永乐水电站厂房尾水渠砼防液化墙工程.doc

永乐水电站厂房尾水渠砼防液化墙工程竣 工 报 告中国水利水电局二OO三年六月批准：编写：较核：目录1 工程概况2 施工依据3 完成得工程量4 防液化墙施工方法5 施工进度及工期6 施工成果7 施工质量8 施工安全9 结论1 工程概况1. 1工程概况永乐水电站位于四川省乐山市金口河区内大渡河干流上，距乐山市180km，距金口河区1.5km。电站装机54kw，由取水口、引水隧洞、地面厂房和地下厂房、调压井、压力管道登主要建筑物组成。取水口位于金口河大河湾上游，引水隧洞长约5km，获取水头约30m，发电厂房位于金口河区永和镇，大渡河左岸牛落沟口上游侧一转折处。砼防液化墙工程是永乐水电站得尾水渠修建砼围封墙，限制厂基深埋得砂层在VII度地震作用下液化时发生侧流，使地基得剪切变形受到约束，避免厂房因大量沉陷而破坏。1. 2工程地质情况厂区地层结构复杂，为第四纪松散堆积层，主要成因类型有冲积漂卵石层、粉细砂层、洪积块淬石及破积层登。从下而上可分三大层：（1）I层含漂砂卵石层（alQ14）：厂房区以冲积含漂砂卵石为主，局部夹薄层粉细砂，厚1016.1m，顶面出露高程547.38553.84m，透水性强，承土力较高。该层在破体内侧混有洪积石土及薄砂层透镜体，层次结构较复杂。（2）II层粉细砂层（alQ24）：该层厂址区以粉细砂为主，局部夹粉质壤土层或含碎（砾）石土层，层厚714m。山体内侧由于洪积块碎石土的混入，该层厚度仅5.96m主要成分为粉细砂夹碎石土。（3）III层（alQ34）：坡体前缘较薄，以冲积卵石夹砂为主，后缘渐增厚，渐变为洪积碎石土层夹粉砂土层为主，厚度变化大，约1830m。（4）施工中遇到的地质情况远比以上设计提供的要复杂的多（详见附件：地质剖面图），使施工难度、施工方案及施工工期发生很大改变。1.3施工处理方案II层粉细砂层（alQ24）位于主厂房建基面高程附近，其物理力学指标低，物理力学试验：d50=0.120.2mm，粘粒含量5.514%，干密度1.561.64g/cm3，孔隙比0.50.74，压缩系数a1-2=0.10.15Mpa-1，为稍密至密实的中压缩性砂层，以物理力学指标判断为易液化砂。标准贯入试验击数均低于液化临界标贯击数，室内动三轴试验的动强度比，经工程类比亦接近于液化指标。经业主、设计和监理研究决定采取砼防液化墙进行防液化工程加固处理，即采用厚度为60cm的地下砼连续墙的处理形式,砼强度为R28=20Mpa。砼防液化墙轴线距尾水渠边缘12.7m，由轴线长度121.4m，墙体穿过该粉细砂层，嵌入含漂砂卵石层2m以上。1.4参建单位 建设单位：四川乐山永乐电力开发有限责任公司； 设计单位：中国华西工程设计建设总公司（集团）； 监理单位：四川水电工程建设监理公司永乐水电站工程监理部； 施工单位：中国水利水电局第一工程处永乐项目经理部。2 施工依据2.1四川省乐山市永乐水电站厂房尾水渠砼防液化墙工程施工合同2.2水利水电工程混凝土防液化墙施工技术规范（SL174-96）2.3永乐水电站厂房尾水渠混凝土围封墙布置图（1/3）(2/3)(3/3)（2002年10月）2.4永乐水电站厂房尾水渠防砂层液化的砼围封墙的施工技术要求（2002年10月）2.5中国水利水电基础工程局企业技术标准2.6中国水利水电基础工程局质量体系文件2.7四川省乐山市永乐水电站尾水渠砼防液化墙工程施工组织设计2.8四川省乐山市永乐水电站尾水渠砼防液化墙工程施工细则3.完成的工程量本工程计划完成防液化墙起止桩号为0-042.7040+080.294m，防液化墙轴线长度122.998m，工程量为防液化墙造孔3689.94m2，根据现场实际和地质地层情况，设计变更后，实际完成防液化墙起止桩号为0-036.4540+077.084m，防液化墙轴线长度113.54m，最大墙深30.0m，平均墙深26.3m，平均墙厚0.68m,防液化墙造孔3317.69m2、成墙面积2565.62m2、混凝土浇筑1811.86m3。具体完成工程量情况见下表1。表1 永乐水电站尾水渠砼防液化墙工程完成工程量汇总表序号项目名称工程量1临建导向槽、施工平台浇筑690m32施工平台土方回填15022.97m3施工平台土方开挖5654m33防液化墙墙体总长113.54m4槽孔个数20个5造孔面积3443.7m26成墙面积2565.62m27固化灰浆275.8m28砼浇筑方量1821.9m24.防液化墙施工方法4.1成槽方法由于本工程的上部地层为回填层、底部为砂卵石层、粉细砂层及漂卵石层，使用两台液压抓斗和冲击钻联合作业成槽。液压抓斗较适合砂卵石地层抓取成槽，效率很高，是其他设备不能比拟的。因此，本工程混凝土防液化墙采取钻抓成槽法。两台抓斗斗体宽度为2.6m，因此每一槽孔均采用先由冲击钻钻进导孔，后由抓斗多次抓取成槽法。施工分两序施工：先施工一期槽，再施工二期槽；根据施工情况，槽孔先由冲击钻钻打两端及中间导孔，再由抓斗抓取导向孔间的土体，或者采用“先抓两边，后抓中间”的方法直接由抓斗抓取成槽；同时遇到难抓的地层时，由冲击钻进行辅助冲击破碎以后，再由抓斗将土体抓出槽孔；遇到抓斗无法成槽的，直接由冲击钻成槽。冲击钻和抓斗的联合作业，大大提高了成槽效率。防液化墙施工采用膨润土泥浆护壁，HB-12型和BAUER BS-655型两台履带式起重主机配厚度为60cm的液压抓斗，以及八台CZ-22A、CZ-22B型钢绳冲击钻机，即采用冲击钻机、抓斗“钻抓法”和抓斗“纯抓法”成槽，清孔使用抓斗“捞抓法”和“抽筒法”清孔换浆，砼浇筑为泥浆下“直升导管法”浇筑成墙，墙段连接使用“接头管法”和“套打法”。其防液化墙施工工艺流程图如图1。4.2施工临建根据工程施工需要，分别建造施工平台、导向槽（钢筋砼导墙）、泥浆系统、混凝土拌和系统、水电系统、临时生活设施和施工道路等临时设施。4.3槽孔划分槽段划分根据实际情况确定，要综合考虑地质、成孔机械的工效、浇筑砼面上升速度、墙体稳定性等多种因素。其原则式直要不塌孔尽量长一点，有利于加快施工进度。根据本工程采取施工设备的不同，结合原基坑填筑情况、地层情况以及施工经验，在保证槽孔壁稳定的前提下，一期、二期槽段长度划分均为6.4m，在回填部分较为疏松的槽段调整为5.8m。因此，桩号0-036.4540+077.084轴线共划分为20个槽段。所有槽段分两序孔进行施工：先施工I期槽段，再施工II期槽段（编号为双数的为I期槽段、编号为单数的为II期槽段），再每个槽段施工顺序为“先打主孔，后抓副孔”或“先抓两端，后抓中间”的施工程序。施工现场回填水电、制浆站、拌和站制安导向槽建造冲击钻抓斗成槽冲击钻打主孔II期槽抓斗抓副孔I期槽I期槽刷洗砼接头清孔、槽孔验收II期槽砼拌和、泵送下浇筑导管下设接头管I期槽浇筑水下砼拔接头管或套打接头II期槽混凝土浇筑结束，转下一槽孔4.4槽段连接接头孔、套打孔为保证墙体的完整性，采用较先进的接头方法“接头管法”进行槽段连接：即再一期槽孔浇筑前，再槽孔两端下设600mm的钢管，待混凝土初凝后，按一定速度将其拨起，形成砼接头孔；由于受场地条件的限制，“接头管法”施工给现场的施工带来极大的不便，影响了其他槽段的施工，于是改用“套打一钻法”进行槽段的连接。二期槽孔浇筑前使用钢丝刷刷洗接头孔两端的砼，直至钢丝刷不带泥屑、孔底淤积不再增加为止，浇筑砼与之连接。I、II期槽孔连接见下图2。II期槽孔 6.4mI期槽孔 6.4mI期槽孔 6.4m4.4墙体材料及砼浇筑方式4.4.1墙体材料防液化墙墙体材料采用素混凝土，墙体素混凝土控制指标为：R2820Mpa。4.4.2砼浇筑方式防液化墙砼浇筑为泥浆下“直升导管法”浇筑。根据槽段深度配置相应长度的导管（240mm）逐节下入槽孔中，开浇时使用橡皮球放入导管中隔离泥浆，砼浇注靠砼的自重压力自行分散密实，根据砼上升面起拔和拆卸再砼中的导管，砼浇筑要求连续、均匀上升，直至达到设计高程终止砼浇筑，拔起导管。砼浇筑工艺流程为：砼拌和 砼泵 泵管 孔口储料斗 分馏槽 漏斗 导管 槽孔 测量砼顶面深度 起拔拆卸导管。5.施工进度及工期永乐水电站厂房尾水渠砼防液化墙，根据业主的工期要求，该项工程2003年2月5日完工。本工程从2002年10月8日签订施工承包合同，并组织施工人员、设备进场；10月26日开始进行相应的施工临建，经过15填的施工前期准备工作和施工临建，于2002年11月10日正式开工，导2203年2月3日防液化墙工程全部竣工，施工历时85填，比合同工期提前了两天完成砼防液化墙的施工任务，确保了永乐水电站后序工程的施工。永乐水电站厂房尾水渠砼防液化墙施工进度详见表2：永乐水电站厂房尾水渠砼防液化墙工程工期短，要求在2003年2月份前完成坝体防液化墙工程的施工任务；地层地质条件极其复杂，施工场地狭窄，非常不利于大型设备作业；尤其是槽段再砂砾层中抓进时，漏浆、塌孔特别严重；地层中打块超径块石较多，最大漂石厚度长达1.8m，厚度0.63m，宽度1.2m；这些给正常施工带来了极大的困难。为此，我们采取了切实有效的施工措施，调整了施工方案，有效地发挥了各种优势，激发了职工的积极性，在工程后期打打地加快了施工进度，提前完成了施工任务。实际工效为：2002年，从11月10日12月31日共51填，因受复杂的地质地层原因，完成防液化墙槽段2个，完成384m2，砼浇筑方量为205.86m3，施工工效仅为7.5m2/台日。为确保工期，我方暂不计工程成本的增加，增加了大量的先进设备，增调了大量的操作工人。2003年，从1月1日2月3日共34填完成防液化墙槽段18个，相当于近两天完成一个槽段，挽回了工期损失，确保了工程工期。2003年完成2933.69m2，砼浇筑方量为1606m3，施工工效为43.1m2/台日。本工程从2002年11月10日开工2003年2月3日完工平均工效为：抓斗19.5m2/台日，冲击钻机3.53m/台日。6.施工成果 6.1孔形6.1.1孔位偏差：施工前，对施工轴线进行测量放样，然后根据放样修筑导向槽，抓斗严格按轴线和标识进行施工，孔位偏差均满足设计要求，合格率100%。6.1.2槽孔孔深：本工程抓斗施工的槽段共21个，终孔最大深度为30.0m，最小的深度为25.0m，孔深均满足设计要求，合格率100%。6.1.3进入漂卵石深度：21个槽段中墙体进入漂卵石最大深度为7.5m，最小深度为2.0m，平均入岩深度为3.51m，均满足设计要求。6.1.4孔斜率：21个槽段孔斜率均小于0.4%，满足设计和规范要求。6.1.5墙体厚度：最大墙厚为0.77m，最小墙厚为0.62m，平均厚度为0.68m，均满足设计要求。6.2清孔换浆6.2.1根据各槽段清孔换浆后对泥浆的性能检测结果，各项性能指标均符合设计和规范要求。统计结果见表3。制备泥浆共计5485.6m3。6.2.2接头洗刷：二期槽孔接头孔壁洗刷干净，刷子钻头基本不带泥屑，孔底淤积不再增加，符合设计和规范要求。6.4混凝土浇筑6.4.1原材料：A. 水泥：由业主提供的乐山华强水泥厂生产的东森牌P.O.32.5普硅水泥。经检验水泥物理力学指标符合GB175-1999标准。B. 砂石膏料：由业主提供，质量满足要求，骨料最大粒径不大于40mm，含泥量3%，经检验砂石骨料主要物理性能满足JGJ52-92标准。C. 水：深井取自深层地下水。D. 外加剂：彭山出的混凝土早强泵送剂。表3 清孔泥浆性能指标统计表性能指标最大值最小值平均值备注比重（g/cm3）1.161.091.13粘度（s）27.82426.12含砂度（%）3.81.52.55淤积厚度（cm）8.53.05.736.4.2墙体材料配合比按照设计提供的混凝土的性能指标要求：抗压强度：R2820Mpa，结合现场的原材料，委托水电七局实验室进行配合比试验，确定施工配合比详见表5。表 5 防液化墙混凝土配合比项目名称水泥水砂石子外加剂水灰比砂率1m3砼材料用量（Kg）34416570212492.410.4836%配合比1：0.37：1.58：4.10：4.10：0.00346.4.3混凝土制作及运输根据现场条件，在尾巴水渠下游左侧处建造混凝土搅拌站，集中搅拌混凝土，用砼泵输送到各槽段孔口浇筑。搅拌站安装1台JS-750型强制式搅拌机，由专人负责混凝土的搅拌。装载机上料，HPD1200型混凝土配料机电子自动控制配量。专职人员控制原材料及熟料的质量，不合格的原材料不得进入施工现场，不合格的熟料不得进入槽孔。拌制砼共计1811.86m。6.4.4混凝土浇筑砼浇筑采用泥浆下“直升导管法”，浇筑导管采用内径240mm的无缝钢管。A、 导管及接头管的下设在一期槽孔浇筑时，为保证一期槽孔与二期槽孔的搭接厚度，在一期槽孔两边下设600mm的接头管，下设过程中根据孔深合理配置接头管，确保接头管下至孔底。一期槽孔导管距接头管为1.01.5m，二期槽孔导管距一期槽端0.51.0m，相邻两导管之间的距离小于或等于3.50m，导管下端距孔底1525cm。B、 混凝土浇筑混凝土开浇前，将导管内先放入隔离球，然后通过溜槽将混凝土流入导管内，混凝土压着隔离球下沉至孔底，使混凝土与泥浆隔离开来，待导管内充满混凝土以后，隔离球脱离导管底部，导管内混凝土流入槽孔埋住导管底口。浇筑开始时，首先要拌制1.52.0m3砂浆，放入漏斗中，待储料仓好后， 开始浇筑。正式浇筑前先测试骨料的含水量，按其测试结果进行拌和试验。开浇时在机口取样，测试混凝土的塌落度、扩散度试验。塌落度控制在1822cm范围内，扩散度控制在3440cm范围内。砼塌落度、扩散度统计结果见表6。表6 砼塌落度、扩散度统计表性能指标最大值最小值（cm）平均值（cm）备注塌落度221920.15扩散度403437.81开浇后保证砼的连续供应，槽孔内砼面上升速度不得低于2m/h，浇筑时严格控制导管埋入混凝土的深度为1.06.0m。槽孔内混凝土面高差不大于0.5m，每30min测量一次混凝土面的深度，终浇高程按高于墙顶高程0.5m控制。砼浇筑导管距离端孔：I期槽孔最大不超过1.5m，II期槽孔最大不超过1.0m，；导管间距最大3.5m，最小2.2m，均满足设计和规范要求。砼浇筑上升速度最大6.06m/h，最小3.07m/h，平均4.46m/h，均满足设计和规范要求。砼浇筑过程中，根据砼上升速度起拔导管，导管埋深最大6.0m，最小1.2m，导管埋深均满足规范要求。并根据混凝土初凝时间指导起拔接头管，防止铸管现象的发生，同时又不能起拔太早，如果起拔太早，会由于混凝土没有初凝，强度低，起拔接头管将会导致砼塌落，从而不能形成接头孔。整个浇筑过程中，孔口由技术人员严把质量关，详细记录砼浇筑过程，准确计时计量，严格控制砼浇筑过程中的各个施工环节，做到了配料准确，搅拌均匀，浇筑速度快，质量好。因此，21个槽段砼浇筑都十分成功，砼浇筑各项指标符合设计和规范要求，砼浇筑连续，没有断开脱离现象，墙体连续完整。7.施工质量7.1施工质量控制在施工过程中严格实行“三检制”，即由机班组初检，专职质检员复检，质检员会同监理工程师终检的质量管理机制，施工中严把质量关，执行质量“一票否决权”，不合格者坚决不得进行下一道工序施工。防液化墙施工过程控制检查项目及标准见下表7，严格按照标准进行工程检查和验收，经验收合格方可进行下道工序施工。每个槽孔的主孔抓至漂卵石后，现场取样，由三方工程师（设计、监理和施工）共同进行地层鉴定，确保墙体进入漂卵石的深度。待主、副孔终孔后进行终孔验收。终孔验收项目有孔位、孔深、槽宽、孔斜、入岩深度。孔位中心偏差不大于3cm，孔深应满足设计要求，孔斜率不大于0.4%，孔斜偏差采用重锤原理进行测量。一、二期槽孔接头孔孔位中心任意深度的偏差不大于墙厚的1/3，槽孔宽度不小于60cm。终孔验收合格后方可进行清孔验收，清孔合格标准为：淤积厚度不大于10cm，泥浆密度1.3g/cm3；泥浆粘度30s；含砂量10%。在浇筑过程中，严格控制混凝土的和易性和各种材料的加入量，对成品混凝土进行抽样检查，每个槽孔砼浇筑时均进行了砼试块取样，以检测混凝土力学指标。混凝土的原材料亦按规范要求进行抽样检验。防液化墙施工中的各工序检验的各项技术指标均符合设计和规范要求。表7 混凝土防液化墙质量检测项目及标准序号项目质量标准1造 孔槽孔中心偏差32槽孔孔径宽度60cm3孔斜率0.4%，特殊情况0.6%4槽孔深度符合设计要求5清 孔接头洗刷刷子基本不带泥屑，孔底淤积不再增加6孔底淤积10cm7孔内泥浆密度1.3g/cm38孔内泥浆含砂量10%9孔内泥浆粘度30s10混 凝 土 浇 筑导管间距与埋深两导管间距3.5m，导管距孔端：I期槽孔1.01.5m；II期槽孔0.51.0m，埋深小于6.0m，但大于1.0m11混凝土面上升速度2m/h，或符合设计要求12混凝土塌落度1822cm13混凝土扩散度3440cm14浇筑高程符合设计要求15混凝土物理力学指标满足设计要求16施工记录、图表齐全、准确、清晰7.2单元工程质量检验评定情况本工程按照原水利电力部水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（SDJ249-88），对防液化墙20个单元工程逐项进行质量检查和测试，20个单元全部合格，其中20个单元评定为优良，本项工程评定结果为：合格率100%，优良率100%，评定结果说明永乐水电站厂房尾水渠砼防液化墙施工质量优良。7.3现场开挖检查情况2003年2月10日水电七局项目部将上部墙体已经开挖暴露出来，通过直观可以看到防液化墙砼浇筑质量和砼接头的连接情况：防液化墙墙段连接好，衔接质量高，墙面光滑，密实度好，砼未出现夹泥、蜂窝、麻面、空洞、脱节现象。现场开挖检查说明：墙体连续、完成，成墙质量高。7.4砼试块的试验结果未了检验浇筑槽孔素混凝土的抗压的性能指标是否满足设计要求，再每个槽段浇筑过程中，再孔口随机取样，成型后进行标准养护，达到龄期后进行了砼抗压性能指标的检验和试验。将砼抗压试件送至中国水利水电七局实验室进行检验，对其性能指标检验和实验的结果统计如下：本工程使用15cm15cm15cm立方体试模成型按每个槽段取一组试件（3块）。，共计20组抗压试件，进行了28d龄期抗压强度试验。试验结果统计得出：最大值R28max=23.5Mpa，最小值R28min=20Mpa，平均抗压强度最大值R28=21.2Mpa，标准差=0.76，离差系数Cv=0.036，强度保证率P=100%，砼抗压强度指标完全满足R2820Mpa的设计要求，合格率100%，砼质量优良。由于塑性混凝土强度远低于普通混凝土，参照一些低标号砼施工质量控制水平，根据工程的经验，塑性砼施工质量控制水平的好坏一般可以参照如下表8中的标准进行质量平定。表8 R285Mpa的砼施工质量控制水平评定标准