水坝抗滑墙施工方案设计

水坝抗滑墙施工方案设计一、工程概况1.1项目背景本水坝工程位于某河流中游段，坝型为混凝土重力坝，最大坝高75m，坝顶长度320m。坝基主要由砂岩和页岩互层组成，存在倾向下游的软弱夹层，抗剪强度较低。为提高坝体抗滑稳定性，设计采用混凝土抗滑墙进行加固处理，抗滑墙轴线位于坝踵上游5m处，总长度280m，墙厚1.2m，平均深度25m，嵌入基岩中风化层不小于3m。1.2主要工程量项目名称单位工程量备注抗滑墙成槽m²8400包括导墙及槽段开挖C25混凝土浇筑m³8400抗滑墙本体钢筋制安t380含结构钢筋及连接筋帷幕灌浆m1200墙底及周边地质钻探m560先导孔及验收孔1.3工程地质条件坝基覆盖层厚度3～8m，主要为冲洪积砂卵石层，松散结构，渗透系数1.5×10⁻²～3.0×10⁻³cm/s。基岩为侏罗系砂岩夹页岩，岩层走向N30°E，倾向SE，倾角15°～20°。软弱夹层厚度0.2～0.8m，天然抗剪强度f=0.35，c=0.15MPa，饱和状态下强度降低30%～40%。地下水位位于坝基以下2.5m，对施工影响较小。二、施工总体部署2.1施工分区根据坝体结构及施工便利性，将抗滑墙工程划分为三个施工段：Ⅰ段：0+000～0+090，长度90m，地质条件以砂岩为主Ⅱ段：0+090～0+190，长度100m，含2处软弱夹层密集区Ⅲ段：0+190～0+280，长度90m，基岩完整性较好2.2施工顺序采用"分段跳槽、间隔成槽"的施工方式，每个施工段划分为6～8m的槽段，先施工Ⅰ、Ⅲ段，后施工Ⅱ段。槽段施工顺序为：导墙施工→槽段开挖→清孔换浆→钢筋安装→混凝土浇筑，相邻槽段间隔时间不小于72小时。2.3施工平面布置施工道路：利用坝顶已建施工便道，在坝踵处修建3m宽临时施工平台，采用C15混凝土硬化，厚度15cm。材料堆场：在坝肩下游侧设置混凝土搅拌站（HZS90型）1座，砂石料堆场面积800m²，水泥罐3个（200t/个）。机械设备区：布置成槽设备（液压抓斗2台、冲击钻机4台）、起重机（25t汽车吊1台）、泥浆系统（制浆机2台、泥浆池500m³）及钢筋加工棚（30m×15m）。2.4施工进度计划总工期控制为180天，关键线路为：施工准备→导墙施工→槽段开挖→混凝土浇筑→帷幕灌浆。主要节点工期如下：施工准备：15天导墙施工：30天槽段开挖及混凝土浇筑：120天（含各工序交叉作业）帷幕灌浆及验收：30天三、主要施工方法3.1施工准备3.1.1技术准备组织图纸会审，编制详细施工方案及专项技术措施进行测量控制网布设，建立三级复核制度，抗滑墙轴线偏差控制在±30mm内开展地质补充勘探，每50m布置1个先导孔，查明软弱夹层分布及基岩面起伏情况进行混凝土配合比试验，确定C25混凝土配合比（水泥：砂：石：水=1:1.85:3.2:0.52），掺加粉煤灰和高效减水剂，初凝时间≥8h3.1.2现场准备场地平整及碾压处理，压实度≥90%修建临时排水系统，设置截水沟和集水井，采用Φ150mm水泵排水安装泥浆制备系统，泥浆采用膨润土（掺量8%）、纯碱（掺量0.5%）和CMC（掺量0.05%）配制，性能指标控制：比重1.15～1.25，黏度25～30s，含砂率≤4%，胶体率≥98%3.2导墙施工3.2.1导墙设计导墙采用"C"型钢筋混凝土结构，净宽1.4m（比墙厚宽0.2m），高度1.5m，墙顶高出地面0.3m。导墙混凝土强度等级C20，配置Φ12@200双层双向钢筋，墙底设10cm厚C10混凝土垫层。3.2.2施工工艺测量放线后采用挖掘机开挖导墙沟槽，人工修整边坡，槽底宽度2.0m铺设垫层混凝土，安装导墙钢筋，钢筋保护层厚度50mm采用组合钢模板立模，模板接缝处粘贴海绵条防止漏浆，支撑采用钢管脚手架混凝土采用泵送浇筑，插入式振捣器振捣密实，浇筑完成后覆盖洒水养护7天导墙施工分段进行，每段长度15～20m，施工缝处设置止水带3.3槽段开挖3.3.1槽段划分根据地质条件及成槽设备性能，槽段长度划分如下：覆盖层段：6～8m/段，采用液压抓斗成槽基岩段：4～6m/段，采用冲击钻分层钻进软弱夹层段：3～4m/段，缩短段长并加强泥浆护壁3.3.2成槽施工液压抓斗成槽适用于覆盖层及强风化基岩段，采用SG40型液压抓斗，抓斗宽度1.2m采用跳槽式开挖，先施工Ⅰ序槽段，后施工Ⅱ序槽段，相邻槽段间隔时间≥48h抓斗下放速度控制在0.5～1.0m/s，提升速度1.0～1.5m/s，防止泥浆扰动成槽过程中保持泥浆液面高于地下水位1.5m以上，低于导墙顶面0.3m冲击钻成槽用于中风化及微风化基岩段，采用CZ-30型冲击钻机，配备十字形钻头（重量3.5t）采用分层钻进，每层进尺控制在0.5～0.8m，及时排渣并补充泥浆遇到软弱夹层时，减小冲程（1.0～1.5m），降低钻进速度，必要时投入黏土块固壁终孔深度按设计要求超挖30cm，经地质编录确认嵌入基岩深度满足要求后终孔3.3.3清孔换浆成槽完成后采用抽筒法清孔，清孔次数不少于3次，每次清孔时间≥30min换浆采用新制泥浆置换槽底沉渣，控制槽底沉渣厚度≤10cm清孔后泥浆性能指标：比重≤1.20，黏度20～25s，含砂率≤3%，pH值7～93.4钢筋工程3.4.1钢筋制作钢筋原材进场需进行力学性能检验，合格后方可使用钢筋加工在专用加工棚内进行，采用数控弯曲机加工成型，允许偏差：受力钢筋全长±10mm，弯起钢筋弯折位置±20mm钢筋连接采用直螺纹套筒连接，套筒等级为Ⅰ级，丝头加工长度公差控制在±2P（P为螺距）3.4.2钢筋安装采用"整体吊装、分段连接"工艺，每槽段钢筋分2～3节制作，节长9～12m钢筋骨架设置架立筋（Φ20@2000）及保护层垫块（每m²不少于4个）吊装采用25t汽车吊，吊点设置在骨架1/3及2/3处，采用双吊点起吊钢筋骨架入槽后调整垂直度（偏差≤1%）及标高，采用导墙顶部型钢固定相邻槽段钢筋连接采用搭接焊，搭接长度≥10d，焊缝高度≥0.3d且不小于4mm3.5混凝土浇筑3.5.1浇筑准备检查槽段尺寸、垂直度及清孔质量，验收合格后方可浇筑安装混凝土导管，导管采用Φ250mm无缝钢管，壁厚≥5mm，导管间距≤2.5m，距槽段端部≤1.5m导管底部距槽底距离控制在25～40cm，导管连接采用法兰盘加橡胶垫密封混凝土浇筑前进行坍落度测试，要求坍落度180～220mm，扩展度≥500mm3.5.2水下混凝土浇筑采用"导管法"连续浇筑，首批混凝土量≥3.0m³，确保导管埋深≥1.0m混凝土浇筑速度控制在2～3m/h，导管埋深保持在2～6m，严禁将导管提出混凝土面浇筑过程中每30min测量一次混凝土面上升高度，及时调整导管埋深混凝土面高差控制在0.5m以内，防止夹层或断桩混凝土浇筑至导墙顶面以上50cm，待强度达到设计值80%后凿除超浇部分3.5.3施工缝处理Ⅱ序槽段浇筑前，采用钢丝刷或高压水枪清理Ⅰ序槽段混凝土接触面在接缝处设置Φ20@300连接钢筋，长度1.0m，伸入两侧槽段各0.5m混凝土初凝后及时覆盖保湿，养护时间不少于14天3.6帷幕灌浆3.6.1钻孔施工沿抗滑墙轴线及上下游侧3m处布置单排帷幕灌浆孔，孔距2.0m，孔径Φ75mm采用XY-2型地质钻机钻孔，金刚石钻头钻进，孔斜偏差≤0.5%钻孔过程中进行岩芯取样，岩芯采取率：基岩段≥85%，软弱夹层段≥70%3.6.2灌浆工艺采用"自上而下、分段灌浆"法，段长2～5m，射浆管距孔底距离≤0.5m灌浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1六个比级，由稀至浓逐级变换灌浆压力：覆盖层段0.3～0.5MPa，基岩段0.5～1.0MPa，最大压力不超过1.2MPa结束标准：在设计压力下，注入率≤1L/min，持续灌注30min后结束3.6.3质量检查灌浆完成7天后进行压水试验，检查孔数量为总孔数的10%透水率q≤1Lu为合格，不合格孔段需进行补灌处理四、质量控制措施4.1原材料质量控制水泥、钢筋、砂石料等主要材料进场必须有出厂合格证，并按规定进行抽样送检，合格后方可使用膨润土、外加剂等材料需进行性能试验，确保满足泥浆配制要求建立材料台账，实行"先进先出"管理制度，防止材料变质或过期4.2施工过程控制4.2.1测量控制采用全站仪进行轴线及高程控制，每10m设置一个轴线控制点，闭合差≤15mm√L（L为距离，以km计）成槽过程中采用超声波测壁仪检测槽壁垂直度，每槽段检测不少于3个断面混凝土浇筑前复核钢筋骨架位置及标高，允许偏差：轴线±20mm，标高±50mm4.2.2成槽质量控制严格控制泥浆性能指标，每2小时检测一次，不合格时及时调整槽段开挖偏差控制：轴线偏差≤50mm，垂直度≤0.3%，槽宽偏差±50mm终孔验收需检查孔深、孔径、孔斜及岩芯情况，符合设计要求后方可进入下道工序4.3混凝土质量控制严格控制混凝土配合比，每班至少进行2次坍落度检测，1次抗压强度试验混凝土试块按每50m³留置1组，每组3块，标准养护28天后进行强度检测采用回弹法和钻芯法对混凝土实体强度进行检测，钻芯数量不少于总槽段数的5%4.4质量通病防治质量通病产生原因防治措施槽壁坍塌泥浆护壁效果差、地质条件复杂提高泥浆黏度及比重，缩短槽段长度，必要时采用钢板桩支护混凝土夹层浇筑中断时间过长、导管埋深不足保证混凝土连续供应，控制导管埋深2～6m，备用电站防止停电钢筋骨架变形吊装方法不当、骨架刚度不足增加架立筋数量，采用双吊点吊装，缓慢下放灌浆串浆孔距过小、岩层裂隙发育采用间隔灌浆法，控制灌浆压力，串浆孔与灌浆孔同时灌注五、安全文明施工5.1安全管理体系建立项目经理为第一责任人的安全管理体系，设置专职安全员3名，各施工班组设兼职安全员编制专项安全施工方案，进行安全技术交底，特种作业人员持证上岗率100%每周开展安全检查，每月召开安全例会，及时消除安全隐患5.2主要安全措施5.2.1高处作业安全坝顶及导墙两侧设置1.2m高防护栏杆，挂安全网，设置警示标志作业人员必须佩戴安全帽、安全带，安全带高挂低用，搭设安全通道夜间施工设置充足照明，照明度不小于30lux5.2.2机械设备安全成槽设备、起重机等设置操作规程牌，定期进行维护保养电气设备采用"一机一闸一漏"保护，接地电阻≤4Ω冲击钻机设置防倾覆装置，钻架高度≥1.5倍孔深，设置揽风绳固定5.2.3防汛及地质灾害防治雨季施工配备足够排水设备，制定防汛应急预案，储备沙袋、铁锹等防汛物资密切关注天气预报，暴雨来临前停止作业，人员设备撤离至安全区域对边坡进行定期监测，设置位移观测点，预警值：日位移≥5mm或累计位移≥30mm5.3文明施工措施施工现场材料堆放有序，设置标识牌，做到"工完料清"施工废水经沉淀池处理后排放，泥浆采用专用罐车外运至指定地点处理施工道路定期洒水降尘，出入车辆进行冲洗，防止扬尘污染夜间施工噪声控制在55dB以下，必要时设置隔音屏障六、施工监测与环境保护6.1施工监测6.1.1槽壁稳定性监测沿抗滑墙轴线每30m设置一个监测断面，每个断面布置3个测斜孔，深度为槽深的1.5倍采用CX-03型测斜仪进行监测，成槽期间每天监测1次，发现位移速率≥2mm/d时立即停工处理6.1.2坝体变形监测在坝顶及下游坝坡设置10个沉降观测点，5个水平位移观测点采用水准仪和全站仪进行监测，施工期间每周1次，变形稳定后每两周1次警戒值：沉降≤5mm/月，水平位移≤3mm/月6.2环境保护施工弃渣运至指定弃渣场堆放，弃渣场设置挡渣墙和截排水沟，防止水土流失生活污水经化粪池处理后排放，生活垃圾集中收集，由环卫部门定期清运施工噪声、粉尘排放符合《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）要求七、应急预案7.1槽壁坍塌应急处理立即停止作业，撤离槽边人员及设备向槽内快速回填黏土或砂卵石，防止坍塌扩大待稳定后采用地质雷达探测坍塌范围，重新制定成槽方案必要时采用Φ200mm钢板桩进行超前支护，钢板桩长度为槽深的1.2倍7.2混凝土供应中断应急处理配备备用混凝土搅拌站，储备足够水泥、砂石料，保证连续供应若中断时间超过1小时，应将导管提升至混凝土面以上，清除管内混凝土中断时间超过3小时，需将已浇混凝土清除，重新清孔后浇筑7.3暴雨洪水应急预案成立防汛领导小组，组建20人抢险突击队，储备防汛物资暴雨来临前停止室外作业，将机械设备转移至高地，关闭电源洪水过后对施工场地进行全面检查，排除隐患后方可复工八、验收标准与流程8.1验收标准抗滑墙轴线偏差：≤±50mm墙顶标高偏差：±50mm墙体厚度：-30mm～+50mm垂直度：≤0.3%混凝土强度：达到设计强度100%帷幕灌浆透水率：q≤1Lu8.2验收流程分部分项工程验收：包括导墙、成槽、钢筋、混凝土等工序验收，由监理工程师组织中间验收：每完成50m抗滑墙进行一次中间验收，检查施工记录及质量检测报告竣工验收：工程全部完成后，由建设单位组织设计、监理、施工等单位进行竣工验收，内容包括：施工资料核查（隐蔽工程记录、试验报告、测量记录等）实体质量检测（外观检查、尺寸偏差、混凝土强度等）运行功能测试（抗滑稳定性验算、渗流监测等）8.3资料归档工程技术文件：施工方案、技术交底、设计变更等质量保证资料：材料合格证、试验报告、检测记录等验收资料：分部分项验收记录、中间验收报告、竣工验收报告等影像资料：施工过程照片、视频及隐蔽工程验收影像九、施工组织管理9.1组织机构成立项目经理部，设项目经理1名，技术负责人1名，下设工程技术部