首部枢纽基础振冲碎石桩施工技术要求.docx
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首部枢纽基础振冲碎石桩施工技术要求
四川省**水电站
首部枢纽基础振冲碎石桩施工技术要求
2008年9月
目录
1总则1
2布置概述4
3造孔5
4填料5
5振密6
6特殊情况的处理6
7施工安全7
8环境保护7
9质量检查和验收7
1总则
1.1工程概况
**水电站位于四川省甘孜藏族自治州的康定县境内、大渡河左岸支流金汤河干流中游,为金汤河干流梯级开发的第二级水电站,引水式开发。
坝址位于康定县捧塔乡的下关门石、左岸支流雪顶沟汇口下游1.9km处,下距金汤镇24.5km,至金汤河河口公路里程约40km。
**水电站以发电为主,兼顾生态环境用水。
水库正常蓄水位为2610.00m,死水位为2602.00m,总库容13.3万m3,调节库容9.6万m3,具有日调节能力。
电站装机2台,总装机容量12.0万kW。
首部枢纽建筑物主要由混凝土重力坝、泄洪冲沙闸、排污闸及引水隧洞进水口等组成。
混凝土重力坝布置于①、④、⑤坝段,坝段长分别为9.0m、6.5m、9.0m,坝顶高程2611.00m,坝顶宽10.0m,最大坝高27.0m,基本剖面为三角形,三角形顶点高程2611.00m,上游坝坡铅直,下游坝坡1:
1。
2孔泄洪冲沙闸布置于③坝段,坝段长19.0m,采用带胸墙式平底宽顶堰,堰顶高程2589.00m,闸室顺水流方向长41.0m,孔口尺寸均为5.0m×7.0m(宽×高);排污闸布置于②坝段,坝段长14.0m,排污闸孔口尺寸为3.0m×3.0m(宽×高),采用平底宽顶堰,堰顶高程2608.00m,下接1:
0.8的斜坡段,末端通过半径为8.0m,中心角为51.34°的反弧段与下游护坦相接。
消能防冲采用斜坡护坦+混凝土四面体海漫,护坦长30.0m,厚2.5m,纵坡3%,净宽21.0m,两侧通过导墙与岸坡衔接;护坦下游接长35.0m,厚4.0m单体重5.0t的混凝土四面体海漫。
电站进水口布置于左岸混凝土重力坝段上游侧,采用“正向泄洪冲淤,侧向取水”的布置型式,进水塔轴线方向长14.0m,宽10.0m,进水口底板高程为2587.00m,顶部平台高程为2611.00m,通过渐变段进入引水隧洞。
1.2工程地质
坝址河段河流流向总体上呈NE→SW,岩层走向与河流流向近于垂直,河谷横断面形态呈对称“V”形横向谷,坝址区两岸无次级冲沟。
坝址河床常水位2590.70m,水面宽19.5m,河谷底宽42.70m,正常蓄水位2610.0m时,坝轴线剖面河谷宽46.6m,宽高比约2.45。
坝址左岸高程2603.60m以上及右岸基岩裸露,均为泥盆系中统下段(D21)中上部的灰白色~灰色厚层含生物骨屑细晶灰岩、白云岩化细晶灰岩,夹深灰色千枚岩。
坝基范围内普遍分布有第四系冲、洪积物,厚40m~70m,成层结构复杂,承载能力差异性较大,从上往下可分为五层:
Ⅰ:
崩积块、碎石夹粘土,其中0~6.5m为粘土夹碎石;6.5m~10.0m为块、碎石,主要成分为灰岩。
Ⅱ:
冲积卵(碎)砾石夹砂土,卵(碎)、砾石成分为白云岩、灰岩等。
分布于河床以下深0m~12.48m。
Ⅲ:
河湖相粉土质砂,灰黑色,可塑状,<0.075mm颗粒含量为48%。
分布于河床以下深12.48m~15.28m。
Ⅳ:
崩、冲积混合堆积含块碎/卵砾石夹砂土,块、碎石成分为玄武岩、灰岩及少量方解石(脉);卵、砾石成分主要为玄武岩及灰岩。
分布于河床以下深15.28m~53.70m,其中深17.90m~18.60m夹土黄色粘土、24.30m~29.20m为砂夹粘土、47.20m~47.40m夹灰色粘土。
Ⅴ:
崩积碎石夹粘土,含少量冲积卵砾石,其中碎石成分为灰岩及大理岩化白云岩,多呈片状、角砾状,面新鲜;粘土为土黄色。
分布于河床以下深53.70m~58.28m。
河床基岩面较平整,坝轴线附近其高程在2532.4m~2546.86m之间,未发现河床深槽。
上述第Ⅰ层仅分布于左岸坡脚,属崩积物,厚度变化较大,应予以挖除;第Ⅱ层颗粒组成中漂卵砾石占75.2%,含砂率12.2%,粉粒含量7.5%,粘粒含量5.1%,不均匀系数760.0,曲率系数40.8,天然密度1.76g/cm3~2.25g/cm3,渗透系数0.01cm/s~0.11cm/s,孔隙率16.3%~39.9%,在0.1MPa~0.2MPa压力下的压缩模量及压缩系数分别为5.85MPa~54.33MPa(平均28.43MPa)和0.024MPa-1~0.282MPa-1(平均0.042MPa-1),属中压缩性~低压缩性土,因此,进行必要的处理后可作为坝基持力层;第Ⅲ层为河湖相粉土质砂,粉粒含量28.5%,粘粒含量19.51%,不均匀系数4133.3,曲率系数0.02,天然密度1.81g/cm3~2.09g/cm3,渗透系数0.0006cm/s~0.0084cm/s,孔隙率33.2%~44.8%,厚达2.8m,埋深仅12.48m~15.28m,实测剪切波速120m/s,小于临界波速,属可液化土,应进行处理;第Ⅳ层颗粒组成中漂卵砾石占18.0%~74.5%,含砂率4.5%~27.0%,粉粒含量3.4%~15.0%,粘粒含量3.0%~11.2%,不均匀系数50~114,曲率系数1.3~3.5,天然密度1.81g/cm3~2.25g/cm3,渗透系数0.009cm/s~0.013cm/s,孔隙率20.0%~34.5%,在0.1MPa~0.2MPa压力下的压缩模量及压缩系数分别为52.1MPa~67.6MPa(平均51.5MPa)和0.012MPa-1~0.020MPa-1(平均0.013MPa-1),属低压缩性土。
1.3一般规定
1.3.1**水电站首部枢纽基础振冲碎石桩必须按照相关施工图纸及本技术要求进行施工。
本施工技术要求未尽事宜,请遵照以下规程规范及其最新版本执行:
SL27-91《水闸施工规范》
SL223-2008《水利水电建设工程验收规程》
DL/T5144-2001《水工混凝土施工规范》
DL/T5214-2005《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》
DL5162-2002《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》
GB175-2007《通用硅酸盐水泥》
JGJ63-2006《混凝土用水标准》
JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》
JGJ94-94《建筑桩基技术规范》
JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》
GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
1.3.2承包人应编制**水电站首部枢纽基础振冲碎石桩施工组织设计及施工技术措施等报告,做好必要的施工准备工作(如资源准备、技术管理、安全教育等),并按经审批的施工组织计划进行实施。
施工中应严格执行安全、质量责任制,加强技术管理,做好原始资料记录、整理和工程总结工作;及时自检和处理,按验收小组的初检要求继续做好处理,接受终检验收。
1.3.3施工过程中如发现较大的地质问题和异常现象,承包人在采取临时安全措施的同时,应及时告知监理、业主、设计,由监理组织各方共同商定处理措施。
1.3.4承包人必须按照统一表格做好原始施工记录、分类整理、装订成册,交业主归档备查。
记录表格的制作应按DL/T5214-2005《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》附录C进行。
1.3.5承包人应制定安全技术措施,对施工人员进行安全培训,未受安全培训者不得参加现场施工。
施工中应认真执行安全操作规程,严格遵守劳动保护法令和卫生标准,改善劳动条件,防止伤亡事故和预防职业病的发生。
1.3.6施工用料及机械在使用前应进行性能指标检查,检查内容按相关规程规范进行,并作好原始数据记录。
1.3.7本施工技术要求适用于**水电站首部枢纽建筑物基础振冲碎石桩的施工。
1.3.8本技术要求所规定的条文,由于施工设备能力或技术条件的限制而不能做到或在执行过程中发现有不完善之处,承包人可根据实际情况提出书面意见,共同研究补充和修改,以确保优质、快速地完成基础振冲碎石桩的施工。
2布置概述
由于首部枢纽建筑物基础承载力主要集中在第Ⅱ层冲积砂卵(碎)石夹粘土,第Ⅲ层河湖相粉土质砂,第Ⅳ层崩、冲积混合堆积含块碎(卵)砾石夹砂土上。
其中第Ⅲ层属于可液化土范畴,其承载力及抗变形能力较低,液化后不能满足闸坝基础稳定和变形要求;闸基河床覆盖层深厚,各层次结构复杂,成因类型不同,颗粒大小悬殊,结构不均一,存在不均一变形问题。
为减少地层分布不均匀性,降低其沉降变形、提高基础承载力和抗滑稳定,设计对闸坝、进水口基础覆盖层的第Ⅱ层和第Ⅲ层采用振冲碎石桩进行加固处理,振冲碎石桩为直接振冲置换法。
参照其他工程经验,经振冲置换法加固地基处理后,复合地基承载力、变形模量和抗液化能力都得到较好的改善,有效地减少了沉降,使沉降差在规范允许范围内,并防止了地层在地震情况下发生液化。
2.1平面处理范围
a)闸基:
平面顺河流向范围(坝0-003.000~坝0+040.000)的河床覆盖层区域;平面垂直河流向范围(坝横0+009.000~坝横0+048.500)的河床覆盖层区域。
b)进水口:
进水口前2.0m至其基础基岩分界线处,基础处的处理范围边界可由现场监理、施工和设计人员视基础情况确定。
2.2垂直处理范围
垂直处理范围至覆盖层第Ⅲ层河湖相粉土质砂层的底部,振冲深度以穿过第Ⅲ层为原则,并嵌入第Ⅳ层1.0m。
振冲最大深度为17.0m。
振冲碎石桩具体布置请参见施工图纸“**—C1—02—11、12”,振冲碎石桩按梅花形布置,闸坝覆盖层基础间、排距为2.0m×2.0m,进水口部位覆盖层基础间、排距为1.5m×1.5m,桩径均为0.9m。
3造孔
3.1造孔及制桩采用跳打法的施工顺序。
3.2清理平整施工场地,按施工图纸布置桩位。
施工机具就位后,振冲器应对准桩位,造孔过程中成孔中心与设计定位中心偏差不得大于10cm。
3.3造孔过程中,应保持振冲器处于自重悬垂状态,避免造成孔斜,发现桩孔偏斜应立即纠正。
3.4造孔过程中,应根据地层情况确定水压和水量,水压宜控制在0.3MPa~0.8MPa;水量宜控制在200L/min~400L/min。
只要有进尺,就应尽量减少水压,以防将地层中的细料随水回流带出,同时水量不宜过多。
如遇振冲器不能贯入,可增设辅助水管,加快下沉速度。
3.5造孔速度不宜超过
。
3.6造孔深度至设计处理深度以上
。
根据造孔及出渣情况,承包人应会同现场设计地质工程师进一步确定第Ⅲ层与下部第Ⅳ层的界线,以确保基础处理的深度穿过第Ⅲ层的底部,并嵌入第Ⅳ层1.0m。
3.7造孔时振冲器出现上下颠动或电流大于电机额定电流无法贯如时应暂停造孔,并报告监理、设计单位及时调整施工方案。
3.8振冲器达到设计处理深度后,将水压和水量降至孔口有一定量回水,但无大量细颗粒带出的程度。
3.9造孔结束后,应对造孔质量进行全面的检查(包括孔位、孔深、孔径和孔斜等),检查合格后方准进行下一步工作。
3.10造孔时每贯入1.0m~2.0m应记录电流、水压、时间等。
施工记录应真实反应施工情况,记录应及时、准确、字迹清楚,不得涂改。
4填料
4.1振冲碎石桩填料应采用具有良好级配的碎石,碎石应采用饱和抗压强度大于40MPa的石料,填料含泥量不大于3%且无腐蚀性和性能稳定的硬质材料,粒径控制在20mm~40mm之间。
4.2填料时宜保持小水量补给,使填料处于饱和状态。
4.3验孔结束后,将填料堆于护筒周围,填料在振冲器振动下依靠自重沿护筒周壁下沉至孔底。
宜采用强迫填料法自下而上边振边填,并采取措施力求从孔口四周均匀下料,以防止制成的桩体倾斜。
4.4每次加料厚度不宜大于50cm,将振冲器沉入填料中进行振密制桩,但填料后必须保证振冲器能贯入到原提起前深度,以防止发生漏振。
4.5当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后,将振冲器提升30cm~50cm,再进行下次加料。
5振密
振冲桩的密实程度以振冲器电机工作时显示的电流为控制标准,必须保证各个深度上桩体都达到规定的加密电流值。
桩体加密控制标准应符合下列规定:
a)加密设备选用ZCQ-125型大功率振冲器。
b)加密电流控制在150A~160A。
c)留振时间控制在10s~15s。
d)加密段长为0.5m。
e)桩体振密应从设计桩底高程开始,逐段向上进行,中间不得漏振。
f)振密过程中采用较小的水压和水量,水压宜控制在0.1MPa~0.4MPa,有少量返水即可。
尽量避免将地层中的细颗粒带出。
g)振密过程中,电流超过振冲器额定电流时,宜暂停或减缓振冲器的贯入或填料速度。
h)施工中发现串桩,可采取对被串桩重新振密或在其旁边补桩等措施。
i)振密时,每振密1.0m~2.0m应记录电流、水压、时间、填料量等。
施工记录应真实反映施工情况,记录应及时、准确、字迹清楚,不得涂改。
j)桩顶高程应达到设计坝基开挖高程以上1.0m,顶部1.0m桩体作为保护层,以保证桩体的加密效果。
6特殊情况的处理
6.1在造孔过程中,遇到孤石、漂卵石、风化岩块、强胶结地层,不利于振冲施工时,可结合闸体结构需要,适当加深表层开挖深度,也可采用小钻孔爆破或定向聚能爆破的方法处理。
6.2在振冲桩施工过程中,如少数桩孔遇到地层结构改变引起造孔困难时,应由业主、设计、监理、施工方共同协商解决。
7施工安全
7.1基础振冲碎石桩施工前,必须制定各工序的安全操作规程。
必须贯彻“安全第一,预防为主”的方针,加强安全组织教育,建立安全生产保证体系,确保施工安全。
7.2机械、爆破等专业操作人员未经考核不得上岗,施工进行中必须按规定的操作程序进行,严禁违章操作,力保施工安全。
7.3非作业人员不得进入施工作业区,施工机械严禁违规载人。
7.4进入施工作业区人员必须戴安全帽。
7.5振冲碎石桩的机械操作人员必须持证上岗,不得在机械工作过程中擅自离岗。
7.6各施工工序的材料供应人员应佩戴防护口罩、防腐手套等防护用品。
7.7现场电器设备和电路应由专人负责并经常检查,与施工场地上的金属有接触部位的电线必须有可靠的措施保证线路不漏电。
8环境保护
8.1对职工进行生态环境保护教育,增强其生态环境保护意识和责任感。
8.2工程施工便道、孔位清理的弃渣应按业主指定地点及要求堆放。
8.3制定施工污水处理排放措施。
8.4振冲碎石桩施工时,污水应经处理并达到排放标准后方能排放。
8.5施工废弃物不得随意倾倒江河或就地掩埋,应集中处理。
8.6爆破器材的销毁须按DL/T5135-2001《水电水利工程爆破施工技术规范》进行。
9质量检查和验收
9.1承包人应建立完善的施工质量保证体系,制定质量计划或质量保证措施。
9.2承包人应进行施工质量控制与监测,做好各项施工记录。
当处理效果达不到设计要求时,应及时会同设计单位及监理工程师共同研究解决。
9.3振冲器的导管应有明显的深度标志。
9.4桩位标识应明显、牢固,在施工中应注意复核,保证其准确度。
9.5填料应按2000m3~3000m3作为一组试样进行质量检验,不足2000m3时按一批次送检;填料的粒径、含泥量及强度等指标应符合设计要求,经质量检验合格后方可使用。
9.6振冲碎石桩施工过程中和成桩后,承包人应及时将各桩全套施工资料报监理工程师审核,并由监理工程师根据施工资料指定检查的位置、数量和方法。
9.7桩体密实度检测
a)宜采用重型动力触探进行跟踪检测,检测时间应在成桩1天后进行,密实桩标准为动力触探平均贯入10cm的锤击数≥7~10击。
b)检测数量为总桩数的1%~3%,且不得少于3根。
9.8桩间土处理效果检测
a)采用标准贯入试验进行检测,检测试验应在振冲施工结束14天后进行。
b)检测点数量应为每200~400根桩抽检1点,且检测点的总数不得少于3点。
9.9桩体抗剪强度、承载力及压缩模量检测
a)现场原位试验数量按每200~400根桩为一组,且每组抽检数不得少于3根。
b)桩体剪力试验的剪力盒和静载荷试验的承压板直径应与桩体直径一致。
9.10桩、土复合地基处理效果检测
a)宜采用复合地基载荷试验或单桩载荷试验,检测点数量不得少于3点,当检测值的极差不超过其平均值的30%时,可取其平均值作为相应的复合地基或单桩承载力特征值。
b)试验要点应按DL/T5214-2005《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》进行。
c)设计要求压力值为300kPa。
9.11振冲碎石桩各项检测位置由监理工程师根据施工资料及现场情况指定。
9.12检查振冲施工和各项施工记录,如有遗漏或不符合规定要求的桩或振冲点,应补做或采取有效的补救措施。
不合格的造孔段,承包人应按监理工程师批示进行处理,直至达到合格为止。
9.13振冲碎石桩工作完成后,承包人应按单项工程及时整编竣工资料并提出报告,申请单项工程验收。
承包人应提交以下资料:
a)岩土工程勘察资料。
b)振冲碎石桩竣工报告、竣工图及说明书;
c)材料试验成果和现场振冲试验报告;
d)桩体质量检验记录和试桩成果报告。
e)质量检查和质量事故处理报告;
f)监理人要求提供的其它完工资料。
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