水庫大壩防滲加固工程施工方案

1、水壩加固方案設(shè)計單位2014年1月1日1項目概況建筑物布置大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程62.5m左右，壩頂寬度810m,壩頂 長100m。上游壩坡坡比為1:2.51:3,下游壩坡坡比為1:2.51:3。 上、下游壩坡均采用干砌鵝卵石護坡。2、存在的問題大壩填筑取土取自風化料，填筑質(zhì)量差，透水性較大，加之清基 不徹底，壓實及滲流系數(shù)不滿足規(guī)范要求，是造成大壩壩體及壩基滲 漏的主要原因。2主要建設(shè)依據(jù)防洪標準(GB50201-94)；水利水電工程等級劃分及洪水標準(SL252-2000)；小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導則(SL189-96)碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范(SL274-2001)；堤防工程設(shè)計

2、規(guī)范(GB50286-98)；水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范(SL303-2004)；水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范(DL5077-1997)；3防滲設(shè)計方案擬定根據(jù)滲控設(shè)計原理及實際工程運用情況，壩身防滲措施有：水平 防滲，垂直防滲，下游排滲減壓或他們的組合。根據(jù)本工程地質(zhì)條件、 工程特點和目前比較成熟且應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)。本工程設(shè)計防滲可 以考慮沖抓粘土心墻、粘土斜墻，深層攪拌、砼防滲心墻。a、沖抓粘土心墻對于庫區(qū)水位較低，壩體地下水位低的壩段，采用沖抓鉆成孔， 回填置換粘土的方式進行防滲，具有施工簡單、施工速度快、造價較 低等優(yōu)點，但要求壩體能沖抓自然成孔，地下水位低，夯填密實，否 則質(zhì)量難以控制

3、。b、粘土斜墻+截水槽對壩前面有較薄透水覆蓋層，可采用開挖截水槽，壩身采用粘土 回填，形成完整的防滲體。粘土斜墻厚度按不小于設(shè)計水頭的1/4控 制。粘土斜墻具有施工簡單、施工速度快、造價較低等優(yōu)點，但對深 厚透水層難以截滲流造價高。c、深層攪拌利用水泥等作固化劑，通過深層攪拌機械在地基深處將土和固化 劑強制拌和，使土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土， 從而提高圩堤防滲性能。單位造價60元/m2左右，適用于粘性土、 壤土、粉細砂等細顆粒土層。多頭小孔徑深層攪拌樁具有技術(shù)新、施 工速度快、造價低的優(yōu)點，但壩體水位高時，不宜成樁，質(zhì)量難以保 證。d、砼防滲墻。砼防滲墻可以作為壩身和地基的

4、防滲體，也可用于擋土、防沖。 根據(jù)施工工藝的不同，防滲墻可分為槽段式、樁柱式和預制拼裝式。 特別是射水、鋸槽、鏈斗、多頭攪拌樁、插板等薄墻方法可較為經(jīng)濟 有效地適用于堤防的垂直防滲。利用機具成槽，泥漿護壁，槽內(nèi)澆注 砼的方法，澆注形成砼墻進行防滲，能有效降低浸潤線。（2）砼防滲墻施工工藝選擇砼防滲墻施工工藝的選擇主要考慮各成墻技術(shù)的成墻原理、適用 條件、成墻質(zhì)量、成墻成本等各方面因素進行。大壩砼防滲墻最大墻 深為12m左右，墻體厚度為2230cm，根據(jù)目前國內(nèi)成墻工藝和我 省類似工程的經(jīng)驗，成墻工藝主要有，抓斗、高壓旋噴、射水造墻。 擬定三種可行的且工程造價較低的砼防滲墻施工工藝進行經(jīng)濟和技

5、術(shù)比較，各方案的主要技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟指標比較詳見下表。a、薄壁抓斗薄型抓斗成墻薄型抓斗斗寬30cm，開度1.72.8m，挖深16 40m。采用兩序施工，槽段以接頭管法連接，槽孔長度一般為58m。 適應(yīng)于砂、土層和砂礫石地層。每臺班工效可達80100m2，造價為 200300 元/m2。b、高噴砼防滲墻利用高壓噴射水、氣、和漿液介質(zhì)沖刷切割土體，并使?jié){液與土 體顆粒置換成砼而形成防滲墻體，適用條件廣，技術(shù)成熟，處理深度 大，防滲效果好，造價較高。c、射水造砼墻利用射水造墻成型器等裝置形成高速射流沖擊土層，破壞土層結(jié) 構(gòu)，將土水混合物、流砂等溢出水面。成槽孔在水下進行砼澆筑，形 成砼防滲連續(xù)墻。成墻

6、厚度在2230cm之間，薄墻單價約180元/m2 左右，整體防滲效果好，特別是可與壩基防滲處理相結(jié)合，形成連 續(xù)防滲墻。表1：砼防滲墻施工工藝比較表工藝薄壁抓斗高壓旋噴射水主要措施及指標成墻厚 30cmJ60 K60 K60 K1x10-6cm/s適用范 圍粘土、砂土、砂卵石、全強風化LU 有各種地質(zhì)土層粘土、淤泥、砂土、粗砂主要優(yōu)點1、設(shè)備簡單實用，工效高2、成墻質(zhì)量好，可充分保證墻體的連續(xù)性3、成墻較直觀，成墻質(zhì)量檢測方便，質(zhì)量易于控制4、造價低5、適用地層較廣，處理深度大1、對底層適用性強，尤 其是砂卵石層可適用2、可控制性好3、施工速度快1、設(shè)備簡單實用，工效高2、成墻質(zhì)量好，成墻直觀

7、3、質(zhì)量易控制，便于檢測4、造價較低主要缺點 八、1、在砂卵石層和密實的粉細砂層，挖槽工效會降低2、在深度超過18m后，挖槽工效 有所降低1、對環(huán)境會產(chǎn)生污染。2、成墻質(zhì)量相對較差。處理深度不大（小于18m）工程造價（萬元）4238.332.2由表可知，射水造墻造價較低，施工質(zhì)量可以保證，從經(jīng)濟、安 全的角度出發(fā)，根據(jù)水庫的工程地質(zhì)條件及參照江西省類似工程基礎(chǔ) 處理的成功經(jīng)驗，本階段設(shè)計推薦主壩采用射水造砼防滲墻方案。防滲范圍根據(jù)大壩現(xiàn)有斷面，對現(xiàn)有斷面進行培厚加高至65.5m，采用砼 防滲心墻加固。砼防滲心墻頂高程65.5m，成墻厚度22cm，墻底深 入相對不透水層(強風化巖)1.0m，墻體

8、允許滲透坡降J60，墻體材料及防滲墻厚度砼防滲墻體，要求K1x10-6cm/s，允許坡降大于60。采用公式T=H/J；式中：T設(shè)計墻厚m；H最大作用水頭m；J一防滲墻的允許比降，取60。根據(jù)作用水頭，底層條件、綜合設(shè)計要求，考慮成墻工藝和已建 類似工程經(jīng)驗，設(shè)計墻厚采用22cm。根據(jù)滲流計算結(jié)果，砼防滲心 墻最大滲透坡降J max=21 VJ=60，墻厚度滿足設(shè)計要求。4.2.5滲流穩(wěn)定分析(1)本工程大壩無滲流原型觀測資料，滲流計算選取的典型斷 面為最大斷面，其計算分區(qū)見下圖所示。圖1計算模型圖(2)計算工況及斷面參數(shù)計算工況1 (最不利工況)：上游水位為水位63.0m、下游壩腳無水。計算工

9、況2：上游水位為水位63.0m、下游水位齊平。滲流計算結(jié)果滲流計算結(jié)果見表，流網(wǎng)圖圖4-1圖4-5。表2大壩加固后滲流計算結(jié)果表計算工況砼墻滲透 坡降壩坡 出口坡降滲流量(md/m)工況1200.290.86工況23.580.320.34由上表可知，大壩加固后下游壩腳地面出逸坡降及滲流量都大為 降低，浸潤線也大幅降低，對大壩的滲流穩(wěn)定及下游壩坡抗滑穩(wěn)定都 非常有利，且均質(zhì)滲透坡降小于允許值。圖2：工況1滲流流網(wǎng)圖4.2.6邊坡穩(wěn)定分析大壩壩體填筑土的物理力學指標及抗剪強度指標的確定以本次地勘資料為準，見下表4.5.2。表3：大壩填土及棱體的力學性能指標指標壩殼壩基土護坡濕重度（KN/m3）19

10、.619.721飽和重度（KN/m3）19.619.721有效凝聚力25290應(yīng) 力內(nèi)摩擦角223342總 應(yīng) 力凝聚力25.5300內(nèi)摩擦角19.618.642壩坡穩(wěn)定計算計算工況如下：工況1：上游水位為63.5m時形成穩(wěn)定滲流期的下游坡;X況2：上下游水位63.5,上下游坡X況3：下游水位驟降1.0m（1天內(nèi)）加固后大壩抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果見表2,結(jié)果圖見圖4-44-8；圖2:工況1穩(wěn)定計算圖，K=1.92圖3:工況2穩(wěn)定計算圖，K=1.90表4.大壩加固后邊坡穩(wěn)定計算結(jié)果表壩坡運行工況總應(yīng)力法有效應(yīng)力法規(guī)范允許下游坡工況1、1.851.25工況2、1.731.25上游坡工況2、2.12.05

11、1.15由上表知大壩加固后的上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī) 范要求，所以加固后的斷面滿足壩坡穩(wěn)定要求。5工程施工(1)射水造砼墻施工工藝流程為：測量放線、先導孔施工一槽段劃分、射水造 墻機安裝就位一造一期槽孔一清孔驗收一泥漿下混凝土澆筑。待一期 槽孔內(nèi)混凝土全部澆筑完畢后，再進行二期槽孔的施工，施工工藝流 程與一期槽孔相同。首先進行測量放線，通過測量精確施放防滲墻軸線控制點，定 出防滲墻軸線。然后進行先導孔施工，采用地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機配合金鉆頭鉆進一套管 固壁一鉆取地層芯樣一探明地層界線一確定防滲墻線。先導孔施工要 求盡可能地減少對原狀地層芯樣的擾動，以準確探明相對不透水層界 限和各地層地質(zhì)情

12、況。采用射水法成槽施工時，將防滲墻劃分為1、11期槽段，根據(jù)設(shè) 備及地質(zhì)條件確定1、11期槽段開挖長度同為2.0 m。造墻機具為射水造墻機，它由正反循環(huán)泵組、造槽機、拌和澆筑 機三部分組成，各自安裝在獨立的平臺上，三個平臺均用滾輪支承在 同一條鋼軌上，鋼軌與防滲墻軸線平行，布置在墻軸線一側(cè)，施工機 械作業(yè)平臺寬度為8 m。射水造墻機安裝就位流程：平整夯實機具 作業(yè)面一鋪軌水平一造墻機就位一調(diào)校造槽機平臺水平一精調(diào)造槽 機導向門架鉛垂天輪、導向門架中心、平臺口定位中心同在一條鉛垂 線上。通過正循環(huán)泵抽吸泥漿池內(nèi)的泥漿，經(jīng)正循環(huán)管至成型器底 部噴嘴射出而產(chǎn)生的泥漿射流作用及主卷揚提落成型器產(chǎn)生的重

13、力 沖擊作用，聯(lián)合沖切、破碎地層。由于正循環(huán)流量大，槽孔內(nèi)的泥漿 射流隨成型器往復沖擊式運動而產(chǎn)生劇烈鏟動，使槽孔底部渣漿呈翻 流狀態(tài)，加上成型器底口呈倒三角形具有聚渣作用，因此，攜帶粗顆 粒的渣漿或濃度較大的渣漿因比重較大聚向槽底中心，可從反循環(huán)抽 吸口經(jīng)反循環(huán)管、砂石泵（反循環(huán)泵）抽排至排渣池，而攜帶細顆粒 的渣漿或濃度較小的渣漿可從槽口隨泥漿溢出，砂粒沉積在泥漿溝 內(nèi)，由人工清至排渣池，泥漿經(jīng)沉淀后流回泥漿池重復利用，并可充 分利用成型器自身的往復運動自行造漿，即在槽口直接往槽內(nèi)加入黏 土、燒堿等制漿材料，由成型器自行造漿，保持泥漿具有良好的固壁 性能，造槽過程中，成型器同時在不斷修整槽

14、形，使槽孔形狀呈比較 規(guī)則的矩形柱。造槽時，槽孔的各項性能指標必須滿足以下設(shè)計要求： 垂直度eW1/300；孔位偏差6W3 cm；槽孔深度：孔口底部 深入基巖以下0.5 m；槽孔寬度dN0.22 m。施工槽段成槽完工， 經(jīng)監(jiān)理確定巖層巖性，并最終確定該施工槽段成槽深度。利用設(shè)備自 身的正反循環(huán)系統(tǒng)進行換漿清孔，滿足槽內(nèi)固壁泥漿設(shè)計性能指 標，即：造漿黏土要求塑性指數(shù)大于20，粒徑小于0.005 mm，黏 粒含量在50%以上，含砂量小于5%；孔內(nèi)漿液比重YW 1.3 kg/cm3,黏度小于等于30 s，含砂量小于等于10 %；槽底 沉渣淤積厚度小于等于10 cm，接縫面刷洗質(zhì)量滿足設(shè)計要求。清

15、孔換漿工作可以結(jié)束。槽段清孔換漿結(jié)束前將鋼絲刷子安裝在成型器 上，緊貼一、二期混凝土結(jié)合面，分段上下反復提動，達到刷子上不 帶泥屑，孔底淤積不再增加，即接頭面清洗合格。采用人工推車運料 入拌和機料斗，拌和機拌制混凝土，利用澆筑機電動葫蘆下入導管、 固定在澆筑平臺上，再吊運混凝土澆筑成墻。施工方法采用直升導管 法泥漿下混凝土澆筑。對混凝土原材料質(zhì)量（425#普通硅酸鹽水泥； 碎石粒徑：1020 mm，砂料：中粗砂）、拌和（tW30 s）和澆筑 工序質(zhì)量等都要嚴格控制，按施工要求嚴格操作，對澆筑過程中所發(fā) 生的任何異?，F(xiàn)象都要密切注視，果斷采取措施，防止發(fā)生質(zhì)量事 故?；炷练罎B墻是在泥漿下灌筑混

16、凝土，本工程是采用剛性導管法 進行墻壁體灌注，混凝土豎向順導管下落，利用導管隔離泥漿，使其 不與混凝土接觸，導管內(nèi)混凝土依靠自重壓擠下部管口的混凝土，并 在已灌入的混凝土體內(nèi)流動、擴散上升，最終置換出泥漿，保證混凝 土的整體性。清孔換漿結(jié)束后，下設(shè)混凝土灌注導管，導管內(nèi)徑為200mm。導 管底部距槽孔底板不大于25 cm，當槽底高差大于25cm時，將導 管置于控制范圍的最低處。灌注前導管內(nèi)置入可浮起的隔離塞球，灌注時先注入水泥砂漿， 隨即注入足夠的混凝土，擠出塞球并埋住導管底端，避免混凝土與泥 漿混合。灌注過程中每30 min測量一次混凝土面，每2 h測量一次導管內(nèi)混凝土面，根據(jù)混凝土面上升情

17、況，決定導管的提升長度。導 管在混凝土內(nèi)的埋深最小不得小于1.0 m,最大不得大于6.0 m, 在保證埋深的前提下，隨著混凝土面的上升，用吊車提升導管，并將 頂部的部分導管拆除。槽孔內(nèi)混凝土面上升至槽口時，采用泥漿泵抽出濃漿，并提升導 管，減小埋深，增加混凝土的沖擊力，直至混凝土頂面超出設(shè)計墻頂 標高0.5 m，即可停止?jié)仓?，拔出導管?投資概算6.1編制依據(jù)江西省水利廳“贛水建管字2006 242號”文頒發(fā)的江 西省水利水電建筑工程估算定額。江西省水利廳“贛水建管字2006 242號”文頒發(fā)的江西 省水利水電設(shè)備安裝工程估算定額。江西省水利廳“贛水建管字2006 242號”文頒發(fā)的江 西省水

18、利水電工程施工機械臺時費定額。本工程設(shè)計文件及圖紙工程量。工程主要材料單價根據(jù)建設(shè)單位上報材料價格確定，次要材料 參考武寧縣2013年第四季度的市場材料價格。9.2基礎(chǔ)單價分析9.2.1人工工資工 長4.37元/工時，高級工3.93元/工時，中級工3.51元/工時，初級工2.91元/工時。10.2.2施工用風、水、電價格風0.15 元/m3水0.6元/m3電0.91 元/Kwh9.2.3主要材料估算價格主要材料與價格水平為2013年第四季度武寧縣材料市場價格作為原價，加上運雜費、運輸保險費、采購保管費構(gòu)成材料預算價格。運雜費：汽車運輸費0.6元-噸/km，裝車費5元/噸，卸車費5元/噸。9.3費用標準建筑及施工臨時工程臨時公、生活及文化福利建筑、暫不計入本工程，由中信廬山西 海項目部統(tǒng)一考慮，僅考慮臨時施工工倉庫。獨立費用建設(shè)單位項目管理費、工程監(jiān)理費、勘測設(shè)計費等暫不計入本工 程。(5)單價中的費用及計算標準序 號費用名稱計算基礎(chǔ)費率()土石方 工程砌石工程砼工 程鋼筋模板工程鉆孔灌漿其他工程安裝工程A基本直接費人工材料機械100100100100100100100B其他直接費A1.81.81.81.81.81.82.4C現(xiàn)場經(jīng)費A55.554.554.545(人工費)D間接費A+B+C554.54