土机整平并碾压致密后直接作为路面，路面宽约7m；

另一侧布置混凝土运输及汽车吊专用道路，采用建筑砖渣结构，厚度控制在30cm～50cm，路面宽约8m。

4.4导向槽

导向槽在抓斗成槽过程中起着导向的重要作用，又是防止液压抓斗等设备在运行过程中产生侧向压力造成槽孔孔口坍塌的重要保护措施。

墙体结构还需满足拔管机底座对基础的承载力要求。

导墙结构采用“L”形，按设计及施工经验，导墙高度1.2m，导墙宽度0.2m，导墙净空间距0.44m。

导向槽采用C15钢筋混凝土结构，见附图。

图1导向槽剖面图

5液压抓斗成槽施工方法

5.1施工工艺流程

液压抓斗成槽开挖工艺流程见图2

5.2槽段划分

本试验段采用“抓取法”成槽工艺，均划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段，Ⅰ、Ⅱ序槽段开挖长度按7m控制。

5.3槽孔测量放样

根据设计所提供的控制点，采用GPS及水准仪现场布置控制网并复核。

用坐标法沿防渗墙轴线方向每10m左右定出轴线点，并打入标桩，防渗墙轴线转折处加密布点，放样误差控制在5mm范围内。

在距轴线中心约2.0m的安全地带设置“十”字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。

防渗墙轴线测量放样时，填写“施工测量放样记录表”；

导向槽立模完成后，要对桩位进行复测和验收，满足要求后，浇筑导向槽混凝土，导向槽浇筑完成后，测定导向槽顶部高程，填写“施工测量复测记录表”和“施工测量放样报验单”，报送监理工程师验收、签字。

图2液压抓斗成槽开挖工艺流程

5.4导向槽施工

导向槽采用“L”形钢筋混凝土浇筑而成，其轴线宽度比设计防渗墙宽度大4cm。

为防止导向槽在施工中变形，在回填槽段会抓斗成槽施工时，相邻两侧的槽段采用木桩下入导向槽内进行限位，防止导向槽在两侧土体压力的作用下导向槽墙体倾斜。

导向槽顶部高出施工水位或地下水位不小于2.0m，且高出地面不小于5cm；

导向槽坐落在较坚硬密实的土层中，导向槽墙体高度控制在1.2m左右。

导向槽采取立模现浇浇筑钢筋混凝土，两侧导墙浇筑完成后净空尺寸按大于防渗墙厚度4～5cm控制。

导向槽轴线中心与设计防渗墙轴线中心允许偏差为+15mm。

5.5液压抓斗就位

液压抓斗行走至施工槽段部位后，调整机身、提起抓斗使之保持垂直，并将抓斗顺槽中心线对准导向槽轴线。

对位后，启动液压抓斗，将抓斗上下活动，检查机身是否平稳。

抓斗顺槽中心线与设计槽位轴线偏差不得大于2cm。

5.8泥浆管理

在挖槽过程中，泥浆与土、地下水接触，会混入一些土渣和电解质离子等，使泥浆受到污染而性质恶化。

为确保泥浆的护壁效果和成槽质量，对每批制作的新浆和槽段中被置换后的泥浆进行测试，并按泥浆性能指标进行控制。

严重被水泥浸泡污染的泥浆（PH＞10）即作废浆处理。

成槽开挖后清孔、灌注混凝土过程中置换的部分泥浆，通过泥浆泵回收并净化后循环使用。

对浇筑混凝土时近混凝土面污染后溢出的废弃泥浆通过排浆沟集中引排至废浆池，防止废弃泥浆溢流，并用罐车运至指定地点倾泄。

5.9挖槽施工

挖槽采用液压抓斗成槽机械，槽段长度控制为7.0m左右，采用“3抓法”施工，先抓槽段两侧主孔，两侧主孔挖至距设计槽底深度约50cm后，再挖中间副孔，主孔内预留的50cm与副孔一起进行清底开挖。

成槽开挖过程中，根据仪表显示精度随时进行纠偏，始终保持显示精度在良好范围内。

整幅槽段挖到底后进行扫孔，挖除铲平抓接部位的壁面并铲除槽底沉渣以消除槽底沉渣对将来墙体的沉降。

即有次序地由一端向另一端铲挖，每次移动50cm，并使抓深控制在同一设计标高。

槽孔开挖过程中，槽孔泥浆面始终保持在导墙面以下30-50cm。

成槽作业施工时，填写防渗墙工程抓斗挖槽机造孔班报，详细记录成孔抓挖工作。

钻孔将达到设计深度时，密切注意成槽过程中的土样，对照设计勘探资料对所遇到的地层土样比较，并填写地层的分层深度、取样时间等标签，标签填写好后装袋保留。

表4成槽检查项目及质量标准

序号

检验项目

检验方法

质量标准

1

槽口中心差

现场测量

±

3cm

2

终孔深度

测绳

不小于设计深度，至壤土层内不小于1m

3

孔斜率

重锤法

不大于0.4%

4

槽口宽度

抓斗斗体宽度

满足设计要求（含接头厚度）

5

套接厚度

——

保证一、二期槽孔接头孔的两个孔位中心在任一深度的偏差值不得大于设计墙厚的的1/3

5.10清孔

（1）槽段成槽开挖至设计深度并经监理工程师确认后，将抓斗放入槽底，捞去槽底浮土，然后下入φ200mm钢导管，采用正循环法清孔。

泥浆泵管直接与钢导管头连接，向槽孔内补充新制泥浆，利用压力将槽底泥浆及沉渣置换，当达到表5的质量标准后结束清孔。

清孔时孔内泥浆面应不低于槽口下1.0m，且高出地下水位2.0m以上。

表5清孔检查项目及质量标准

项次

检查项目

检查方法

沉淀厚度（mm）

标准锤量

膨润土泥浆

清孔后泥浆指标

孔内排除或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒

手摸观察

密度（g/cm3）

不大于1.15

比重称

马氏漏斗

含砂率（％）

不大于6

含砂率计

（2）对二期槽，在清孔换浆前或清孔过程中用钢丝刷子钻头清除槽段两侧接头混凝土壁上的泥皮，至刷子钻头不带泥屑、孔底淤积不再增加为止。

（3）清孔内4小时内未能开始浇筑混凝土时，再次对孔内淤积情况进行复测，在淤积符合规范及设计要求时可以进行混凝土的浇筑；

如孔底淤积超标，进行二次清孔，直至孔内淤积符合设计及规范要求。

6.塑性混凝土浇筑方法

6.1浇筑前准备工作

（1）完成清孔验收工作。

（2）配管。

根据孔深编排各根导管的管节组合，并记录好导管下设顺序、每根导管根数、各管节的长度、导管实际下设情况、开浇情况等。

（3）备足各种专用器具、零配件，并留有备用。

（4）对混凝土拌合设备、运输车辆以及与各种浇筑机具（包括起重机、隔水球、漏斗等）进行仔细地检查和保养。

（5）维修现场道路，清除障碍，保证全天候畅通。

（6）组织准备。

对混凝土搅拌、运输、槽口灌注等各岗位进行分工，并明确各岗位任务和职责。

6.2混凝土试验

混凝土配合比委托山东省水利工程建设质量与安全监测中心站经试验确定。

混凝土主要物理性能指标：

入槽坍落度18～22cm，墙体材料抗压强度2.5MPa；

渗透系数小于5×

10-7cm/s，允许渗透比降大于60，混凝土初凝时间不小于6h，终凝时间不大于24h。

6.3导管结构及下设

6.3.1导管结构

水下混凝土灌注选用插扣接头的钢导管。

钢导管内径与防渗墙墙厚及混凝土浇筑速度相适用，不宜小于最大骨料粒径的6倍，本试验段采用200mm导管，管壁厚度一般为3～5mm，其内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。

导管尾管长度宜为3.0～4.0m，中间每节长度宜1.5m或3.0m，上部配1～2节长0.5m、1.0m、1.5m的短管，根据孔深进行调整。

6.3.3导管配置

配置导管时根据各槽孔的孔深、导槽顶至管架的距离来计算单根导管的长度，其中，导管下端管口距孔底的距离一般30～40cm。

短导管配置在上部。

6.3.4导管下设

下设导管时要防止碰撞槽孔壁，导管对正槽孔中心慢慢下设，各管节间连接要安放“O”形密封圈，并检查每管节间连接紧扣。

导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在导槽两侧的方木上，方木放置平稳。

导管全部下入孔内后，放到孔底后核对导管长度及孔深，然后提起30～40cm，开始浇注水下混凝土。

导管的顶端配有混凝土漏斗，其高度要便于混凝土的卸料。

漏斗的容积要足以保证卸料时混凝土不会溢出。

6.4混凝土拌制及运输

6.4.1拌制前的准备工作

（1）由试验人员根据监理工程师批准的室内混凝土配合比、骨料含水量及搅拌机的容量，计算出搅拌一盘混凝土所需砂、石、粘土、膨润土粉、水、水泥、外加剂的重量，填写施工配料单。

（2）检查混凝土搅拌机和上料设备，校准配料计量装置。

（3）准备足够的砂、石、水泥、粘土、膨润土、外加剂等材料和装载、取样、测试工具。

6.4.2混凝土拌制

（1）投料：

投料应按照经监理工程师审批的“混凝土开仓报验单”进行。

（2）搅拌：

搅拌时间一般为2min。

（3）计量：

采用电子称自动计量。

液体外加剂采用流量计计量。

（4）检查和调整：

在混凝土拌制过程中，根据混凝土坍落度、扩散度和砂石骨料含水量的检测结果、环境条件、工作性能要求等及时调整施工配合比。

每槽段混凝土拌和过程中，由搅拌操作人员填写混凝土搅拌生产记录表。

6.4.3混凝土运输

混凝土运输采用混凝土拌和车运输，混凝土拌合车从拌和站开出后在较短时间内达到灌注现场，保证单槽在首盘混凝土初凝前灌注完毕。

混凝土在运输过程中不得漏浆和离析。

混凝土运至灌注地点时，检查其均匀性和坍落度，如不符合要求进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时作为废料处理。

制作混凝土搅拌车专用上料平台，使搅拌车出料口与导管漏斗对接，便于混凝土来料后直接流入导管内浇筑。

为防止同一槽段导管浇筑时因下料不均造成槽内混凝土上升面存在较大高差，两根导管采用同一集料斗分料，制各导管均匀下料，控制槽内混凝土面高差小于0.5m，

6.5混凝土灌注

6.5.1混凝土开浇阶段施工措施

开浇采用压球法进行混凝土灌注。

导管下设后在导管内放置略小于导管内径的隔离胶球作为隔离体，隔离泥浆与混凝土，然后在导管上口设置一个储料斗，在储料斗内出口上放置一个盖板。

开浇前，将混凝土储料斗灌满（储料斗容积满足导管内容积及封埋导管不小于1.0m深的方量），使导管底部一次埋入混凝土面以下1.0m以上。

初浇混凝土示意图

当储料斗内的混凝土量已满足初灌要求时，拔出储料斗内出口上的盖板，同时打开储料斗上的放料闸门，使混凝土连续进入导管，迅速地把隔水栓及管内泥浆压出导管，同时将槽孔旁边的混凝土搅拌车内剩余的混凝土不断灌入储料斗内而使混凝土连续地灌入桩孔内。

6.5.2混凝土灌注阶段施工措施

（1）灌注混凝土一旦开浇后，保证连续进行，不得中断，并始终使导管埋入混凝土中足够深度，保证导管拆卸后导管埋入混凝土的深度不小于1m，以防止将导管拔出混凝土面；

同时导管埋入混凝土中的深度不大于6m，以免出现堵管或铸管事故。

混凝土灌注期间使用16t或25t汽车起重机吊放、拆卸导管。

（2）灌注过程中，密切注意孔口情况，若发现孔口不返浆，应立即查明原因，采取相应的措施处理。

（3）提升导管时应保持轴线竖直、位置居中。

如果导管卡挂槽壁，可转动导管，使其脱开，然后再提升。

（4）每隔30min测量一次槽孔内混凝土面深度（灌注后期缩短间隔时间至15min），并及时填写导管拆卸记录混凝土浇筑记录表，指导导管的拆卸工作。

（5）混凝土连续灌注，混凝土面上升速度控制在2m/h以上，遇特殊情况须间歇时，间歇时间应根据具体情况确定，但不宜大于30min。

每槽段灌注时间控制在8h内灌注完成。

（6）灌注时，槽口设置盖板，避免混凝土散落到槽内。

混凝土置换出的泥浆通过泥浆排污沟排到其它正在施工的槽孔中或沉淀池，以防止泥浆溢出而污染环境。

6.5.3混凝土终浇阶段施工措施

终浇阶段由于导管内外的压力差减少，浇注速度下降，混凝土坍落度按下限控制，并适当提升导管减少埋入深度、稀释孔内泥浆。

混凝土灌注到接近设计槽顶标高时，值班人员对剩余混凝土数量进行测算，并通知搅拌站按需供料。

灌注的槽顶标高应比设计槽顶标高高出0.5～1.0m，以保证桩头混凝土的强度，多余部分在槽帽混凝土施工前凿除。

在拔除最后一段长导管时，拔管速度放慢，以防止槽顶沉淀的泥浆挤入导管下，形成泥心。

7槽段连接方法及试验

槽段连接采取接头管法，即在清孔换浆结束后，在一期槽两端孔位置下设钢制接头管，孔口采用拔管机固定，在混凝土浇筑过程中，根据混凝土初凝时间和混凝土面上升速度及上升高度起拔接头管。

混凝土浇筑后接头管部位形成二期槽端孔，待二期槽成槽后连接成墙。

接头管分节制作，插销连接，采用液压拔管机起拔。

（1）接头管下设：

按槽孔深度配置接头管。

下设前检查接头管底阀是否正常，底管淤积泥砂是否清除，接头管接头的卡块、盖板是否齐全，锁块活动是否自如等，并在接头管外表面涂抹润滑油或脱模剂。

（2）拔管：

采用液压拔管机拔管，25t吊车配合。

拔管法施工关键是要准确掌握起拔时间，起拔时间过早，混凝土尚未达到一定强度，出现接头孔缩孔和垮塌现象；

起拔时间过晚，接头管表面与混凝土的粘结力使摩擦力增大，增加了起拔难度，甚至接头管被铸死拔不出来，造成孔内事故。

顶拔接头管的时间根据不同气温和混凝土的初凝和终凝时间来定。

8.试验成果整理分析

试验段施工结束后，将实验数据及参数整理、分析，验证抓斗成槽工艺、泥浆参数指标、接头管工艺、混凝土浇筑工艺及接头管起拔时间等是否满足施工，编制防渗墙生产性试验报告，上报监理单位及建设单位批复，指导后续防渗墙施工。