溢流坝除险加固施工方案

混凝土溢流坝除险加固施工技术方案一、工程概况1.1工程背景本工程为混凝土溢流重力坝除险加固项目，坝体高度18米，坝顶长度65米，坝顶宽度5米，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇。经第三方检测机构评估，坝体存在四大类结构性病害，具体表现为：上游坝面分布3处贯穿性裂缝，最长裂缝达25米，最大宽度0.8毫米；下游坝面混凝土剥蚀面积约80平方米，局部区域钢筋保护层脱落导致露筋锈蚀；坝基渗漏量达0.5L/s·m，坝体与基岩接触面存在明显渗透通道；消力池底板混凝土碳化深度达50毫米，尾坎结构出现局部掏空现象。金属结构方面，6扇弧形工作闸门及配套启闭设备锈蚀严重，止水橡皮老化失效，影响闸门正常运行。1.2工程目标通过系统性加固施工，实现以下目标：修复坝体结构完整性，裂缝处理合格率达到100%，混凝土强度恢复至C25设计标准；提升坝体防渗能力，将坝基渗漏量控制在0.05L/s·m以内；恢复消能设施功能，确保消力池抗冲刷能力满足设计洪水工况；更新金属结构设备，使闸门及启闭系统运行可靠性达到98%以上。加固完成后，大坝安全等级需满足《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2017要求，确保工程继续安全运行至少30年。二、施工准备2.1技术准备勘察设计阶段需完成三项关键工作：采用超声波探伤技术对坝体混凝土内部缺陷进行定位，使用回弹法检测混凝土表面强度，结合地质雷达探测坝基渗漏通道分布特征；通过水文监测数据分析近五年坝体渗流变化规律，编制详细病害评估报告；根据检测结果优化设计方案，明确帷幕灌浆孔距2.0米、孔深25米，混凝土修补采用C30细石混凝土，坝面防护增设200mm厚C25钢筋混凝土护面。方案论证与交底应遵循三级控制原则：组织水利工程专家对施工方案进行评审，重点论证坝体裂缝处理工艺、水下混凝土浇筑技术及汛期施工度汛措施；项目技术负责人向施工班组进行二级交底，明确各工序质量控制点，如帷幕灌浆压力控制在1.2-1.5MPa，混凝土养护湿度需保持在90%以上；班组长向作业人员进行三级交底，重点讲解环氧树脂灌浆材料的配比要求和施工操作要点。2.2资源配置材料准备需满足以下技术指标：石料选用饱和抗压强度≥80MPa的花岗岩块石，单块重量控制在30-50kg，表面清洁无风化层；水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，进场时需提供出厂合格证及3天强度检测报告；钢筋选用HRB400E级热轧带肋钢筋，屈服强度≥400MPa，断后伸长率≥16%；裂缝修补材料采用低黏度环氧树脂灌浆料，其抗压强度≥60MPa，粘结强度≥3MPa，固化时间控制在24-48小时。设备配置应形成完整作业体系：液压灌浆泵选用HJB-6型，额定工作压力6MPa，配备两台确保连续作业；混凝土喷射机采用PZ-5型干式喷射设备，生产率5m³/h，工作风压控制在0.4-0.6MPa；配置一台JS500型混凝土搅拌机，搅拌能力25m³/h，配套PLD800型配料机；金属结构安装需配备25t汽车吊、5t手拉葫芦及扭矩扳手等专用工具；测量设备包括全站仪、水准仪、测绳及裂缝观测仪，使用前需经法定计量机构校准。施工队伍组建专业作业班组：成立灌浆作业组（6人）、混凝土施工组（12人）、金属结构安装组（8人）及水下作业组（4人），各组配备一名持证安全员；特殊工种人员需满足资质要求，如焊工需持有特种设备焊接作业证书，潜水员需具备水下作业资格证；开展岗前培训，重点考核混凝土配合比计算、灌浆压力控制及安全防护措施操作能力。2.3现场准备施工布置需科学规划功能分区：在坝顶下游侧设置混凝土搅拌区，面积约300平方米，配置防雨棚及砂石料仓，料仓采用砖墙分隔，高度1.8米；沿坝体左岸布置材料仓库，储存水泥、钢筋及灌浆材料，仓库地面设置防潮层，水泥堆放高度不超过10袋；施工道路采用C20混凝土硬化，宽度4.5米，设置2%排水坡度；在消力池附近搭设临时码头，用于水下作业设备及材料运输。临时设施建设应符合安全标准：施工用电从水库管理处变电站接引，设置2台315kVA变压器，采用TN-S接零保护系统，配电箱实行"三级配电两级保护"；施工用水采用坝体渗水经沉淀处理后使用，设置30m³蓄水池一座；生活营地设置在距坝体500米以外区域，配备集装箱式宿舍20间，食堂、卫生间等设施符合卫生防疫要求；沿施工区域周边设置围挡，高度2.5米，悬挂安全警示标志。三、主要施工工序3.1坝体裂缝处理表面处理需分三步进行：采用角磨机清除裂缝两侧各50cm范围内的混凝土浮浆，露出新鲜混凝土面；用高压水枪冲洗裂缝表面，再用丙酮擦拭去除油污；沿裂缝走向凿出"V"型槽，槽深5-8cm，上口宽度8-10cm，槽壁修整成45°倾角，转角处做成圆弧过渡。对宽度≥0.3mm的裂缝，需在槽底钻设φ14mm注浆孔，孔距30-50cm，孔深为裂缝深度的1.5倍，孔内埋设注浆管。灌浆施工应严格控制工艺参数：采用环氧树脂灌浆材料，按甲组分∶乙组分=3∶1的重量比现场配制，搅拌时间不少于5分钟；灌浆顺序遵循"先浅后深、先低后高、跳孔灌注"原则，初始压力控制在0.2MPa，待浆液稳定流出后逐步升压至0.5MPa；当吸浆量小于0.01L/min时，保持压力稳定30分钟即可结束灌浆；灌浆完成24小时后，剔除注浆管，用C30微膨胀混凝土回填注浆孔，表面采用环氧树脂砂浆抹平。质量检测需执行双重验证：灌浆施工7天后，采用取芯法检测灌浆结石体强度，芯样获得率应≥90%，抗压强度≥30MPa；对重要部位裂缝，采用超声波探伤检测灌浆饱满度，声波波速应≥4000m/s；在裂缝表面粘贴应变片，监测30天内裂缝变形情况，最大变形量不得超过0.02mm。3.2防渗工程施工帷幕灌浆施工需遵循"分序加密"原则：沿坝轴线布置单排灌浆孔，孔距2.0米，孔径φ75mm，孔深深入基岩20米；采用回转式钻机造孔，开孔偏差不得超过1%孔深，终孔后进行孔斜测量；灌浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比采用1∶1、0.8∶1、0.5∶1三个级配，开始用稀浆，逐渐变浓；灌浆压力按孔深分级控制，孔口段（0-10m）1.2MPa，中段（10-20m）1.5MPa，孔底段（20-25m）1.8MPa；当注入率小于0.4L/min时，持续灌注30分钟即可结束，封孔采用"全孔灌浆法"，水泥浆水灰比0.5∶1。防渗墙施工适用于坝体与基岩接触面处理：采用冲击钻造槽，槽段长度6米，槽宽0.8米，深度深入基岩3米；槽段间接头采用"钻凿法"处理，确保接缝处混凝土咬合良好；墙体材料选用C20混凝土，掺加6%膨润土改善和易性，坍落度控制在18-22cm；采用导管法浇筑，导管埋深保持在2-6米，浇筑速度不低于2m/h；墙体施工完成后，需进行钻孔取芯检测，芯样连续完整，抗压强度≥15MPa，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s。排水系统修复应与防渗工程同步实施：在下游坝脚处增设一排排水孔，孔径φ150mm，孔距3米，孔深15米，倾角5°；孔内安装φ100mm透水管，管壁梅花形布置φ10mm透水孔，外包两层土工布；排水孔下游侧设置截水沟，断面尺寸50cm×50cm，采用M7.5浆砌石砌筑，沟底坡度2%；在截水沟末端设置集水井，尺寸2m×2m×3m，安装潜水泵排除积水。3.3混凝土结构修复坝面修补采用分层施工法：对剥蚀深度≤5cm的区域，先用高压风清除松动混凝土，涂刷界面剂后采用C30细石混凝土修补，修补厚度超出原表面2cm；对剥蚀深度>5cm的区域，需植入φ16mmHRB400E级钢筋，植入深度15d，间距30cm×30cm，形成钢筋网片后再浇筑混凝土；修补完成后，表面采用原坝体相同纹理的模板压印，确保外观一致；所有修补区域周边应设置变形缝，缝宽2cm，填塞沥青木板。消力池重建需满足抗冲要求：先拆除原消力池破损混凝土，采用液压破碎锤施工，避免对未破损结构造成振动破坏；基底清理完成后，铺设20cm厚级配碎石垫层，碾压密实度≥95%；底板采用C35混凝土浇筑，厚度80cm，内设φ20mm@200mm双层钢筋网，混凝土抗渗等级P8；在底板表面设置5cm深齿槽，间距5米，增强抗滑稳定性；尾坎采用C40钢筋混凝土浇筑，高度2.5米，迎水面设置30cm厚抗冲耐磨层。水下混凝土施工应采取特殊措施：选择在枯水期施工，当水深≤3米时采用筑岛法，水深>3米时采用钢围堰施工；混凝土配合比需掺加粉煤灰和缓凝剂，初凝时间≥6小时，坍落度18-22cm；采用导管法浇筑，导管直径φ250mm，底口距基底30cm，首批混凝土量应能满足导管埋深≥1.0米；浇筑过程中导管埋深控制在2-6米，提升速度与混凝土浇筑速度相匹配；水下混凝土浇筑应连续进行，因故中断时间不得超过45分钟。3.4金属结构安装闸门拆除需制定专项方案：先拆卸启闭机与闸门连接部件，测量闸门实际安装尺寸并记录；采用25t汽车吊配合5t手拉葫芦吊装，吊点设置在闸门吊耳位置，吊装角度不得大于60°；闸门拆除后运输至维修场地，进行解体检查，测量各部件变形量；对锈蚀部件采用喷砂除锈，除锈等级达到Sa2.5级，露出金属本色。闸门修复关键工序包括：门叶结构变形矫正采用热矫法，加热温度控制在600-800℃，严禁过烧；对磨损超过设计厚度1/3的止水橡皮全部更换，新橡皮采用三元乙丙材质，邵氏硬度70±5度；门轴与轴套间隙控制在0.3-0.5mm，采用巴氏合金现场浇注轴套；所有连接螺栓需进行扭矩检测，M24螺栓扭矩值控制在450-500N·m。安装调试应符合精度要求：闸门安装采用全站仪定位，中心线偏差≤3mm，垂直度偏差≤1/1000；启闭机安装后，进行空载试运行，电机电流、转速应在额定范围内；闸门无水情况下进行全行程启闭试验，反复3次，记录启闭时间和有无卡阻现象；有水情况下进行闭门试验，测量渗漏量，每米止水长度渗漏量≤0.1L/s。四、质量与安全保障措施4.1质量管理体系质量控制实行"三检制"：施工班组自检需填写《工序质量评定表》，对灌浆压力、混凝土坍落度等关键参数进行记录；质检员复检重点检查隐蔽工程，如钢筋焊接质量、灌浆结石体强度等，复检合格率需达到100%；监理工程师终检需留存影像资料，对不符合要求的工序签发《监理通知单》，整改完成后方可进入下道工序。试验检测项目应覆盖全过程：水泥、钢筋等主要材料进场需进行见证取样，每批水泥检测安定性、凝结时间及强度，钢筋检测屈服强度、抗拉强度及伸长率；混凝土试块按每100m³留置一组，标养28天检测抗压强度，同时制作同条件养护试块；灌浆施工每50米留取一组灌浆结石体试块，检测抗压强度和弹性模量；金属结构焊缝进行100%外观检查，20%超声波探伤检测。质量记录应规范完整：施工日志需记录每日天气情况、施工部位、完成工程量及质量检查结果；隐蔽工程验收记录需有建设、设计、监理、施工四方签字；试验检测报告需分类整理，按时间顺序编号；质量缺陷处理记录应详细说明缺陷部位、原因分析、处理措施及验收结果，形成闭环管理。4.2安全保障措施危险源管控需建立动态清单：对高空作业、水上作业、有限空间作业等重大危险源进行辨识，制定专项安全措施；高空作业设置安全网，高度超过2米需搭设脚手架，脚手板满铺并固定；水上作业人员必须穿戴救生衣，配备救生圈和应急船只；有限空间作业前进行通风换气，检测氧气浓度≥19.5%，可燃气体浓度<下限的10%。安全防护设施应符合标准：施工现场设置明显安全警示标志，危险区域采用红白相间警戒线隔离；临时用电设备必须有防雨、防砸措施，配电箱上锁并设专人管理；爆破作业需由持证人员操作，设置警戒范围，发布爆破信号；消防器材按每50平方米配置2具4kg干粉灭火器，重点部位增设消防沙池。应急管理体系包括：编制防汛、触电、高处坠落等专项应急预案，每年组织2次应急演练；成立应急抢险队伍，配备抢险物资，如沙袋、水泵、应急照明设备等；施工现场设置医务室，配备常用药品和急救设备；建立与气象部门的联动机制，提前获取暴雨、台风等预警信息。4.3进度控制施工计划采用三级网络管理：总进度计划明确各分部工程开工、完工时间，关键线路控制节点包括帷幕灌浆完成、混凝土修补完成及金属结构安装调试；月进度计划分解至各作业班组，明确每周完成工程量；周进度计划细化到每日作业内容，实行日碰头会制度检查进度完成情况。进度保障措施包括：配置备用设备，如备用灌浆泵、混凝土搅拌机等，确保设备故障时能迅速替换；材料储备量满足15天施工需求，建立材料进场预警机制；高峰期投入作业人员不少于50人，实行两班制施工；对关键工序采用平行作业法，如坝体裂缝处理与帷幕灌浆同步施工。进度调整应遵循动态控制原则：当实际进度与计划偏差超过5%时，分析原因并采取纠偏措施，如增加资源投入、优化施工顺序等；因不可抗力导致进度延误时，及时办理工期签证；每月编制进度报告，报送建设单位和监理工程师，说明进度执行情况及改进措施。五、环境保护与验收5.1环境保护措施施工期环保重点控制三项指标：施工废水经三级沉淀池处理后回用，悬浮物去除率≥80%；施工扬尘采用雾炮机降尘，裸土覆盖防尘网，PM10浓度控制在0.5mg/m³以下；建筑垃圾分类存