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1、武都引水工程围堰防渗施工组织设计1工程简况武都水库坝址距武都镇4.0km，是已建成的武都引水一期和待建的二期灌溉工程的水源工程，主体工程上、下游围堰采用混凝土面板土石过水围堰。上游土石过水围堰位于峡谷进口处，距坝轴线约108m，混凝土面板堰顶高程为586.0m，挡10年一遇（10月次年5月）的枯期流量801m3/s。围堰顶宽12m，堰顶长237m，最大堰高21.2m，采用现浇砼和预制砼楔形板块作为过流面保护材料。截流戗堤布置于上游围堰的下游侧，作为上游围堰堰体的一部分。围堰下游侧设1:5的泄流陡槽段，再接6m宽的堰后平台，平台高程574.2m，在堰后平台坡脚部位设有两排旋喷桩，要求深入基岩0.
2、5m，最大深度达到22m。平台以下部分边坡为1:1.5，采用现浇砼护坡，另在堰脚部位设置宽15m，厚度为2m的大块石串作为消能防冲区。围堰上游迎水面边坡为1:1.6，采用钢筋笼护坡、护脚。自溃式土石子堰设在砼面板土石围堰的上部，由于围堰的布置场地受限制，采用“披纱”形式。子堰顶高程594.4m，顶宽8m，挡2年一遇的全年流量1870m3/s，土石子堰设计边坡迎水面1:1.5，背水面1:2.0。下游土石过水围堰位于坝轴线下游约220280m处，两年一遇全年洪水相应的下泄流量为1242.1m3/s，下游围堰的设计挡水高程为574.4m，堰顶高程为576.0m，顶宽10m，堰顶最大堰高为6.4m，围
3、堰轴线总长约152m，防渗线总长约190m，围堰迎水面边坡为1:1.5，背水面边坡为1:5，在围堰的上、下游面和顶面都采用钢筋混凝土面板护面，另外打排水孔满足透水需要，该面板厚度为1m。为保证围堰坡脚不受冲刷，在坡脚部位设置钢筋石笼防冲，防护范围为5m，厚度为1m。 围堰河段枯水期水面宽94m，水深2.04.5m。河床覆盖层厚7.520m，上部为alQ42卵砾石夹砂层，厚7.511m，不均匀系数为40，渗透系数K=2.910-28.110-1md，属强透水层，其中，3.5m以下为大孔层结构，即卵石粒径较大，并夹有砂层透镜体，N120重型动力触探测试，alQ41层上部N120锤击数为412lOc
4、m(3.5m以上为46击)。覆盖层下部为alQ41半胶结卵砾石层，渗透系数K=1.5610-2，属强透水层，局部地段有架空结构。下伏基岩为D25-4白云灰岩、D25白云岩、D26-1砾状灰岩、D26灰岩等，弱风化带厚316m。据钻探资料，河床岩体中未发现岩溶洞穴，但岩体中发育有溶蚀裂缝，岩体透水率为q=529Lu ，弱透水中等透水层，厚度2440m，其底界高程530560m。2围堰防渗方案根据投标设计，上游围堰的防渗型式为：堰体576.0m高程以上采用土工织物防渗，堰体576.0m高程以下及堰基砂砾石层采用塑性砼防渗墙，墙下基岩部分及左右岸采用帷幕灌浆。灌浆帷幕左岸接到永久的防渗帷幕，右岸接到
5、相对不透水层F5断层上，形成封闭防渗线。下游围堰的堰体和堰基防渗均采用高压喷射灌浆，防渗下限高程为556.35m。考虑到施工工期、地质条件等因素，参照近几年国内围堰防渗的成功经验，围堰防渗方案作如下调整：上游围堰堰体576.0m高程以上采用土工织物防渗，堰体576.0m高程以下及堰基砂砾石层采用高压旋喷灌浆结合可控性塑性灌浆，墙下基岩部分及左右岸采用帷幕灌浆。下游围堰的堰体和堰基防渗均采用高压旋喷灌浆结合可控性塑性灌浆。经采用上述措施后，局部地段仍达不到要求的，采用塑性灌浆补强。其上、下游围堰堰体和堰基防渗施工孔位布置见图1。具体防渗方案及工程量分别见表1、表2。表1 围堰防渗方案说明施工部位
6、防渗形式施工要求上游围堰堰体及堰基覆盖层：单排旋喷灌浆+双排塑性灌浆墙下基岩及左右岸：帷幕灌浆龙口及大块石架空段：根据情况加密塑性灌浆按照先下游再上游后中间的排序施工，排内相邻先序孔施工完即可施工后序孔；上游排塑性灌浆序孔周边先序塑性灌浆和高喷灌浆孔均达到正常结束标准，则该孔可不施工；中间排孔周边先序排孔均达到正常结束标准，则该孔可不施工。下游围堰堰体及堰基覆盖层：单排旋喷灌浆+双排塑性灌浆龙口及大块石架空段：根据情况加密塑性灌浆表2 围堰防渗工程量表施工部位项目单位工程量备注上游围堰高压旋喷灌浆m4220最大深度35m塑性灌浆m6330最大深度35m帷幕灌浆m3540钻孔5650m高压旋喷灌
7、浆（堰脚）m1960最大深度22m下游围堰高压旋喷灌浆m3145最大深度20m塑性灌浆m4718最大深度20m3施工布置3.1施工供风上游围堰防渗施工布置3台750型空压机供高喷孔造孔，分别布置于钻机附近，另加一台风量为12m3/min的电动空压机供高喷灌浆，可布置于2高喷台车的中部。下游围堰布置2台750型空压机供高喷孔造孔，分别布置于钻机附近，另加一台风量为9m3/min的电动空压机供高喷灌浆，布置于高喷台车附近。3.2施工供水施工用水由抽水机自涪江河内直接抽取，采用75钢管作为主供水管线沿围堰轴线通长布置。再通过橡胶管接至各施工部位。上游围堰施工高峰期用水量约为30m3/h（三管法）或2
8、0 m3/h（二管法）；下游围堰施工高峰期用水量约为18m3/h（三管法）或13 m3/h（二管法）。3.3施工供电采用专用电缆自围堰施工专用变压器接至施工部位，并设开关柜控制，开关柜可根据现场情况进行配置，施工用电从开关柜中接至各用电设备。上游围堰设备总功率约为750 Kw，考虑同时利用系数0.8，施工高峰期总用电负荷约为600KVA；下游围堰设备总功率约为500 Kw，考虑同时利用系数0.8，施工高峰期总用电负荷约为400KVA。因此，上下游围堰分别布置一台容量为630KVA和500KVA的变压器。3.4制浆站布置上游围堰布置1个制浆站（兼作灌浆站），为保证灌浆及输浆时管路较短，制浆站布置
9、于围堰轴线中部迎水面侧。站内主要配置ZJ-800高速制浆机2台、1m3储浆桶2台、 2200L搅拌桶5台、BW250/50泥浆泵3台（二管法）或5台（三管法）。下游围堰布置1个制浆站（兼作灌浆站），为保证灌浆及输浆时管路较短，计划布置于围堰轴线中部迎水面侧。站内主要配置ZJ-800高速制浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、1m3储浆桶1台，2200L搅拌桶2台、BW250/50泥浆泵1台（二管法）或2台（三管法）。每个制浆站均设置水泥平台、粉煤灰仓库、制浆平台、灌浆站等部分。水泥及粉煤灰平台采用50架子管搭设，距地面1.0m左右，顶部采用防水棚布遮盖，制浆平台及灌浆站也采用防水棚布遮盖，制浆
10、站占地面积不小于150m2。3.5排污系统布置在高喷轴线附近靠迎水面一侧通长布置排污沟，两端设沉淀池及排污泵，施工中产生的废浆通过挖设的小沟自流至灌浆孔内，多余的废浆经筛网过滤后回收利用，不能利用的废浆及废水经沉淀池沉淀后，再抽至主体工程排污系统或直接排入涪江。4施工方法4.1施工程序围堰防渗施工程序为：施工道路布置场地平整临建设施布置先导孔施工高压喷射灌浆防渗墙施工塑性灌浆施工质量检查。上游围堰墙下帷幕灌浆根据生产性试验情况在高喷孔钻孔完成或高喷灌浆完成后进行。高压喷射灌浆采用两（或三）管法旋喷工艺，分两序进行施工。塑性灌浆分三序进行，采用自下而上分段、纯压式灌浆工艺。帷幕灌浆分三序进行，采
11、用自下而上分段、孔内卡塞、循环式灌浆工艺。4.2先导孔施工（1）孔位布置：沿防渗轴线每20m布置一个先导孔,并视情况进行调整，轴线起点、端点各布置一孔。（2）钻孔直径：堰体及堰基覆盖层为150，下伏基岩75。（3）孔深：深入基岩5.0m，由监理工程师进行鉴定确认后终孔。（4）钻进方法：先采用冲击跟管钻至基岩面，再用地质回转钻机造孔，按要求对基岩进行取芯。钻进过程中准确记录遇块石、基岩的具体深度。一个单元（部位）先导孔完成后作剖面图。（5）先导孔兼作高喷序孔，取芯完成后按设计参数立即进行高喷作业。4.3高压旋喷灌浆施工4.3.1施工方法围堰喷射灌浆为两（或三）管法高压旋喷工艺。其施工工艺流程为：
12、测量放样钻机就位跟进套管钻至基岩1.0m下入带条形孔的护壁花管起拔套管喷射灌浆台车就位下入喷管旋转提升高压喷射灌浆台车移位回填封孔。4.3.2施工参数施工参数经试验确定，高压旋喷灌浆暂按表3试行。表3 高 压 喷 射 灌 浆 参 数 表参数及条件两管法三管法水压力（MPa）3540流量（L/min）7080喷嘴数量（个）2喷嘴直径（mm）1.71.8气压力（MPa）0.71.00.71.0流量（m3/min）1.01.51.01.5气嘴数量（个）22环状间隙（mm）1.01.51.01.5浆压力（MPa）35400.81.0流量（L/min）8011070100密度（g/cm3）1.51.61
13、.71.8浆嘴个数（个）22浆嘴直径（mm）2.03.2610孔口回浆密度（g/cm3）不小于1.3不小于1.2提升速度（cm/min）卵(碎)石层815510砂土层15201015旋转速度（r/min）8205154.3.3施工材料和灌浆浆液（1）施工材料水泥高压喷射灌浆水泥采用不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥。每批水泥按要求进行检测，符合设计要求方可使用。水高压喷射灌浆用水满足混凝土拌和用水要求。掺和料及外加剂根据工艺试验和施工中的具体情况需要，掺加有关掺和料和外加剂，其掺量通过现场试验确定，使用前报监理工程师批准。（2）灌浆浆液高喷灌浆浆液一般采用纯水泥浆液，根据施工实际情况和监理工
14、程师指示选用其他浆液或掺加掺合料等，并经试验确定，两管法纯水泥浆液拟定水灰比为110.8:1，浆液比重1.501.60g/cm3。三管法纯水泥浆液拟定水灰比为0.6:10.5:1，浆液比重1.701.80g/cm3。4.3.4造孔（1）根据设计桩位布置及现场控制点，由技术人员现场放出具体孔位并明确标识，孔位中心偏差不大于5cm。（2）将钻机移至设计孔位，加高垫平稳固后用水平仪检查钻机水平度调整到水平状态后方可开孔。（3）采用MGY-100等型锚固钻机配偏心钻头回转跟管冲击钻进至设计孔深，起钻置入带条形孔的护壁花管，用拔管机拔出套管并保护好孔口，防止异物掉入孔内，钻孔次序与灌浆次序一致，分、两个
15、次序进行。（4）钻孔完成后进行孔斜和孔深测量，由质检人员进行工序验收，检测孔深达到设计要求、孔底偏斜率1.5%以后方可终孔，并经监理工程师验收签证，否则进行纠偏或加深。4.3.5高压喷射灌浆 （1）注泥浆：高压喷射灌浆前，对已钻高喷孔注入泥浆（粘土浆或膨润土浆），直至孔口返浆为止。（2）高压喷射灌浆台车就位：使用液压步履装置使高压喷射灌浆台车的井口装置对准孔口，然后升降液压支腿调平台车，并进行试喷检查，各管路及机械正常，各参数均达到要求后方可下入喷杆。（3）喷杆下入：利用卷扬机提起喷杆，使喷头通过井口对准孔位中心，将喷杆放入孔内直至孔底。（4）制浆：使用ZJ-800型高速搅拌机制浆，搅拌30S后 ，放入1m3的贮浆桶中（贮浆桶上安装过滤网对浆液进行过滤），用比重称或比重
