SL 172-1996(条文说明) 小型水电站施工技术规范.pdf
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1、中华人民共和国行业标准小型水电站施工技术规范SL 172-96 条文说明目次编制说明.263 1 总则.265 第一篇土建工程的基本规定2 施工测量-3 施工导流.4 土石方开挖与填筑.273 5 地基处理.278 6 混凝土工程.291 7 砌石工程.300 8 混凝土构件的预制与吊装.301 第二篇水工建筑物施工9 碾压式土石坝.304 10 砌石坝. . . . . . 314 11 r昆凝土坝. . . . . . . . . . 316 12 进水口及明渠.319 13 隧洞.322 14 渡槽.331 15 调压井.333 16 压力管道.334 17 厂房.339 第三篇金属结构
2、和水轮发电机组安装18 水工金属结构安装.346 19 水轮发电机组安装.349 20 水力机械辅助设备及系统管路安装.352 附录附录A附录U. 353 262 编制说明1992年12月水利部原农村水电司委托四川省水电厅组织编写小型水电站施工技术规范)01993年10月批准编写大纲后,编写组于1994年46月对7个小水电发达省区进行了调查研究,1994年底完成征求意见稿01995年35月送到各省征求意见,根据各方意见于9月修改完成了送审稿010月送审稿通过审查,根据审查意见再修改补充,于1996年4月完成报批稿。本规范主要是根据小型水电站施工的需要选择内容。其内容共有三篇20章,第一篇为土建
3、施工的通用部分,第二篇为土建施工的专用部分,第三篇为金属结构及水轮发电机组安装。电气装置安装部分全部采用现行国家标准,不再编入。对工程地质、施工安全、土工及海凝土试验按专用规范执行。本规范侧重编入的是小型水电站最常用的施工技术,包括一些新技术,对引用大中型规范的某些规定,也根据近年施工经验局部作了修改。在地基处理章,除水泥灌浆外,还编入换土地基、振冲地基、挖孔桩、钻孔灌注桩和高压喷射灌浆。1昆凝土工程章,采用了新的温凝土强度分级方法,用混凝土强度等级取代了混凝土设计标号;在现行SDJ207-82 (水工棍凝土施工规范的基础上修改了水灰比、砂、石含泥量和人工砂石粉含量的最大允许值,补充了混凝土试
4、块30组以下评定标准公式,编入在小型水电站还常用的块石棍凝土等。在砌石工程章,除对砌石的基本要求外,还编入墩、墙、拱的砌筑,增加水泥混合砂浆、石灰砂浆。混凝土构件的预制与吊装章,编入了从预制到吊装全过程的技术要求;碾压土石坝章,除土料防渗外,还编入1昆凝土面板和士工合成材料防渗的内容;输水建筑物从进水口起,对明渠、隧洞、渡槽、调压井、高压水道至厂房等各种水工建筑物,根据现有施工水平及经验并从建筑物特性出发拟定最基本的技术要求。在金属结构及水轮发电机组安装篇263 中亦是从小型水电站的需要出发选择内容,并编入了水力机械辅助设备安装。本规范为综合性规范,目前国内外尚未有一本可供参考的蓝本,且小水电
5、站施工技术资料奇缺,大中型水电站对引水建筑物施工也没有这方面的规范,因此,编写的难度很大,编入的内容难以应俱全,当涉及某方面的施工技术时,有一部分本规范仅作一个提示,对于小水电施工必不可少的则将引用的标准部分构成本规程的内容。希望今后能继续积累资料,进一步修改完善。264 1 总则1. O. 1 编制本规范的目的,是在于修建小型水电站时,有一个法定的依据,以便加强对小水电站施工的管理,从而达到优质、高速、安全和经济的要求。1. O. 2 本规范适用范围规定为5万kW以下及库容1000万旷以下,是根据国家标准GB201-94(防洪标准对水利水电枢纽工程等别的规定(装机容量51万kW,总库容100
6、0100万m3为N等,即小1型,装机容量1万kW以下,总库容10010万时为V等,即小2型)拟定。坝高50m以下,是根据SD213-83 (碾压式土石坝施工技术规范和SD120-84(浆砌石坝施工技术规定)(试行)坝高等级的划分相衔接的。适用于水工建筑物4、5级的规定,则是与现行大中型规范相衔接的。1. O. 3 本规范为综合性行业规范,包括土建施工、金属结构安装和水轮发电机组安装,因此小型水电站施工技术与几十个规范包括国家、行业标准相联系,本规范难于编写得十分详尽,故必须对本规范未能编入的需按相关规范执行。电气装置安装工程己有完整的全套国家标准,其适用范围包括小型水电站工程,全国过去的实践证
7、明,继续使用这套规范是适宜的,故本规范不再编入。本规范水工建筑物施工部分,仅择有代表性的建筑物编入,其他未编入的,可按第一篇土建工程的基本规定并参考近似的建筑物技术要求进行施工。1.0.4 小型水电站工程,要求在施工前作好施工组织设计,施工中建立质量保证体系和积极采用成熟的新技术、新工艺,新材料、新设备。1. O. 5 设计是工程施工的依据,对设计的修改应持慎重态度,要求有充分的论证并征得设计单位的同意。设计单位应出具修改图纸和修改通知书。265 1.0.6 工程质量评定和质量验收,按本规范和小型水电站建设工程验收规程执行,本规范未规定的应按SDJ249-8815 272 4 土石方开挖与填筑
8、4. 1 软基开挖4.1.1 软基开挖工程应根据工程地质和实际施工条件,通过分析比较,选择合理的施工方案。软土开挖如采用机械化施工,需考虑土层的承载能力。当采用水力冲挖时,应考虑土的类别及排泥场地。正确选定降、排水措施是保证质量和进度的前提,特别在有承压水影响的粉细砂或砂壤土地基中,更需高度重视。否则开挖可能达不到设计高程,甚至使地基发生渗流破坏。四川省几个电站工程,由于堪基防渗处理及降排水措施不当,开挖中大量涌砂,造成很大损失。无粘性土渗流出逸面无反滤的基坑,防止渗透变形的允许坡降应以土的临界坡降除以1.52. 0的安全系数确定。也可参考表4.1.1选用。寝4.1.1无粘性土允许披降的经验值
9、渗透变形型式项目i流土型I_ml I管涌性过渡型G5 I .:10 I级配连续|级配不连续允许叫0.2叫3510.3川5十5十210.110.15注,C.为土的不均匀系数.4.1.2 据SD216-87(水利水电枢纽等级划分及设计标准)(平原、滨海部分)的规定,基坑边坡稳定的安全系数一般不小于1. 05,但在实际施工中,还应考虑施工方法(采用人工或机械开挖)、渗流、降雨等因素。坑底工作面放宽尺度视地质条件、施工273 条件等而定。若改变降水措施(如将集水坑降水改为井点降水)使地下水位下降情况发生变化和采取其它工程措施,对坑壁作加固处理,也可改陡边坡。4.1.3 降低地下水位可根据工程地质与水文
10、地质情况选用集水坑或井点降水。必要时,可配合采用截流措施。集水坑适用于无承压水的土层,井点降水适用于砂壤土、粉细砂或有承压水的土层。4.2 岩石基础开挖本节内容主要参照SL4794(水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规程与SDJ211-83编写。部分数据按小水电施工实践资料作了调整。4.2.1 开挖顺序的规定,目的是为了保证施工安全。上指岸坡,下指基坑。石方开挖程序的选择应综合考虑地形条件、水文条件、导流程序、地质条件等,并应把保证工程质量和施工安全作为安排开挖程序的前提,尽量避免在同一垂直空间同时进行双层或多层作业。表4.2.1石方开挖程序及其适用条件可供参考。表4.2.1石方开挖程序及适用
11、条件开挖程序安排步骤适用条件自上而下开挖先开挖岸坡,后开挖基坑,或用于施工场地窄小,开挖量大先开挖边坡,后开挖底板且集中的工程部位施工场地较大,岸坡(边坡)较自下而上开挖先开挖下部,后开挖上部平缓,或岩石条件许可,并有可靠技术措施上下结合开挖岸坡与基坑,边坡与底板,上、用于较宽阔的场地和可以避开下结合开挖施工干扰的工程部位分期分段开挖按施工时段或开挖部位,高程用于分期导流的基坑开挖或有等进行安排临时过水要求的工程项目274 4.2.3 节理发育分级的规定见表4.2.30表4.2.3节理发育分级分级E E 间距(m)2 20. 5 O. 50.1 描述不发育较发育发育完整性整体块状碎裂4.2.5
12、 钻孔孔径按造孔的钻头直径(D)可分为:(1)大孔径110 mm)(试行)(1993年)的有关规定及工程施276 工技术资料综合编写,适用町、V级工程除碾压式土石坝之外的其他土石方填筑工程。4.3.3 控制好施工含水量是保证填筑质量的主要参数之一,因此应从料场规划、开采、加工等环节,提供合格的填筑土料,凡不合格的土料都不应运入填筑面。4.3.6 防洪堤、明渠渠堤和土石围堪等建筑物的填筑宽度都较窄,只适用于中、小型振动压实机械碾压,铺料厚度和最大石料块径应有所限制,否则,易造成架空和虚层,因此,规定铺层厚度一般为o.61. 0 m,最大石料块径不得超过层厚的2/30石料碾压前洒水,可以润滑颗粒,
13、提高其压实密实度,但不同的岩质洒水量是不同的,因此,应根据料质和岩性而定。4.3.8 当土石方填筑的宽度小时,则只限于长度段填筑,每层接缝应做成斜坡形,石渣应不陡于稳定坡度,土料不小于1: 3。4.3.10 碾压机械不能沿填筑体外缘作业,为保证填筑体设计断面内的压实密实度,其外坡应留有超宽余量,超宽多少,随碾压机械而不同。277 5 地基处理5.1 基础面的清理及处理基础面的清理及处理,是基础处理中最常碰到的,相对比较容易,但又要求必须处理好。本节主要参考SDJ213-83(碾压式土石坝施工技术规范。5.2 换土地基5.2.1 换土地基多用于埋深不大的浅层基础。主要是基于以下两点:一是开挖浅,
14、施工容易;二是开挖浅,换基工程量小,造价较低。当需要换基的深度较大时,应与真他处理方案进行技术经济比较,选择最优方案。5.2.2 换基土的物理力学指标,主要是指抗压强度、颗粒结构、干密度、内摩擦角和凝聚力几项指标。若换基部位处于边坡位置,要求使用块度较大、内摩擦角较大的弱风化石渣,以提高换基土的稳定性。5.2.3 换基施工一般包括清基开挖、回填压实两个程序。若在置换基础下部需作处理,如设置基础桩、梁格系统时,须在这些处理工作完成后,再进行回填。5.2.3 (1)换基深度不大,被置换的土层不厚时,一般将被置换的土层全部挖除。当被置换的土层厚度较大,经过验算,一般挖到一定深度即可。清基开挖范围在长
15、度方向和宽度方向较大时,采取分段开挖,分段回填,是为了保证基坑的稳定,避免造成边坡滑动,以至增大清基开挖工程量。清基后,建基面一般要铺填O.3O.5m砂砾料或内摩擦角较大的块石料作过渡带。在地下水活动地段,常设反滤层或铺设278 土工布作反滤层,避免填料被冲刷。5.3 振冲地基5.3.1 根据加固机理的差异,振冲法分为振冲碎石桩法和振冲加密法。振冲碎石桩法是在地基土中制造一群由各种散粒材料组成的桩体,这些桩与桩间土一起构成复合地基,使承载力提高。振冲加密法是利用振动力和压力水使砂层发生液化,砂、砂砾等颗粒重新排列,其孔隙率减小,使地层的承载力和抗液化能力提高。在制桩过程中,填料在振冲器水平振动
16、力的作用下被挤入土层,使桩体直径逐渐增大,土层的阻力也随之增加,当阻力与挤入力平衡时,桩径不再扩大。若土层的强度很低,其阻力始终不能平衡填料的挤入力,就无法形成桩体,也就是说振冲法在该种地层中使用无效或效果不佳。日本和英国提出用于振冲地基土的强度不低于0.2MPa o 1979年国内一些专家指出:地基的不排水抗剪强度应大于O.19 MPa; JGJ79-91 (建筑地基处理技术规范规定,地基的不排水抗剪强度应不小于0.20MPao因此,本规范参照执行。JGJ79-91和地基处理手册中规定,振冲加密法加固地基的粘粒含量应小于10%,超过此范围,其振密效果明显下降。5.3.2 不同地层获得最佳加固
17、效果,对振冲器的振动频率、振幅和振动力的要求是不同的,而这三者间的函数关系决定了振冲器的功率。目前国内振冲器的规格不多,故也可以只要求振冲器的功率,而对振动频率、振幅和振动力不作明确规定。为了保证工程的顺利进行,在选择起重设备、水泵和填料机具时,其容量均应留一定的余地。起重设备可根据施工单位现有的设备选用起重机、自行井架或施工平台或抗扭胶管式专用汽车。施工用水泵最好是离心式清水泵。5.3.3 如果采用由外向里的顺序施工,在外围地基加固好后,里面的桩就很难振下去,给施工带来困难,在有淤泥时,还会把淤泥包围在中间,影响加固效果。279 当加圈土的抗剪强度很低时,为了减小振动对地基土的扰动,故采用间
18、隔跳打法施工。在建筑物附近振冲时,为了减少振动力对建筑物的影响,采取先从建筑物这边制桩。且桩中心至建筑物间应留一定的距离,粘性土不小于2m,其他土不小于8mo 5.3.4 (2)在成孔时,振冲器必须自由悬垂,否则影响桩的垂直度。在易跨孔的地层中振冲时,可先成孔1-2m,将振冲器提出孔口,加入一定量的填料,放下振冲器振至原深度以下1-2m,由于填料被挤入孔壁,上面船1-2m孔壁就被固住。循环上述过程直至孔底。在压力水和振冲器的作用下,振冲器锥头以下定深度的土仍被置换,故振冲碎石桩成孔深度可小于设计孔深0.3-0.5m。为了减少粗颗粒带出孔外,振冲加密法在成孔至设计深度以上0.3-0.5m时,应减
19、小送水压力,继续下振。(3)孔内泥浆不应太浓,否则填料在孔内下沉速度很慢,为了降低泥浆浓度,需进行清孔。(4)填料粒径过大,不仅容易卡孔,而且加速;振冲器的磨损。粘粒含量也不应过高,否则影响桩体质量和加固效果。如每次填料量过多,会造成桩体质量不稳定,故对填料粒径、粘粒含量和每次加料量作出规定。(5)振密时,振冲器锥头部分始终接触孔底,埋在填料里面,挤入土层的填料能够保证,在该段达到密实时,其上段可能还未达到,因此振冲器每次提升高度应不超过锥头长度。(6)由于表面1.0m左右,其上履压力较小,施工密实电流很难达到要求。故一般需将该层挖去或进行碾压处理。经表面处理后,为使基础承载更加均匀,还宜在上
20、面铺一层填料,并进行碾压。(7)在振冲法施工中,水是不可缺少的,控制好水的压力和流量尤为重要。过小的水量,在振冲碎石桩施工中,成孔速度慢、置换率低,孔壁易垮塌而堵住孔道;在振冲加密法施工中,不仅280 使成孔速度慢,而且不能使土层饱和,直接影响加固效果。但若水量过大,就会将原地基中的砂料或填料带出孔外,影响振冲效果。密实电流是衡量地基振密程度的依据,同时,不能以振冲器刚接触孔底的瞬时电流作为密实电流。故振冲器每次提升一定高度必须留振一定的时间(称为留振时间),使振冲器的电流逐渐稳定,此时的电流称为密实电流。每次填料量和每米桩长填料量是衡量振冲碎石桩加固地基效果的主要参数。值得注意的是有时孔底段
21、,达到现定的密实电流所需要的填料量要占全孔的1/41/3,这是正常的。5.3.5 检查施工质量,着重是检查填料量、密实电流和留振时间是否符合设计要求。但在具体操作时,也要灵活掌握它们在不同地层中所处的地位。在较硬性或砂性地基中,密实电流很容易达到要求,而填料量和留振时间要达到规定值的难度就要大得多,因此,应着重检查之。在软弱粘土地基中,填料量和留振时间很容易达到要求,而密实电流就不易达到规定值,故应着重检查密实电流。在制桩过程中,原样土受到不同程度的扰动,在制桩结束后,需要静置一段时间,待其强度恢复后,方可进行效果检查。而不同地层的恢复时间是不同的。对此参照了SL27-91(水闸施工规范。5.
22、4 钻孔灌注桩5.4.1 钻孔灌注桩在水闸基础、堤防基础、渡槽基础、桥涵基础和治理滑坡工程中得到广泛应用。不仅适合于土层、砂层、砂卵(砾)石层软基加固,也适用于岩基加固。5.4.2 钻孔灌注桩施工,主要有造孔、清孔、安装钢筋骨架、灌注水下氓凝土四个工序。并要求各工序应连续快速完成。实践证明,施工前的准备工作十分重要,是钻孔灌注桩施工顺利进行的保证,不可忽视。281 5.4.3 根据不同地层和设备条件,钻孔灌注桩成孔有多种方法、本条侧重正循环钻进和泵吸反循环钻进两种成孔方法及其造孔要求。5.4.6 护筒埋设要求,参照SL27-91(水闸施工规范拟定。5.4.7 护壁和排渣泥浆的性能指标,系参照S
23、L27-91(水闸施工规范拟定。各类钻进方法可以按表5.4.7选用。表5.4.7护璧泥浆性能指标泥浆性能指标钻孔地层方法情况相对密度粘度静切力含砂率胶体率失水率酸碱度(S) (Pa) (%) (%) mL/COmin) pH 粘性土1.05-1.20 16-22 1. 0-2.5 90-95 90-95 95 95 95 95 95 (碾压土石坝砌石坝工程)规定应小子5.0%,其中粘土含量小于2.0%。故6.3.3规定也适用于砌石工程。人工砂的石粉含量拟定为8%17%,比SDJ207-82规定(6%12%)有所提高,主要依据有:(1)贵州水电厅1985年中小型水利工程渠道施工技术规定(试行)规
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