壩基開挖及處理施工工藝

壩基開挖及處理施工工藝中國水電五局溧蓄C2標(biāo)項(xiàng)目部2012年4月主講人：張衛(wèi)林主要內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)施工工藝常規(guī)水電站壩基處理高壓噴射法強(qiáng)夯法一、標(biāo)準(zhǔn)施工工藝介紹標(biāo)準(zhǔn)施工工藝適用范圍：適用于巖基上水泥混凝土面板堆石壩的岸坡、建基面開挖及處理施工。施工流程：施工流程圖見右圖。施工準(zhǔn)備質(zhì)量驗(yàn)收測量放樣岸坡與壩基開挖基礎(chǔ)缺陷處理作業(yè)準(zhǔn)備：建立滿足壩區(qū)施工的測量控制網(wǎng)；完成導(dǎo)流、截流的施工，以及度汛的工程措施；了解、掌握工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料；選定棄料場，并開通棄料場的施工道路；設(shè)置攔截、排水系統(tǒng)，使壩基與岸坡開挖、基礎(chǔ)處理和其他施工作業(yè)在無水條件下進(jìn)行；挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車及其他機(jī)械設(shè)備進(jìn)場、就位，并進(jìn)行檢查、維修、保養(yǎng)；制定安全技術(shù)措施及操作規(guī)程。施工準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備：圖紙會(huì)檢：嚴(yán)格按照國家電網(wǎng)公司《電力建設(shè)工程施工技術(shù)管理導(dǎo)則》（簡稱導(dǎo)則）的要求做好圖紙會(huì)檢工作技術(shù)交底：應(yīng)按照導(dǎo)則規(guī)定，每個(gè)分項(xiàng)工程必須分級(jí)進(jìn)行施工技術(shù)交底。技術(shù)交底工作要充實(shí)，具有針對(duì)性和指導(dǎo)性，全體參加施工的人員都要參加交底并簽名，形成書面的交底記錄岸坡、壩基開挖及處理施工方案措施須報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)施工準(zhǔn)備岸坡、壩基開挖施工的測量，應(yīng)符合GB50026規(guī)定要求。應(yīng)根據(jù)測量控制基準(zhǔn)點(diǎn)，建立施工用的測量控制點(diǎn)。對(duì)所有的測量基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，并定期符合測量。應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙及測量基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行岸坡和壩基開挖，使壩軸線、范圍、高程等符合設(shè)計(jì)要求。岸坡和壩基開挖、處理后，應(yīng)測繪清基地形圖和橫斷面，按清基完成后的地形設(shè)填筑起坡樁。測量放樣應(yīng)將岸坡、壩基和鋪蓋上的樹木、草皮、亂石、墳?zāi)挂约案鞣N建筑物等全部清除。壩肩岸坡開挖應(yīng)按照自上而下的順序進(jìn)行，施工過程中形成臨時(shí)邊坡應(yīng)滿足穩(wěn)定要求。設(shè)置在巖基上的防滲體、反濾、均質(zhì)壩體與巖石岸坡結(jié)合處，必須采用斜面連接，不得有急劇變坡，更不能反坡。趾板地基應(yīng)采用預(yù)裂、光面等控制爆破技術(shù)，必要時(shí)可預(yù)留保護(hù)層，并使開挖面平順。壩基與岸坡開挖壩基與岸坡開挖岸坡和壩基應(yīng)按設(shè)計(jì)要求分區(qū)域進(jìn)行處理。應(yīng)按設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)定的要求，做好岸坡和壩基面上水井、泉眼、地道、洞穴、地質(zhì)探坑以及風(fēng)化巖石、坡積物、滑坡體等的處理。當(dāng)岸坡存在局部反坡或凹坑時(shí)，應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行削坡、填補(bǔ)混凝土或砌石處理。對(duì)開挖的最終岸坡和建基面，如裂隙發(fā)育或風(fēng)化速度較快，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求及時(shí)采取噴水泥砂漿或混凝土等保護(hù)措施。岸坡開挖面應(yīng)穩(wěn)定無松動(dòng)巖塊、危石及孤石，凹坑、反坡按設(shè)計(jì)要求處理，坡面形態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求?；A(chǔ)缺陷處理趾板部位的壩基和岸坡巖面的處理，包括斷層、破碎帶以及裂隙等地質(zhì)缺陷，必須按設(shè)計(jì)要求處理，不留后患。趾板部位巖基上的裂隙水、泉眼滲水均應(yīng)處理，做到無積水、明流，巖面清潔。岸坡趾板下游的開挖范圍及坡度，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求處理。基礎(chǔ)缺陷處理按照《水電水利基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第1部分：土建工程》DL/T5113.1規(guī)定的要求進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，主要檢驗(yàn)項(xiàng)目見表1、表2。質(zhì)量驗(yàn)收項(xiàng)類檢查項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測方法主控項(xiàng)目1.開挖坡面穩(wěn)定無松動(dòng)巖塊，對(duì)不良地質(zhì)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理觀察檢查，儀器測量及查看施工記錄與地質(zhì)報(bào)告2.平均坡度不陡于設(shè)計(jì)坡度3.保護(hù)層開挖淺孔、密孔、少藥量、控制爆破一般項(xiàng)目1.坡腳高程±20cm觀察檢查，儀器測量2.坡面局部超欠挖±2%3.半孔率節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖體＞80%觀察檢查節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體＞50%節(jié)理裂隙極發(fā)育的巖體＞20%表1岸坡開挖質(zhì)量檢查項(xiàng)目、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法項(xiàng)類檢查項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測方法主控項(xiàng)目1.保護(hù)層開挖淺孔、密孔觀察檢查與查看施工記錄，必要時(shí)進(jìn)行聲波檢測2.建基面無松動(dòng)巖塊，無明顯爆破裂隙3.不良地質(zhì)開挖處理滿足設(shè)計(jì)處理要求4.多組切割不穩(wěn)定巖體開挖一般項(xiàng)目1.孔、洞（井）或洞穴的處理滿足設(shè)計(jì)處理要求觀察檢查，儀器測量2.長或?qū)?30cm+50cm3.底部高程-10cm+20cm測量儀器、測量工具檢查4.垂直或斜面不平整度20cm用2m直尺檢查5.聲波檢測（需要時(shí)采用）聲波降低率小于10%，或達(dá)到設(shè)計(jì)要求聲波值以上儀器檢測表2壩基開挖質(zhì)量檢查項(xiàng)目、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法二、常規(guī)水電站壩基處理壩基處理內(nèi)容、施工特點(diǎn)與程序壩基與岸坡處理施工防滲體基礎(chǔ)蓋板施工基坑排水與滲水處理主要內(nèi)容1.壩基處理內(nèi)容、施工特點(diǎn)與程序壩基處理施工內(nèi)容:清理地表物及軟弱覆蓋層；壩基坡段巖石和修整砂礫石壩基；防滲體部位壩基和岸坡巖石面封閉及順坡處理；明挖截水槽；基坑排水及滲水處理。壩基處理施工特點(diǎn)

壩基和岸坡開挖處理是壩體施工關(guān)鍵路線上的關(guān)鍵工作，工期緊迫。施工程序受導(dǎo)流方式和壩區(qū)地形的制約，河床部分的處理需在圍堰保護(hù)下進(jìn)行。防滲體部位的壩基和岸坡處理技術(shù)要求高，應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。施工場地一般較狹窄，工程量集中，工序多，多交叉施工，相互干擾較大，施工受滲水和地表水的影響。因此，要合理安排開挖程序，規(guī)劃布置好施工道路和排水系統(tǒng)。工期安排和施工機(jī)械設(shè)備的數(shù)量要留有足夠的富余，以免氣象及地質(zhì)情況變化，工程量增加，或因停電等意外事故延誤工期。壩基處理施工特點(diǎn)

壩基處理施工程序一般開挖時(shí)自上而下、先岸坡后河床。在河床比較開闊、上下施工干擾能夠避免的場合，河床臺(tái)地與岸坡也可同時(shí)開挖。施工程序要與導(dǎo)流方式相協(xié)調(diào)。采用一次斷流施工時(shí)，可在導(dǎo)流洞施工期間，同時(shí)處理在常水位以上兩岸壩肩，截流以后處理水位以下兩岸及河床基礎(chǔ)。采用分期導(dǎo)流施工時(shí)，河床截流前應(yīng)完成一期基坑及兩岸的地基處理，截流后進(jìn)行二期基坑地基處理。堆石體岸坡的開挖清理工作，宜在填筑前一次完成；對(duì)于高壩，在地形、地質(zhì)及工期安排允許的情況下，可按年度分階段進(jìn)行，但要解決好開挖與填筑的相互干擾，避免邊填筑邊開挖的現(xiàn)象。要考慮水文氣象條件對(duì)處理施工的影響。應(yīng)充分利用枯水季節(jié)處理河床部位，盡量減少截流后的基坑工作量。壩基開挖料可以用于壩體填筑的，應(yīng)安排好填筑部位，盡量做到開挖料直接上壩填筑，減少壩外堆放、二次回采方量；不能用于壩體填筑的料物，應(yīng)盡量作為圍堰或其他臨建工程的填方，或安排好棄料場地。壩基處理施工程序壩基固結(jié)灌漿和帷幕灌漿施工安排：壩下未設(shè)灌漿廊道的工程河床段，壩基固結(jié)灌漿、帷幕灌漿宜在壩體填筑前完成，也可在心墻填筑到一定高程時(shí)進(jìn)行河床段灌漿施工。岸坡灌漿可以和下部填筑平行進(jìn)行，但不得影響防滲體填筑期。還要注意將廢水、廢漿排至大壩以外。對(duì)設(shè)置灌漿廊道的工程，帷幕灌漿施工和填筑作業(yè)可以同時(shí)進(jìn)行，但也應(yīng)與水庫蓄水過程相協(xié)調(diào)。壩基處理施工程序施工場地布置:運(yùn)輸線路布置：道路縱坡可取12%～15%，狹窄地段局部可達(dá)20%左右，道路宜修筑單行道，布置成循環(huán)式，坡面上一般不布置回頭彎道。排水系統(tǒng)布置：內(nèi)外水分開，設(shè)截水槽；上下游水分開，設(shè)置集水井?；A(chǔ)面施工:應(yīng)將樹木、草皮、亂石及各種建筑物全部清除；表層黏土、淤泥、細(xì)沙、耕植層均應(yīng)清除；風(fēng)化巖石、坡積物、殘積物、滑坡體等按設(shè)計(jì)要求處理；水井、泉眼、洞穴及勘探孔洞、豎井、試坑均應(yīng)徹底處理。壩基與岸坡處理施工壩殼區(qū)基礎(chǔ)面處理：非巖石基面處理：河床覆蓋層按要求開挖至合適基礎(chǔ)后，挖坑取樣進(jìn)行試驗(yàn)，然后根據(jù)規(guī)范要求用振動(dòng)碾進(jìn)行壓實(shí)，即為壩基基礎(chǔ)。對(duì)于土基礎(chǔ)在對(duì)其表面清理后，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行壓實(shí)或不作壓實(shí)。巖基面處理：清除植被及表面松散浮渣等以后，可以填筑基礎(chǔ)。對(duì)于較大的凹坑、陡坎和陡坡，按設(shè)計(jì)要求予以適當(dāng)處理（混凝土或漿砌石補(bǔ)填或者消除），填筑堆石時(shí)，注意避免大塊料的集中和適當(dāng)補(bǔ)充小粒徑料?；A(chǔ)面施工防滲體基礎(chǔ)處理：表面修整：修整平順局部的凹凸不平的巖面，即鑿除明顯的臺(tái)階、巖坎、反坡，清除表面巖坎、浮渣，用混凝土填補(bǔ)凹坎等，以達(dá)到適當(dāng)?shù)耐庑屋喞?。?duì)于可能風(fēng)化的巖土面預(yù)留保護(hù)層或進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)?；A(chǔ)面施工巖面封閉：對(duì)于高壩和節(jié)理裂隙發(fā)育、滲水嚴(yán)重的低壩地基，防滲體（包括反濾）基礎(chǔ)一般用混凝土板封閉巖面并作為基巖固結(jié)灌漿和帷幕灌漿作業(yè)的蓋板。混凝土蓋板上一般不設(shè)齒槽和齒墻。蓋板可視基巖情況縱橫變坡，但應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范的變坡規(guī)定和保證機(jī)械順壩坡方向碾壓作業(yè)。也有用噴混凝土、噴刷水泥砂漿封閉巖面的實(shí)例。刷水泥砂漿是將水泥砂漿（一般是用1份水泥、2份砂配置）用剛性刷刷入巖面裂隙和小孔洞中，以在蓋板灌漿時(shí)止?jié){用。防滲體基礎(chǔ)處理巖面封閉：對(duì)于低壩巖石地基，當(dāng)巖石較完整且裂隙細(xì)小時(shí)，在清理節(jié)理、裂隙內(nèi)的充填物后，沖洗干凈，用混凝土或砂漿封閉處理張開的節(jié)理裂隙和斷層。防滲體基礎(chǔ)處理在基礎(chǔ)開挖到建基面及作好斷層、裂隙等缺陷處理后，人工清理浮渣，用高壓風(fēng)、水清洗巖面，排除積水，處理好滲水。對(duì)于砂礫石地基上的蓋板，其建基面按設(shè)計(jì)要求處理。建基面上的凹坑超過設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)用混凝土或漿砌石填補(bǔ)，或處理成緩坡區(qū)段。防滲墻基礎(chǔ)蓋板施工對(duì)于坡度較緩的混凝土蓋板可采用跳倉澆筑順序，表面不立面膜；當(dāng)坡度較陡時(shí)應(yīng)從下而上依次澆筑，或分段從下向依次澆筑，一般當(dāng)坡度大于20°時(shí)應(yīng)立模澆筑，以保證混凝土振搗密實(shí)。有條件時(shí)可采用吊罐、皮帶機(jī)、溜槽等布料方案，澆筑小坍落度的二級(jí)配或三級(jí)配混凝土；斜坡部位也可采用混凝土泵入倉。蓋板施工中要特別注意下部巖石中裂隙水的排放和蓋板按接縫處理。防滲墻基礎(chǔ)蓋板施工

土石壩基坑經(jīng)常性排水方法主要有明溝排水、深層（管井）排水、井點(diǎn)排水等方法。當(dāng)從地基直接排水無破壞性滲透變形時(shí)，可采用明溝排水法；砂礫石強(qiáng)透水層地基宜采用深層排水法，一定條件下，土層地基也可采用這一方法；砂層特別是“流砂”地基應(yīng)采用井點(diǎn)排水法。對(duì)滲水量大的深基坑采用輻射井排水方法可取得理想效果。填筑土料或澆筑混凝土蓋板以前，基巖面裂隙和泉眼滲水要認(rèn)真處理?；优潘c滲水處理工程常用復(fù)合地基方法擠密法振沖法灌漿法高壓噴射注漿法深層(水泥土)攪拌法水泥粉煤灰(CFG)碎石樁三、高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法高壓旋噴注漿法始創(chuàng)于日本，它是在化學(xué)注漿法的基礎(chǔ)上，采用高壓水射流切割技術(shù)而發(fā)展起來的。高壓噴射注漿就是利用鉆機(jī)鉆孔，把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液成為20Mpa以上的高壓射流，從噴嘴中噴射出來沖擊破壞土體。部分細(xì)小的土料隨著漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力，離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，便在土中形成一個(gè)固結(jié)體與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少地基的變形，達(dá)到地基加固的目的。適用土質(zhì):

淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。適用的工程：地基處理深基坑側(cè)壁擋土或擋水工程基坑底部加固減小振動(dòng)及防止液化防止管涌與隆起的地基加固大壩加固與防水帷幕等工程河堤、橋渡及水工建筑物基礎(chǔ)防沖刷地下工程建設(shè)適用范圍單管漿液雙管內(nèi)漿外氣三管氣水漿旋噴注漿流程示意圖三重管旋噴注漿示意圖良好的可噴性：可用流動(dòng)度或粘度來評(píng)定，一般采用1:1～1:1.5的水灰比可保證較好的噴射效果。足夠的穩(wěn)定性：指漿液在初凝前析水率小、水泥的沉降速度慢，分散性好以及漿液混合后經(jīng)高壓噴射不改變其物理化學(xué)性質(zhì)。穩(wěn)定性可用析水率評(píng)定。氣泡少：應(yīng)選擇非加氣型的外加劑。合適的膠凝時(shí)間：膠凝時(shí)間是指漿液開始配置到與土體混合后逐漸失去流動(dòng)性的這段時(shí)間。受配方、外加劑的摻量、水灰比和外界溫度影響。漿液材料與配方要求良好的力學(xué)性能：用抗壓強(qiáng)度度量，受漿材品種、漿液的濃度、配比和外加劑影響。應(yīng)選擇性能良好的漿材品種。無毒、無臭:對(duì)環(huán)境無污染、對(duì)人體無害，凝膠體為不溶、非易燃、易爆的。漿液對(duì)注漿管無腐蝕性并容易清洗。結(jié)石率高：固化后的膠結(jié)體具有粘結(jié)性，能牢固地與土粒相粘結(jié)。要求耐久性好，能長期耐酸、堿、鹽及生物細(xì)菌等腐蝕，且不受溫度、濕度影響。漿液材料與配方要求國內(nèi)較常用的摻有外加劑的噴射漿液配方表三、強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法是使用起重設(shè)備，將大重量（80～300kN）和一定外形結(jié)構(gòu)規(guī)格的夯錘起吊至某一高度（一般為6～30m）后，自由下落，給地基土以強(qiáng)大的沖擊能量的夯擊，使地基土產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和很高的動(dòng)應(yīng)力，從而在一定范圍內(nèi)使土體的強(qiáng)度提高，壓縮性降低。強(qiáng)夯法的機(jī)具設(shè)備夯錘：錘重：80～250kN；最大2000kN夯錘材料：鑄鋼；鋼板外殼，內(nèi)筑混凝土夯錘底面構(gòu)造：錘底圓形，靜壓力值25～40kPa，排氣孔徑250～300mm強(qiáng)夯法的設(shè)備與施工夯錘強(qiáng)夯法的機(jī)具設(shè)備起重機(jī)：履帶式、輪胎式吊車自動(dòng)脫鉤裝置：特制的鎖卡焊合件；定高度自動(dòng)脫錘索強(qiáng)夯法的設(shè)備與施工單擊夯擊能/kN·m碎石土、砂土等粗粒土粉土、粘性土、濕陷性黃土等細(xì)粒土10005.0～6.04.0～5.020006.0～7.05.0～6.030007.0～8.06.0～7.040008.0～9.07.0～8.050009.0～9.58.0～8.560009.5～10.08.5～9.0800010.0～10.59.0～9.5強(qiáng)夯法的有效加固深度確定每個(gè)夯點(diǎn)重復(fù)夯擊遍數(shù)由夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，須同時(shí)滿足以下條件：最后兩擊的平均夯沉量單擊夯擊能＜4000kN時(shí)50mm單擊夯擊能＝4000～6000kN時(shí)100mm單擊夯擊能＞6000kN時(shí)200mm夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難夯點(diǎn)平面布置及夯擊遍數(shù)

夯點(diǎn)的平面布置應(yīng)根據(jù)建筑物的基底平面形狀確定，常采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。對(duì)條形基礎(chǔ)，采用點(diǎn)線插檔法布置；對(duì)于大面積基礎(chǔ)，采用正方形布置；對(duì)于樁基礎(chǔ)，采用點(diǎn)夯法夯擊，也可沿柱列線布置。每個(gè)基礎(chǔ)或縱橫墻交接處應(yīng)設(shè)置對(duì)稱夯點(diǎn)，故常采用三角形布置。夯擊范圍：

超出基礎(chǔ)外緣的寬度為設(shè)計(jì)處理深度的1/2～2/3，但宜≥3m。適用的地基土質(zhì)：孔隙大而疏松的碎石土、砂土及建筑垃圾，低