防渗帷幕灌浆生产性试验施工组织设计(定稿10.17)

1 工程概况

1. 1 水文气象

本渠段属温带大陆季风型气候区，夏秋两季受太平洋副热带高压控制，多东南风，炎热多雨，冬春两季受西伯利亚和蒙古高压控制，盛行西北风，干燥少雨。根据淇县站气温资料统计，段内月平均最低气温出现在1月，为－0.8℃，渠段抗冻设计气候类型属于寒冷气候区。

本渠段多年平均降雨量616.3mm，多年平均降水日数70.2d，降水年际变幅大，降水年内分配不均，70%～80%集中在汛期，多以暴雨型式出现，年降水量从山区到平原呈递减的趋势。

段内多年平均气温14.1℃，全年1月份温度最低，平均气温－0.8℃；月平均最低气温－5.2℃，极端最低气温－18℃；7月份气温最高，月平均气温27.0℃，月平均最高气温31.9℃，极端最高气温42℃。

根据段内淇县气象站资料统计，本段霜冻最早为9月19日，终日最晚为4月24日。历年最大冻土深度为26cm。

段内冬春季盛行北或西北风，夏季多东南风，秋季多东北风，多年平均风速2.6m/s；全年最多风向为西北风，最大风速10.3m/s。 1.2工程地质

本工程区域场区地层具土岩双层结构，根据地层时代、岩性及空间分布特征，将建筑物场区地层划分为13个工程地质单元。上覆第四系地层主要为：①卵石（alQ42），层厚1.0～8.5m，仅分布于河床及漫滩；②砂壤土（alQ41），层厚约6.5m，仅分布于I级阶地；③黄土状中粉质壤土（alplQ3），层厚0.3～7.8m，分布于II级阶地，局部夹卵石透镜体；④中粉质壤土（alplQ2），层厚0.8～4.0m，含钙质结核；⑤卵石（alplQ2），层厚0.6～7.4m，局部夹中粉质壤土透镜体；⑥卵石（glQ1），层厚1.8～8.3m，分布不连续，泥钙质胶结，可见孔洞且连通性好，部分有架空现象，局部零星夹有簿层黄色粉细砂。下伏上第三系中新统鹤壁组（N1h）：⑦⑨○11○13泥灰岩，单层厚1.0～14.6m不等，夹多层粘土岩薄层及透镜体，见溶蚀孔洞、孔隙，退水闸附近第⑨层泥灰岩岩溶较发育；

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⑧⑩○12粘土岩，单层厚0.5～12.8m不等；泥灰岩和粘土岩呈互层状，层间夹有多处砂岩、砾岩薄层或透镜体。

鹤壁段III标渠道桩号约IV171+000～IV173+000范围内，渠道开挖后实际地下水位高于预测水位。在渠道起点、刘庄分水口、盖族沟煤气管道处进行开挖时，在卵石层及卵石胶结体层中已经揭露出地下水，而且地下水渗流量较大。对保证主体工程施工质量和进度带来极大的影响，因此，必须对透湿性强烈的砂卵石层进行必要的防渗处理。

2防渗帷幕灌浆生产性试验依据及目的 2.1防渗帷幕灌浆生产性试验依据

《南水北调中线一期工程总干渠施工阶段鹤壁Ⅲ标砂卵石段基础处理(桩号171+000～173+000)防渗帷幕灌浆试验方案》（河南省水利勘测设计研究有限公司）。

2.2防渗帷幕灌浆生产性试验目的与任务

(1)了解采用稳定复合浆液、低流动性膏浆灌浆对松散砂卵石层和胶结砂卵石的适应性和灌浆效果；

(2)试验验证透水砂卵石层及其胶结体层处理工艺，设计材料、施工参数的合理性，并取得可靠经济的施工参数，为下一步帷幕设计与施工提供依据；

(3)通过室内试验推荐试验使用浆材基本配合比，通过现场生产性试验确定最佳浆材配合比；

(4)论证砂卵石层及胶结层采用复合膏浆设置防渗帷幕的可靠性，为优化设计、简化施工，降低工程造价提供依据；

(5)论证砂卵石层及其胶结体层进行生态防渗帷幕灌浆处理后防渗效果。

3防渗帷幕灌浆生产性试验方案

3.1试验场地选择

为保证试验所取得的成果能用于工程施工，试验场地选择在地下水位较高，渗水量较大的渠道桩号Ⅳ172+297～172+397段，长度100m。

考虑到砂卵石层的透水性程度不均，要取得可行、可靠的工艺参数和处理效果，本次试验拟在试验范围内分四个地段实施，分别采用不同的孔、排距，不同的浆材、参数进行试验，供施工时选择。防渗帷幕生产性试验灌浆孔沿渠道布设，灌浆材料根据不同

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地层采用低流动性膏状灌浆材料及稳定复合浆液材料。

根据地层变化情况调整灌浆深度及范围，灌浆深入第⑥层卵石层以下泥灰岩(粘土岩)内不小于2m，灌浆顶部高程高于第⑤层卵石层顶部粘性土层内不小于lm，灌浆顶部高程以上空孔段采用灌浆材料回填密实。

帷幕形成后满足渗透系数K≤5×10-4cm/s。

防渗帷幕生产性试验根据不同的技术参数分四个试验段，其中A段：按单排布置，孔距1.0m，钻孔终孔孔径≥φ75mm；B段：按双排布置，孔距2.0m，排距1.0 m，梅花型错位布置，钻孔终孔孔径≥φ75mm；C段：按双排布置，孔距2.5m，排距1.0m，钻孔终孔孔径≥φ75mm；D段：按双排布置，孔距3.0m，排间距1.0 m，钻孔终孔孔径≥φ75mm，梅花型错位布置。

为保证灌浆效果验证的准确性，截断横向来水影响，在横向段设置双排帷幕封闭，孔距2.0m，排距1.0 m，梅花型错位布置。

为对比灌浆前后的地下水位及渗漏情况，在各试验段幕前中心位置各布置一组水位观测孔和抽水试验孔。

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4 生产性试验施工主要工程量

根据设计文件，生产性试验段选择在地下水位较高，渗水量较大的渠道，桩号Ⅳ172+417.7～172+517.7附近，长100米。

根据试验方案，防渗帷幕生产性试验段主要工程量详见下表。

防渗帷幕灌浆生产性试验工程量

分区 试验长度(m) 钻孔数(个) 钻孔进尺(m) 砂土层 砂卵石胶结体 成墙面积2(m) 灌浆长度(m) 50 备注 150 150 250 100 150 150 250 100 120 120 200 80 99 99 165 66 1482 204 17 17 48 96 48 144 402 4031 776.3 2976.25 550.0 550.0 550.0 550.0 A 50 50 150 250 100 50 150 250 100 40 120 200 80 33 99 165 66 1482 204 48 48 3685 砂卵石层 岩层 砂土层 砂卵石胶结体 单排孔 孔距1m （含先导孔） B 50 50 砂卵石层 岩层 砂土层 砂卵石胶结体 双排孔 排距1m 孔距2m （含先导孔） 双排孔 孔距2.5m 排距1m （含先导孔） 双排孔 孔距3m 排距1m （含先导孔） 双排孔孔距2m，排距1m 压力灌浆封孔 先导孔压水 检查孔注水 压力灌浆封孔 压力灌浆封孔 C 50 40 砂卵石层 岩层 砂土层 砂卵石胶结体 D 50 33 砂卵石层 岩层 封闭段 检查孔 压水试验 注水试验 抽水孔 抽水试验 观测孔 水位观测 孔口管浇筑 合计 103.5 303.5 204 17 4 4 402 综合地层 综合地层 段次 段次 综合地层 台班 综合地层 台班 孔 6

5 施工总布置 5.1施工交通

场外交通通过快速通道与国道107相接，可以直接进入工地。

场内施工采用渠道右岸现有临时道路进入，左边帷幕灌浆施工，利用施工平台作为施工道路。

5.2施工供电、供水 5.2.1施工供电

施工用电线路结合地形条件，沿路架设。利用现有桥梁预制场变压器接出主供电线路，穿过施工道路后，接至施工工作面附近，设置配电柜，然后驳接到各施工面。

5.2.2施工供水

帷幕施工用水在左右施工平台附近各修建蓄水池一座，从试验区外渠道中抽水。

通过输水管路进入工地，然后驳接分水管到各施工工作面

5.3钻孔系统

（1）根据帷幕灌浆工作量和施工进度计划，拟定SGZ-Ⅲ型地质钻机8台，HGY-100Q型潜孔钻机1台。

（2）钻机的移动和固定

根据现有工作面，在每个工作平台各布置四台钻机，施工时，采用人工撬移，到位后，利用钻机自身的可调式机架摆平。

5.4制浆系统

帷幕灌浆施工采用袋装水泥，由自卸汽车运抵施工现场，储存于水泥棚。灌浆浆液生产系统采用集中制浆，并按照施工要求布置。

（1）制浆站的布置

制浆站根据工程施工进度布置,在右岸Ⅳ172+250附近堤顶设置人工集中制浆站各一个。制浆站建成集中制浆系统，即储料、制浆、配浆、储浆一体化。

集中制浆站采用储料棚、复合粘土制浆机、膏浆制浆机和膏浆灌浆泵组合等制浆。制好的低流动性膏浆及稳定复合浆液浆材通过输浆管道输送到各个灌浆泵的储浆桶。在

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制浆站和灌浆室内设置弃浆池,并及时清理池内固结物，防止废浆污染环境、影响施工。

（2）灌浆管路

采用2吋镀锌管做输浆管，各孔灌浆均布设进浆管路至所承担灌浆的施工面。灌浆时各孔的进浆管为高压皮管或钢管。所有在施工面上的管路，一律沿灌浆轴线单侧摆放。

灌浆阀门全部使用高压耐磨阀门，压力表安装油盅，以隔开浆液。

5.5废浆、废渣系统

在施工平台下开挖沉渣池，废浆、废渣经沉淀后，用装载机转运至左岸堆料场。

5.6办公、生活用房布置

办公、生活用房在预制场新建板房，建筑面积大约300m2。

6 防渗帷幕灌浆生产试验施工

6.1防渗帷幕灌浆生产试验施工程序

根据设计试验技术要求，本次生产性试验分四个区域,帷幕灌浆采用分序加密的原则进行，双排孔先施工外侧排再施工内侧排。单孔先施工单元工程内的水位观测孔、抽水试验孔、再先导孔，后施工Ⅰ序孔，最后施工Ⅱ序孔，在单元工程帷幕灌浆结束14d后进行检查孔施工。

帷幕灌浆施工总程序：施工准备→钻孔放样→水位观测孔→抽水试验孔→帷幕先导孔施工→外侧排I、II序孔→内侧排I、II序孔→帷幕质量检查→资料整理→单元工程质量评定。

帷幕灌浆单孔施工程序：施工准备→钻孔定位→固定机具→非灌段跟管钻进→孔口管埋设→灌浆段跟管钻进成孔→注浆管安装→起拔套管→浆体自凝封闭→自下而上分段灌浆至顶板高程→终孔段灌浆结束→浓浆压力灌浆封孔→单孔资料整理。

具体施工流程见图6.1。

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6.2帷幕灌浆钻孔施工 6.2.1 钻孔

(1) 放线布孔

根据设计图纸采用经纬仪进行帷幕线整体放样，并逐孔定好孔位。施工时，用钢卷尺重新校测，逐孔复核孔位（防止施工过程中标记桩被移动）。

(2) 钻孔 1) 钻机就位

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孔位确定无误后，将钻机移至核定的孔位上，按照要求进行机架、机座校正，配备良好钻具，保证钻孔开孔角度符合设计要求。

2) 开孔钻进

帷幕灌浆孔终孔孔径不小于φ75mm，采用SGZ-Ⅲ型回转钻机、金刚石钻头跟管钻进，或潜孔钻机跟管钻进，钻孔开孔直径为φ110mm。帷幕灌浆孔按逐序加密、自下而上分段钻灌的原则进行。

各类钻孔施工顺序为：水位观测孔→抽水试验孔→先导孔→Ⅰ序孔灌浆→Ⅱ序孔灌浆→质量检查孔。 6.2.2压水试验与注水试验

(1) 压水试验

灌浆试验区域内选择先导孔单点法压水试验，其余孔段在灌浆前进行简易压水试验。

压水试验采用SGB-10灌浆泵，压水压力采用灌浆压力的80%。超过1Mpa时，采用1 Mpa。

单点法压水试验在稳定的设计压力下，每5min测读一次压入流量，当连续4次读数最大值与最小值之差小于最终值的10%；或连续4次读数最大值与最小值之差小于1L/min时，可结束压水试验工作，并以最终值作为计算值。

简易压水试验在稳定的设计压力下，压水20min，每5min测读一次压入流量，以最终值作为计算值。

压水试验成果以透水率（Lu）值表示。

即q=Q/P.L 式中：q：透水率（Lu）

Q：最后一次的压水流量（L/ min） P：试验的全压力（Mpa） L：试段长度（m） (2) 注水试验

注水试验采用钻孔常水头注水试验方法进行，其具体操作步骤如下： 1）试验前稳定地下水位观测

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在进行注水试验前，进行地下水位观测，水位观测间隔为5min，当连续2次观测数据变幅小于10cm时，水位观测即可结束，用最后一次观测值作为地下水位计算值。

2）试验步骤

地下水位测量完成后，用带水表的注水管连续向孔内注入清水，使孔中水位至孔口并保持固定，测出高出地下水位的固定水头，并记录时间和水表的初始读数，开始试验。试验时，随时调整注入水量大小，保持固定水位波动幅度小于１cm。

3）数据的观测

① 开始每隔5min量测一次，连续量测5次；以后每隔20min量测一次并至少连续量测6次。

② 当连续2次量测的注入流量之差不大于最后一次注入流量的10%时，试验即可结束，取最后一次注入流量作为计算值。

（4）渗透系数的计算

① 当试段位于地下水位以下时，采用式（4.1.1）计算渗透系数； K=16.67Q/AH （4.1.1）

式中：K——试验岩土层的渗透系数，cm/s；

Q——注入流量，L/min；

H——试验水头，cm；等于试验水位与地下水位之差； A——形状系数，cm；

其中：A=2лl/㏑(2ml/r) m=(Kh/Kv)1/2

l——为试段长度cm；Kh、Kv——为试验地层的水平、垂直渗透系数。

② 当试段位于地下水位以上，且50＜H/r＜200、H≤l时，采用式(4.1.2)计算渗透系数：

K=7.05Q×lg(2l/r)/lH （4.1.2）

式中：r——钻孔内半径，cm； l——试段长度，cm； 6.2.3其它要求

（1）钻孔施工采用地质钻机或潜孔钻机跟管钻进；

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（2）先导孔施工

按照Ⅰ序孔的10%布置，每个单元不小于1个原则布置先导孔。先导孔应全孔取芯，并绘制先导孔钻孔柱状图和地质剖面图。记录钻孔探明的各地层分布范围、深度、厚度等。

(3)钻孔取芯

①灌浆先导孔、检查孔以及监理工程师制定的其他取芯钻孔，应予钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

②在钻孔过程中应对钻孔回水、钻孔冲洗液、钻孔压力、芯样长度及其它能够充分反映岩石或砼特性的因素进行详细记录。

(4）钻孔记录与钻孔保护

原始记录：每孔段钻进时均要详细填写钻探班报表，记录孔深、孔径、钻进时间、下入套管规格、长度，遇到的特殊情况（涌、漏水、换层、夹层、掉块、卡钻等）。先导孔、检查孔等均作详细地质编录，记录岩层分层深度、岩性描述和观测地下水位等地质情况。做到原始资料齐全、数据准确可靠，复核无误后归档备查。

钻进过程中，各孔应详细记录孔位、孔深、地层变化、换层情况和漏水、掉钻。尤其注意分层的位置，并准确记录在班报上，便于后续分析情况，此外钻孔过程中的其它处理措施均一一记录清楚。

钻进至设计孔深后，待灌或灌浆结束时待钻，孔口均需进行加盖保护，防止异物进入，增加处理费用和难度。

(4）钻孔施工质量控制 钻孔质量控制见图6.2 6.3灌浆施工

6.3.1浆体自凝封闭和注浆管安装

钻孔达到要求深度后，下入灌浆管至孔底（若垮孔，采用打杆法至孔底），然后用碎砾石回填孔内至卵石层顶部，再从灌浆管送入封孔浆体填满灌浆管与孔口管壁之空隙，试压浆，当止浆效果较差时，再适度送入双液浆至孔口返浆为止，待凝30～60min，开始灌注。如果在上提灌浆管后，出现从灌浆管和土层间隙处出现冒浆，采取再次注浆

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后孔口返浆后待凝10min左右的方法，使漏浆得到有效止浆。

钻孔质量控制 孔 位 偏 差 孔 斜 率 钻 孔 工 艺 灌 浆段 长 残 留 物 孔 深 计严技格术执要行求设设小计于 或段长等 于留经物洗小孔于捞渣确保的孔要底求残必须达到设计孔深对钻准机孔固位定中立心轴开校机正准按设确放计孔孔位 20cm6.3.2灌浆材料和浆材配合比 （1）灌浆材料

根据设计要求，本次防渗帷幕灌浆生产性试验处理拟采用低流动性膏浆及稳定复合浆液，主要采用普通硅酸盐水泥(42.5)、粘土、结构剂、外加剂等材料。 1)水泥

采用42.5普通硅酸盐袋装水泥；灌浆用水泥必须符合质量标准，细度通过80um方孔筛的筛余量小于5％；灌浆现场设置水泥储存棚，有受潮结块的水泥不得用于灌浆施工。 2)粘土

取试验场地附近的粘土或粉质粘土，经粘土制浆机加水破碎搅拌均匀后形成粘土浆。 要求塑性指数>14，粘粒(粒径小于0.005mm)含量不小于25％，粉粒(粒径0.005～

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详细准确的记录钻孔情况 图6.2 钻孔施工质量控制框图

0.05mm)含量一般不多于45％～50％，含砂量(0.05～0.25mm)不大于5％，有机物含量不大于3％。 3)水

灌浆用水直接取自地下水，水质符合灌浆用水要求。 4)结构剂

为改善浆液以及结石体性能，需加入一定量的结构剂代替水泥。 5)外加剂

灌浆过程中根据要求掺入其它外加剂，以改变浆液的流变性能。质量应符合DL／T5148—2001的有关规定，其最优掺量通过室内试验或现场生产性灌浆试验确定，所有能溶于水的外加剂均以水溶液状态加入。

（2）浆材配合比

由于本工程工期紧，为节约工期和费用，本次灌浆生产性试验拟根据托口电站对低流动性膏浆及稳定复合浆液等科研成果，暂推荐八种不同配比的改性粘土水泥浆用于本工程灌浆试验(参见表6.2—1、6.2—2)，试验进行过程中可根据场区的地层条件和受灌地层的可灌性，并根据室内试验及时调整配合比。

推荐低流动性膏浆及稳定复合浆液配比表 表6.2-1 编号 粘土（g） 水泥（g） 结构剂（g） 外加剂（g） 水（ml） 1 2 3 4 5 6 7 8 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 800 400 200 200 200 150 350 70 100 100 200 300 100 150 50 150 40 10 5 10 5 5 5 5 2000 1600 1500 1800 1000 1000 1400 1300 速凝型 速凝型 渗透型 渗透型 粘稠 粘稠 较稀 较稀 稳定复合浆液 低流动性膏浆 备注

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低流动性膏浆及稳定复合浆液物理力学性能指标 表6.2-2

比重/g/cm 1.52 1.51 1.41 1.39 1.46 1.46 1.39 1.36 3编号 析水率/% 0.2 0.3 2.5 3.0 0.2 0.3 2.0 5.0 初始流动度/mm 165 170 250 260 180 180 190 >300 初凝时间/h 终凝时间/h 10 24 150 160 72 80 72 250 7d 强度 /MPa 1.2 0.9 0.2 0.1 0.5 0.3 0.2 \\ 28d 强度 /MPa 2.0 1.8 0.9 0.8 0.7 0.7 0.3 0.2 60d 强度 /MPa 3.8 2.5 1.8 1.6 1.1 1.2 0.7 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 0.3 0.5 72 80 30 35 30 150 由于各取土点的粘土成分相差较大，上表的配比需要分组进行室内试验，对原浆的比重、稳定性、含砂率，以及混合浆液的比重、吸水率、初始流动度、30分钟流动度、初凝时间、终凝时间、7d、28d无侧限抗压强度等试验，根据试验参数确定后续施工时的浆液配合比。 6.3.3浆液制备 （1）制浆方法

本工程水泥粘土复合浆制备采用湿法制浆，主要设备为复合粘土制浆机、膏浆制浆机和高速制浆机组成，浆液制备流程见下“图6.3.3-1”。

供水 集土 除渣 原浆搅拌 泥浆净化 可用粘土浆 搅拌 过滤 可用水泥浆 供水 水泥 新鲜粘土浆 补充原浆/水 混合搅拌 输送至各注浆点 外加剂

制浆工艺流程图 图6.3.3-1

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（2）制浆工艺

制浆材料按照配合比添加，根据浆材配合比表的浆液比重要求进行控制，浆液拌和均匀后送往各灌浆点。

水泥浆液和混合浆液的搅拌时间应在30S以上，浆液在使用前宜经二次过筛，配制好的浆液应在2h内用完。 6.3.4灌浆施工

（1）灌浆方法及灌浆工序

本工程帷幕灌浆主要为砂卵石和砂卵石胶结体层灌浆，拟采用“孔内浆体自凝封闭、自下而上分段纯压式注浆法”，注浆时依次加密分两序施工。

灌浆顶部应进入土层1.0m,底部深入岩层（泥灰岩或粘土岩）2.0m。 （2）灌浆压力（孔口压力）控制标准：

根据设计文件和采用的新型浆材特点，初拟定灌浆压力（孔口压力表压力）如下： 单排孔：Ⅰ序孔：0.6—1.5MPa，Ⅱ序孔：0.8—2.0MPa。

双排孔：外侧排孔：Ⅰ序孔：0.6—0.8MPa，Ⅱ序孔：0.8—1.5MPa。 内侧排孔：Ⅰ序孔：0.8—1.5MPa，Ⅱ序孔：1.5—1.8MPa。 施工中灌浆压力,可根据实施情况进行合理调整。

（4）根据选用的浆材所具有的可控特点，为保证灌浆质量、提高灌浆效率，节约浆材，本次灌浆采用浆量控制灌浆法；

其中：单排孔距1.0m孔，单位注入量为400L／m； 双排孔距2.0m孔，单位注入量为600L／m； 双排孔距2.5m孔，单位注入率为800L／m； 双排孔距3.0m孔，单位注入率为1000L／m。

（5）灌浆时应尽可能达到设计压力，遇到注入率较大，应采取以下方法处理： 1）调整浆材配比，增加浆液稠度，防止浆液扩散太远； 2）缩短灌浆段长，按最大注入率的1.5倍控制灌浆。 6.3.5灌浆设备与机具

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浆液搅拌桶采用ZJ-2000搅拌桶。

输浆管采用软钢丝加固管或钢管，并保证能够承受1.5倍以上的最大压力。 灌浆设备：灌浆采用膏浆灌浆泵、BW250泥浆泵和SGB-10型灌浆泵，灌浆过程采用NW2005-Ⅳ灌浆压水自动记录仪进行在线记录。 6.3.6结束标准

达到以下条件之一，可结束本段提升灌注上一段。

1）达到设计压力，注入率＜5L/min，结束上提； 2）达到设计压力，注入量达到控制标准，结束上提；

3）吸浆量较大的段，注入率达到拟定注入量无法提升至设计压力者，加大注入量至设计的1.5倍时，可结束本段灌浆。 6.3.7封孔

单孔灌浆结束后，用浓低流动性膏浆进行压力灌浆封孔，压入浆液析水凝固后，留下的空间用M20水泥砂浆填实抹平。 6.4帷幕注浆效果验收标准和验证方法

帷幕质量检查。采用注水试验为主，检查钻孔取芯为辅，观察幕后水位观察孔水位，若条件具备，也可采用开挖检查和围井注水。 6.4.1验收标准

帷幕防渗标准：渗透系数K≤5×10-4cm/s。 6.4.2验证方法 6.4.2.1检查孔检查

检查孔用以检验帷幕的防渗效果和帷幕有效厚度，帷幕布置在二排之间，检查孔完成后进行注水试验，检查幕体的渗透系数。 6.4.2.2检查孔施工技术要求

（1）钻孔口径：终孔口径不少于φ91mm； （2）钻孔深度：孔深深入泥灰岩（粘土岩）2.0 m；

（3）检查孔应进行全孔取芯，钻探施工过程中应做好施工记录，记录孔内返漏水

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情况及回水颜色变化等情况；

（4）检查孔施工完毕应用帷幕灌浆材料进行压力封孔； （5）所有检查孔均应提交钻孔柱状图。 6.4.2.3注水试验

注水试验在检查孔中进行，采用常水头法，试验按《水利水电工程注水试验规程》（SL345-2007）执行。 6.4.2.4开挖检查

对部分具备开挖条件的边坡，可以根据设计边坡线，选择性的采用坡面直接开挖的方式，直接观察防渗帷幕的连接情况。 6.4.2.5数据分析

通过对各序孔的注浆量、浆液浓度、注浆压力的变化，检查分析注浆效果以及注浆孔距的合理性。通过对注浆前后基坑内渗水量的数据变化，判断注浆效果。 6.5水位观测及抽水试验

6.5.1水位观测孔及抽水试验孔施工

水位观测孔及抽水试验孔在该部位灌浆工作开始前进行施工。水位观测孔及抽水试验孔采用SGZ-Ⅲ型地质钻机跟管钻进钻孔，根据图示位置精心施工，钻孔孔径不少于200mm。

6.5.2抽水试验设备及水位观测设备安装

（1） 过滤器：安装在管井中对应的含水层部位，带有滤水孔，主要起到滤水、挡砂及护壁作用。由于本工程地层主要为卵（碎）石、圆（角）砾、粗砂、中砂 根据不同含水层的性质和孔壁稳定情况，拟采用包网过滤器或缠丝过滤器。抽水试验的观测孔，宜采用包网过滤器。

（2） 离心泵：由于本工程含水层地下水位较高，埋藏较浅，动水位在吸程范围内，拟采用离心泵抽水。

（3） 量测器具：观测水位采用电测水位计。地下水位较浅时，可采用浮标水位计。观测读数应精确到1cm。

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流量的测试用具应根据流量大小选定。流量小于1L/s时，可采用容积法或水表；流量为1L/s~30L/s时，宜采用三角堰；流量大于30L/s时，应采用矩形堰。 6.5.3洗孔、试验抽水和观测静水位

（1）试验前应对抽水孔和观测孔进行清洗，直到水清、砂净、无沉淀时止。 （2）洗孔后即可进行试验抽水，其降深宜逐渐增大，达到最大降深后的持续时间不应少于2h。

（3）试验抽水过程中，应观测抽水孔出水量及抽水孔和各观测孔的水位变化，检查抽水设备运行是否正常，检查各观测孔水位反应是否灵敏；确定稳定流抽水的最大降深，非稳定流抽水的常出水量等抽水试验参数。

（4）试验抽水过程中，出水量及动水位的观测均应符合正式试验的观测及记录的规定要求。

（5）试验抽承后应及时测量孔深，如发现孔内沉淀较多时，应分析原因并加以处理。

（6）正式抽水前，静水位观测应每30min观测一次．2h内变幅不大于2cm，且无连续上升或下降趋势时．即可视为稳定 6.6资料整理及提交 6.6.1资料记录与整理、报送

（1） 所有施工作业过程都必须及时做好原始记录，原始记录不得提前预记录、写回忆录、改写。

填写原始记录应做到如下几点：①准确地记录施工过程中的一切技术数据。如浆液配比、吸浆量等；②如实的反映施工情况。如钻进中的异常情况、灌浆过程中的串浆、冒浆情况，有无中断情况，并应注明中断原因及处理情况；③灌浆中的异常现象等。

（2） 向监理人提供各项工程的施工竣工图和文件，施工计划、施工设备、原始资料记录、成果资料、检测资料、质量报告、竣工报告，以及监理工程师认为必须的其他各项资料。

6.6.2灌浆工程原始资料和成果资料

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（1）钻孔、灌浆、抽水、注水、水位观测记录等原始记录。 （2）工程照片。

（3）灌浆成果资料：灌浆孔成果一览表、灌浆分序统计表、各次序灌浆统计表、灌浆完成情况、灌浆工程检查检查孔资料、帷幕灌浆综合平面图、先导孔钻孔柱状图、地质剖面图，抽水试验报告。

（5）生产性试验报告。

7 施工安排

根椐本工程总体施工方案安排，帷幕灌浆生产性东西两侧同时进行。施工总工期控制为68天。

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鹤壁III标砂卵石段基础处理防渗帷幕灌浆生产性试验施工进度计划施工进度计划横道图

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8 主要施工机械设备及施工人员配置

8.1 施工机械配置

根据现场施工条件及施工工期要求，主要机械设备配置情况详见表8.1。

帷幕灌浆生产性试验施工主要设备配备表 表8-1

序号 1 2 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 设备名称 地质钻机 规格型号 SGZ-Ⅲ 单位 数量 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 8 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 10 8 6 4 技术参数 最大钻孔深度为300m 最大钻孔深度为100m 400L/min 400L/min ≥6m/h 2000L/min 800L/min 120L/min，最大泵压:10MPa 250L/min 10MPa 2参数 1.5-24m/h 300L/min 200L/min 33备注 钻孔设备 钻孔设备 制粘土浆设备 制水泥浆设备 拌制膏浆设备 制混合浆设备 浆液循环设备 灌浆设备 灌浆设备 灌浆设备 灌浆记录 浆液循环设备 液压潜孔钻机 HGY-100Q 粘土制浆机 高速制浆机 膏浆制浆机 搅拌桶 搅拌桶 膏浆注浆泵 泥浆泵 灌浆泵 NTJ-I ZJ-400A GJ1000 ZJ-2000 ZJ-800 RKGJ500 BW250 SGB-10 灌浆自动记录仪 NW2005-Ⅳ 长轴泵 离心泵 清水泵 排污泵 RKB-50 3PN Sns-50 22

8.2 施工人员配置

根据施工进度及施工强度要求，帷幕灌浆施工人员配置详见表8.2。

表8.2 施工人员配置 施工时间 2011.10 2011.11 2011.12 管理 人员 2 2 2 技术人员 4 4 4 钻探工 56 56 56 灌浆工 12 12 12 辅助工 5 5 5 电工机修 2 2 2 后勤 2 2 2 合计 83 83 83 9质量保证措施 9.1质量方针

科学管理、精心施工、持续提高、顾客满意。

(1) 本工程质量目标：工程质量等级达到优良，无较大以上质量事故，单元工程优良率85%以上。

(2) 建立健全质量目标管理体系。

9.2质量保证措施

（1）坚持开展质量宣传教育制度。要使全体员工都认识到质量是企业界的生命，有质量才有效益。牢牢树立质量思想，增强质量意识；

(2)坚持质量岗位责任制。各级人员均要明确自己的职责和权限，对自己的岗位负责；

(3)坚持实行“三检制”，即班组自检、施工队复检、项目部质量安全部终检。坚持质量一票否决制，上道工序未检验或检验不合格，不得转入下一道工序施工；

(4)配备足够数量和相应素质的质检人员，并赋予质检对工程使用的材料和工程所有部位及其施工工艺过程进行全面质量检查和随机抽样检验的权力，当发现工程质量不合格时，质检员有权及时纠正；

(5)加强人员培训，坚持持证上岗。管理人员必须是经过技术培训并取得技术资格的工程技术人员。特殊工种和主要技术工种必须持证上岗；

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(6)对质量事故的处理坚持“三不放过”的原则；

(7)执行质量奖惩制度。对质量意识强、质量工作做得好的单位和个人定期给予经济奖励；对工作责任心不强、质量意识差、质量工作做得差的单位和个人给予严厉的经济处罚；

(8)坚持技术方案、质量措施审批制度。工程开工前编制的施工方案和质量措施需经总工程师批准并报相关单位审批，质量安全部门在施工过程中以巡视或旁站的方式监督执行；

(9)建立试验机构，配置仪器设备，对原材料、半成品、成品质量和施工过程进行检验和试验；

(10)及时、如实、详细填写各种质量记录，编制各种报表。

9.3工程质量控制要点

帷幕灌浆工程质量控制点如表8.3-1所示，施工过程中应对这些控制要点严格检查，确保施工人员遵守规范及相关技术要求，保证工程质量。

工程质量控制点表 表9.3-1

工作内容 序号 1 2 钻孔 3 1 灌浆 2 3 质 量 控 制 点 测量放样、孔位偏差 钻孔深度、验孔 注浆管制作及安装 浆体封闭 灌浆材料、浆材配合比 灌浆压力、结束标准、特殊情况处理 10 安全保证措施

10.1 安全管理机构

项目部安全机构设有安全领导小组、质量安全部和专兼职安全员。项目部安全生产机构序见10.1。

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安全领导小组 安全副经理 安全生产部 安全员 施工队 图10.1 项目部安全生产机构 安全领导小组组长由项目部经理兼任，副组长由项目部总工和质量安全部部长兼

任，成员由各部和施工分队负责人组成；配备一名专职的负责安全文明施工的副经理；质量安全部是专职的安全管理机构，配备有一名负责安全工作的领导和一名专职的安全员；在各部门和各施工分队内设专兼职安全员，安全员应持证上岗，保证项目安全目标的实现。

10.2 主要安全管理制度

(1) 安全生产责任制

① 项目部应根据“管生产必须管安全”，“安全生产，人人有责”的原则，建立健全岗位责任制，明确各级领导，各职能部门和各类人员在施工生产活动中应负的安全责任，层层签订责任书并定期进行考核、评定、奖惩。

② 各级领导在管理生产的同时，必须负责安全管理工作，认真执行国家有关劳动保护的法令和制度，在计划、布置、检查、总结、评比生产的时候，同时计划、布置、检查、总结、评比安全工作。

③ 建立健全安全机构，加强对安全工作的监督管理，各职能部门在各自业务范围内，对实现安全生产的要求负责。

④ 员工应该自觉遵守安全生产规章制度，不进行违章作业，并且要随时制止他人

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的违章作业，积极参加各种活动，主动提出改进安全工作意见，爱护和正确使用机器设备、工具和个人防护用品。

(2) 认真落实安全教育制度

① 对新入伍和调换的人员，必须进行岗前安全教育的技术培训，并经考核合格后，方可持证上岗；

② 特种作业人员必须进行安全技术培训，并经地市级劳动行政部门考核发证后，方准上岗操作；

③ 每周一晚上进行安全学习，要确保时间、内容、人员和效果四落实、不断提高施工人员的安全操作技能和预防事故的实际能力；

④ 建立经常性的安全教育培训考核制度，考核成绩要记入员工当案。 ⑤ 项目部要坚持“三级”安全教育。 (3) 安全技术交底制度

① 工程开工前，项目总工必须将工程概况、施工方法、施工工艺、施工程序、安全技术措施，向承包单位的作业队负责人、班组长和相关人员进行交底；

② 安全技术交底主要内容如下： a、本施工项目的施工作业特点和危险点； b、针对危险点的具体预防措施； c、应注意的安全事项；

d、相应的安全操作规程和标准；

e、发生事故后应及时采取的避难和急救措施。 (4) 劳动保护用品和健康检查制度

① 项目部应根据须防护的危险、危害因素和危险、危害作业类别配备具有相应防护功能的个人防护用品（包括：工作服、工作帽、工作鞋、劳动手套、防寒服、雨衣、

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胶鞋、眼护罩、安全带、安全帽、护听器、防护面具、手灯等）。

② 工作人员进入施工现场必须按照规定佩戴劳动保护用品，爱护劳动用品； ③ 项目部每年对从事或接触有同职业危险因素的作业者进行职业健康检查，建立监护档案，并按照规定的期限妥善保管。

(5) 安全检查制度

① 项目经理应组织项目部定期对安全情况进行检查考核和评价。对施工中存在的不安全行为和隐患，项目部应分析原因制定相应整改防范措施。

② 项目部应根据施工过程的特点和安全目标的要求，确定安全检查内容。 ③ 项目部安全检查应配备必要的设备或器具，确定负责人和检查人员，并明确检查内容及要求。

④ 项目部安全检查采取随机抽样、现场观察、实地检测相结合的方法，并记录检测结果。对现场管理人员的违章指挥和操作人员的违章作业行为应进行纠正。

⑤ 安全检查人员应对检查结果进行分析，找出安全隐患部位，确定危险程度。 ⑥ 项目部应编写安全检查报告。 (6) 安全隐患和安全事故处理

① 项目部应区别“通病”、“顽症”、首次出现、不可抗力等类型，修订和完善安全整改措施。

② 项目部应对检查出的隐患立即发出安全隐患整改通知单。受检部门应对安全隐患原因进行分析，制定纠正和预防措施应经检查单位负责人批准后实施。

③ 安全检查人员对检查出的违章指挥和违章作业行为向责任人当场指出，限期纠正。

④ 安全员对纠正和预防措施的实施过程和实施效果应进行跟踪检查，保存验证记录。

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⑤ 处理安全事故坚持“四个不放过”即“事故原因不清楚不放过，事故责任者和员工没有受到教育不放过，事故责任者没有处理不放过，没有制定防范措施不放过”的原则。对安全事故应进行分析，明确性质，制定纠正和预防措施，编写事故调查报告。

(7) 安全保证计划

① 项目部应根据项目施工安全目标的要求配置必要的资源，确保施工安全，保证目标实现。专业性较强的施工项目，应编制专项安全施工组织设计并采取安全技术措施。

② 项目安全保证计划应在项目开工前编制，经项目经理批准后实施。

③ 项目部应根据工程特点、施工方法、施工程序、安全法规和标准的要求，采取可靠的技术措施，消除安全隐患，保证施工安全。

④ 对基础开挖、特种机械作业等专业性强的施工作业，以及从事电气、机动车等特殊工程的作业，应制定单项安全技术方案和措施，并应对管理人员和操作人员的安全作业资格和身体状况进行合格审查。

⑤ 安全技术措施应包括：防火、防毒、防爆、防供、防尘、防雷击、防触电、防坍塌、防物体打击、防机械伤害、防高空坠落、防交通事故、防疫、防环境污染等方面的措施。

10.3 主要安全措施

10.3.1施工现场安全技术措施

(1)施工现场的布置符合防火、防爆、防雷电等规定和文明施工的要求，施工现场的生产、生活、办公用房、仓库、材料堆放、停车场、修理场等严格按批准的总平面布置；

(2)现场道路平整、坚实、保持畅通、危险点按照规定挂标牌，现场道路条符合《工业企业厂内运输安全规程》的规定；

(3)现场的生产、生活区设置足够的消防水源的消防设施网点，且经地方政府消防部门检查认可，并使这些设施保持良好状态，随时可满足消防要求。消防器材设有专人管理不能乱拿乱动，组成一支由5～10人的义务消防队，所有施工人员管理人员均熟悉

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并掌握消防设备的性能和使用方法；

(4)各类房屋、库棚、料场等的消防安全距离符合公安部门的规定，室内不能堆放易燃品；严禁在易燃易爆物品附近吸烟，现场的易燃物，随时清除，严禁堆放在有火种的场地或近旁；

(5)施工现场实施机械安全安装验收制度，机械安装要按照规定的安全制度技术标准进行检测，所有操作人员要持证上岗，使用期间定机定人，保证设备完好率；

(6)施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》TGJ46-88规定执行；

(7)确保必须的安全投入，购置必备的劳动用品，安全设备及设施齐备，满足安全生产的需要；

(8)在施工现场，配备适当数量的安全人员，负责施工及施工物资、机械装备和施工人员的安全保卫工作，并配备足够数量的夜间照明和围挡设施；该项保卫工作，在夜间及节假日也不间断。

10.3.2施工现场主要施工项目安全措施

(1)钻孔、灌浆安全措施

1)工作台、踏板、脚手架的承重量，不得超过设计要求，并在现场挂牌标明。脚手架与工作台的木板铺设严密，木板的断头必须搭设在支点上；

2)在2m以上高处作业时，应符合高空作业的有关规定； 3)检查修理灌浆机械及管路时，停止并切断风源和电源； 4)所有的灌浆管路必须进行施工前的检查，及时更换损伤管路； 5)输浆管路、灌浆泵输浆后应及时冲洗，防止堵塞发生。 (2)运输安全措施

1)各类车辆必须处于完好状态，制动有效，严禁人料混载； 2)所有运载车辆均不准超载、超宽、超高运输；

3)运输车输文明行使，不抢道、不违章，施工区内行驶速度不能超过30Km/h； 4)不得酒后开车，严禁上班时间饮酒；

5)配备操作人员、保养人员，杜绝因疲劳连续工作造成安全事故。 (3)供电与电气设备安全措施

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1)施工现场用电设备定期进行检查，防雷保护、接地保护、变压器等每季度测定一次绝缘强度，移动式电动机，潮湿环境下电气设备使用前检查绝缘电阻，对不合格的线路设备及时维修或更换，严禁带故障运行；

2)线路检修、搬迁电气设备（包括电缆和设备）时，切断电源，并悬挂“有人工作，不准送电”的警告牌；

3)非专职电工不得操作电气设备；

4)操作高电压设备回路时，必须戴绝缘手套，穿电工绝缘鞋并站在绝缘板上； 5)手持式电器设备的操作手柄和工作中接触的部分，有良好绝缘，使用前进行绝缘检查；

6)低压电气设备加装保护装置；

7)电气设备外露的转动和传动部分（如皮带和齿轮），加装遮拦或防护翼； 8)36V以上的电气设备和由于绝缘损坏可能带有危险电压的金属外壳、构架等设有保护接地；

9)电气设备的保护接地每班均有当班人员进行检修；

10)电气设备的检修、维护和调试工作，必须由专职电气维修工完成。

11 文明施工及环境保护措施

11.1 文明施工目标

现场施工布置按审定的平面布置图，坚持完工场清制度，争创文明现场。

11.2 文明施工及环境保护措施

(1) 建立文明施工规章制度,加强对职工进行文明施工的教育.

(2) 施工现场出入口设立标牌、安全生产纪律牌，施工平面布置图，进入现场工作人员必须着装整齐，佩戴工作证章和安全帽。

(3) 严格遵守现场纪律和保卫制度，遵守当地政府有关治安管理制度，爱护周围的一草一木，共同维护邻近单位和居民的清洁、安静，保证临近单位和居民正常的工作和生活秩序，禁止围观起哄。

(4) 临建设施、机械设备、水电线路、场内道路严格按审定的施工方案布置，建筑材料在指定的地点放置，使进入现场的设备、材料堆放有序，杜绝随意搭建房屋和任意

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堆放材料。

(5) 遵守国家有关环境保护的法律法规，做好施工区的环境保护工作。加强对因施工而引起的噪声、粉尘、废油等的控制和治理，避免由此带来的环境破坏和人员伤害、财产损失等，并采取有效措施保护饮用水避免受施工活动造成的污染；搞好现场雨水和施工污水排除，施工污水先进行沉淀处理，而后集中排放，保持场内不积水，无泥浆，道路畅通。

(6) 经常保持施工区和生活区的环境卫生，设置足够的临时卫生设施，定期清理施工废弃物和垃圾，并将其运至监理人指定的地点进行掩埋或焚烧处理。

(7) 做好施工弃渣的处理，开挖弃土弃渣严格按招标文件的规定或监理人指示处置和堆放，防止水土流失。

(8) 完工撤离前按合同规定拆除所有应拆除的临时设施，并对场地彻底清理。 (9) 改善工地生活条件，丰富职工文娱生活。

(10) 服从发包人及监理人的安排与指挥，正确处理好与当地的关系，合理使用共用道路设施。

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砂卵石段基础处理生态防渗帷幕灌浆

生产性试验施工组织设计

中国水利水电第十二工程局有限公司 南水北调中线鹤壁段三标施工局 湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司

2011年 10月15日

目 录

1 工程概况 ......................................................................................................................................................... 1

1. 1 水文气象............................................................................................................................................... 1 1.2工程地质.................................................................................................................................................. 1

2防渗帷幕灌浆生产性试验依据及目的 .............................................................................................................. 2 2.1防渗帷幕灌浆生产性试验依据 .................................................................................................................. 2 2.2防渗帷幕灌浆生产性试验目的与任务 ...................................................................................................... 2 3防渗帷幕灌浆生产性试验方案 .......................................................................................................................... 2 4 生产性试验施工主要工程量 ............................................................................................................................. 6 5 施工总布置 ......................................................................................................................................................... 7 5.1施工交通 ...................................................................................................................................................... 7 5.2施工供电、供水 .......................................................................................................................................... 7

5.2.1施工供电 .............................................................................................................................................. 7 5.2.2施工供水 .............................................................................................................................................. 7 5.3钻孔系统 ...................................................................................................................................................... 7 5.4制浆系统 ...................................................................................................................................................... 7 5.5废浆、废渣系统 .......................................................................................................................................... 8 5.6办公、生活用房布置 .................................................................................................................................. 8

6 防渗帷幕灌浆生产试验施工 ............................................................................................................................. 8 6.1防渗帷幕灌浆生产试验施工程序 .............................................................................................................. 8 6.2帷幕灌浆钻孔施工 ...................................................................................................................................... 9

6.2.1 钻孔 ..................................................................................................................................................... 9 6.2.2压水试验与注水试验 ........................................................................................................................ 10 6.2.3其它要求 ............................................................................................................................................ 11 6.3灌浆施工 .................................................................................................................................................... 12 6.3.1浆体自凝封闭和注浆管安装 ............................................................................................................ 12 6.3.2灌浆材料和浆材配合比 .................................................................................................................... 13 6.3.3浆液制备 ............................................................................................................................................ 15 6.3.4灌浆施工 ............................................................................................................................................ 16 6.3.5灌浆设备与机具 ................................................................................................................................ 16 6.3.6结束标准 ............................................................................................................................................ 17 6.3.7封孔 .................................................................................................................................................... 17 6.4帷幕注浆效果验收标准和验证方法 ........................................................................................................ 17 6.4.1验收标准 ............................................................................................................................................ 17 6.4.2验证方法 ............................................................................................................................................ 17 6.5水位观测及抽水试验 ................................................................................................................................. 18 6.5.1水位观测孔及抽水试验孔施工 ........................................................................................................ 18 6.5.2抽水试验设备及水位观测设备安装 ................................................................................................ 18 6.6资料整理及提交 ........................................................................................................................................ 19 6.6.1资料记录与整理、报送 .................................................................................................................... 19

6.6.2灌浆工程原始资料和成果资料 ........................................................................................................ 19

7 施工安排 ........................................................................................................................................................... 20 8 主要施工机械设备及施工人员配置 ............................................................................................................... 22 8.1 施工机械配置 ............................................................................................................................................ 22 8.2 施工人员配置 ............................................................................................................................................ 23 9质量保证措施 .................................................................................................................................................... 23 9.1质量方针 ..................................................................................................................................................... 23 9.2质量保证措施 ............................................................................................................................................. 23 9.3工程质量控制要点 ..................................................................................................................................... 24 10 安全保证措施 ................................................................................................................................................. 24 10.1 安全管理机构 .......................................................................................................................................... 24 10.2 主要安全管理制度 .................................................................................................................................. 25 10.3 主要安全措施 .......................................................................................................................................... 28

10.3.1施工现场安全技术措施 .................................................................................................................. 28 10.3.2施工现场主要施工项目安全措施 .................................................................................................. 29

11 文明施工及环境保护措施 ............................................................................................................................. 30 11.1 文明施工目标 .......................................................................................................................................... 30 11.2 文明施工及环境保护措施 ....................................................................................................................... 30

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