围堰高压旋喷桩施工方案

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1、*工程进水池围堰旋喷桩施工方案编制人:审核人:审批人:*集团有限公司*工程项目经理部二O二一年三月十五日第一章、工程概况老放水洞现状总长205m,分为进口段D0+000D0+020,廊道倒虹段 D0+020D0+135，下游段 D0+135D0+180、出口段 D0+180D0+205。放水洞1960年建成，放水洞采用浆砌石拱涵，廊道内宽2.66m,总高3.4m， 拱圈半径1.33m；内置砼管，砼管内径为1.5m，砼管外径为2.54m，砼管壁厚 0.52m。进口底高程108.0m,出口底高程为105.50m。在上游坝坡设有竖井1座， 内径2.5m，内设1.5X1.8m平板钢闸门。老放水洞始建地

2、基情况：老放水洞为劈山清基而建，设计基础位于页岩微风 化带上。始建清基时发现沿轴线页岩出露高程不一致，形成了一条垂直轴线的沟 形地基，故在施工时将放水洞D0+020D0+135段做成一段倒虹吸。第二章、自然条件1、水文气象卧虎山水库位于济南市南郊，该区域属暖温带大陆性季风气侯，四季分明， 夏季受热带、副热带海洋气团影响，炎热多雨，光照充足，多偏南风；冬季受极 地大陆气团控制，寒冷干燥，多偏北风。根据济南水文站多年的实测系列统计， 多年平均气温14.6C, 1月最冷，平均气温-1.9C, 7月气温最高，平均气温 27C，极端最高气温42.5C，极端最低气温-16.7C，最大风速33.3m/s。流

3、域 内多年平均降水量719.6mm，降水量年际变化较大，最大年降水量为1416.9mm（1964年），最少年降水量为373.5mm（1968年），最大年份是最小年份的3.79 倍。降水主要集中在69月份，多年平均69月降水量为532.9mm，约占全年 总降水量的 74.1%。根据以上资料，考虑到汛期度汛、降雨、低温等对工程施工 的影响，确定年有效施工天数约为 250天。2、工程地质（1）地形地貌坝址区位于玉符河的上游，地势由东南向西北渐低，相对高差达300400m, 地貌类型为低山区。大坝右岸为卧虎山，呈椭圆形，长轴近东西向，长约 2500m， 宽约1500m，最高山顶高出河床243m,与坝头

4、接触处为坡度80左右的陡壁。（2）地层岩性 工程区出露的地层主要为中、下寒武系地层。下寒武系地层包括馒头组页岩、 泥质灰岩、毛庄组页岩等。中寒武系地层包括徐庄组页岩、砂质云母页岩夹薄层 泥灰岩，张夏组结晶质鲕状灰岩、石灰岩和泥质条带灰岩等。第四系地层包括冲 洪积。（3）水文地质条件该区地下水按埋藏条件可分为孔隙水和基岩裂隙水两类。孔隙水埋藏在河床 砂砾石层中，为潜水，阶地段孔隙水具承压性，水量丰富，渗透系数范围值 4.54 X10 -2 1.16x10-i cm/s,具强透水性。裂隙水埋藏在中寒武系徐庄组页岩和鲕 状灰岩裂隙中，分布在河谷底部及两岸的斜坡地段。由于页岩发育张节理，强、 中等风化

5、带尤甚，导水性强。第三章、编制依据1、施工图纸。2、国家和地方相关规范及行业标准。3、本公司所具备的能力、经验和企业质量标准，现场施工管理有关规定。4、施工调查及现场踏勘。第四章、准备工作1、围堰施工前，在全面熟悉设计出具的初步设计方案及本围堰施工方案， 进行现场核对和施工调查。2、进行现场勘察、查看现场水文地质情况，选择、准备好合适的材料。3、根据图纸及工作面等进行测量放样、确定出围堰位置区域。4、选择合适的机械设备（包括挖掘机、装载机、渣土车、打夯机、水泵等）、 材料（包括防渗膜、土工布、编织袋等），人员就位，确保能够满足生产计划需 求。5、投放袋装量为1/22/3的编织袋，编织袋应用麻绳

6、或绑扎丝绑扎，并进 行平整。投放时不宜采用抛投，应采用顺坡滑落的方式，并要求上下层错缝，且 尽可能堆码整齐。在水中投放编制袋，可用人机配合，机械送到位，人工下袋。第五章、施工方案5.1 施工导流5.1.1 导流标准与导流流量 为降低导流难度，保证施工期间能够干地施工，进水池、竖井内衬济南市卧 虎山水库老放水洞加固改造工程初步设计钢筋混凝土面板，更换闸门及启闭机、 竖井上游段砼管拆除、灌浆及廊道各部位空隙封堵，洞内钢管铺设等工程安排在 2021年3月5月施工，施工前需降低水库水位至113.00m,水深5m。卧虎山 水库工程规模为大（2）型，工程等别为II等，老放水洞建筑物级别为2级，根 据水利水

7、电工程施工组织设计规范（SL303-2017），围堰级别为4级。施 工期设计洪水标准为10年一遇，经计算，施工期10月次年5月，10年一 遇洪峰流量为55.7m3/so5.1.2 导流方式在老放水洞进口前新建土石围堰临时挡水，待施工完成后拆除，在施工期将 新放水洞作为导流洞，使得水库水位保持在113.00m以下。5.2围堰设计5.2.1围堰布置及参数旋喷桩工作原理高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后（或引孔旋喷一体机），利用 高压旋喷台车把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高，利用高压设备使喷嘴以一 定的压力把浆液喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破 坏，浆液与土体搅拌混合

8、固化，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝 固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体， 从而形成止水帷幕，起到止水及土体加固作用。结合卧虎山水库的水文及地质条件和本公司以往施工经验，单纯采用土石方 围堰加土工膜方案达不到本次施工对防渗的要求，造成安全隐患。为了确保卧虎 山老放水洞顺利在汛期到来之前完工，经项目部研究后决定待水库水位降至 113.00m 后，在老放水洞进口外围新建挡水围堰，围堰采用砂砾填筑，按图（一） 设计的尺寸，在堰体纵向中轴线上作高压旋喷咬合桩，旋喷咬合桩底部于库底往 下1.0m，旋喷桩宽度（直径）为0.9m，两颗旋喷桩中心距离为0.6m。

9、并在临水 侧水位以上表层铺设土工布，铺至围堰顶高程，土工膜上堆筑袋（编织袋）装砾石 混合土压重。图一国堰zhSH：5图高压旋喷桩平血示意图如上图所示:考虑到水库水位较低，浪花在20-30cm左右，所以围堰顶标咼 定位为114.00m（大于施工水位最高水位包括浪高0.5m）,围堰底标高为108.00m, 围堰主体高为6m。考虑到高压旋喷桩压力较大，为确保旋喷桩施工时不在围堰 两侧由于压力原因造成喷浆，所以围堰顶部宽度设计为7.0m。由于在水中进行 围堰施工，围堰迎水和背水面两侧，自然放坡预计为1:3。在迎水面一侧围堰顶 部采用编织袋装土做成防护墙,高度为0. 8m，宽度为0.8m。土石围堰迎水面

10、堰坡保护范围可自最低水位以下2m起至堰顶，纵向土石围 堰堰坡保护范围应根据水流条件确定。设计施工时最低水位113.00m。所以在标 高111.00m到114.00m之间铺设SNG-PET-15 土工膜一层，并在其上覆盖0.3m 厚编织袋装土护坡。为确保施工期进水池施工安全，防止河水渗透及围堰滑坡， 在背水面一侧底部（标高108.00m-111.00m位置）铺设SNG-PET-15 土工布一层， 并在其上覆盖0.5m厚编织袋装石渣护坡。5.2.2围堰主体土石方施工本工程计划在卧虎山水库南部取砾石料，渣土车运输，考虑到本工程工期紧 迫，进行24小时施工，本工程围堰砂砾石运输路线已考察完毕，主要施工

11、在晚 上进行，白天施工时要确保其他车辆正常通行。施工时控制渣土车的速度，在主 要交通路口派专人指挥，及时打扫卫生，洒水降尘。在现场派挖掘机和装载机随时倒运、压实，结合现场实际情况，本围堰先从 北侧进入，逐步往西延伸直至和北边帷幕护坡合拢。5.2.3围堰稳定性计算本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高114.000m,底标 高108.000m。故假定水位标高达到114.000m的最不利情况，还假定滑动面为圆 柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。一、条分方法围堰高度6.000m，围堰顶宽7m，围堰边坡为1:3；填筑土料为中粗砂风化岩质土，土料指标为：=20.1，

12、c=15kpa，湿重度Y m=19.5kn/m3，浮重度 y =10.5kn/m，饱和重度 Y sat二20.5kn/m3o由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载二、计算原理:根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面， 通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分 成若干个土条，从土条中任意取出第 i 条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条 上存在着：1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全 储备的大小，按照水利水电工程施工组织设计规范中第

13、2.4.17 条规定：1 土石围堰边坡稳定安全系数应满足表2UJ7的规定。表2.4H7 土石围堰边坡稳定安全系数表2.4.20不过水團堰堰顶安全加高下限值单位：皿驰型養HftSI 别384*sa0.710.SSffit.累砌石團堰(H0J当土石围堰为III级时，边坡稳定安全系数K21.2, 土石围堰堰顶安全加高0.7m。要求，安全系数要满足1.2的要求。00bi示意图三、计算公式:K=(EWi2cosa it gi+刀Cili/b)/刀Wilsinai式子中：K -土坡稳定安全系数；ci -土层的粘聚力；li-第i条土条的圆弧长度；Y -土层的计算重度；9 i 第i条土中线处法线与铅直线的夹角

14、;i 土层的内摩擦角；bi 第i条土的宽度；hi 第i条土的平均高度；hli 第i条土水位以上的高度；h2i 第i条土水位以下的高度；Y第i条土的平均重度的浮重度；q 第i条土条土上的均布荷载；四、稳定计算根据上述原理按一定比例画出围堰体横剖面图，采用列表的方法进行计算 按一定比例绘出围堰体横剖面图。 确定危险滑弧圆心的范围，详图附后。心01的铅垂线作为0号土条的中线，向左右两侧量取土条，以左的编号为1, 2， 3，4， 5；以右的编号为-1，-2，各土条的sinai和cosai值填入计算表 中。量出土条中心线的各种土体高度h1，h2，等公式所需条件。 计算各土条的重量。计算：tan二tan2

15、0.1 =0.3819；弧长E li=nR/180X 0 =3.14X36.5180X 54=34.383m。将有关数据代入公式计算，求围堰边坡的稳定安全系数为。K=(EWi2cosai tgi+EC il i/b)/EWi1sina表 2: 计算数据土条编号a 二A *n/180i isinaicosaitgi0.6980.6430.7660.1760.5590.5300.8480.1760.4360.4230.9060.1760.2970.2920.9560.1760.1920.1910.9820.176稳定分析计算表EWi15.00014.50013.25012.55010.700EWi25.0006.0009.00010.0009.000EW sinai1 i3.2147.6845.6003.6692.042