库区大坝施工方案设计

库区大坝施工方案设计一、工程概况1.1大坝结构特征本工程为混凝土重力坝，坝顶高程186.5m，最大坝高78m，坝顶长度320m，坝顶宽度8m。坝体混凝土总量约18.5万m³，分为26个坝段，其中河床段12个（坝段编号10-21），左岸非溢流段8个（1-9），右岸非溢流段6个（22-27）。坝顶设C30钢筋混凝土防浪墙，墙顶高程187.7m，墙高1.2m，采用扶壁式结构。坝体采用分区混凝土设计，底部5m范围为C25常态混凝土，防浪墙采用C30抗渗混凝土（抗渗等级W6），坝顶路面为20cm厚C30混凝土。1.2主要工程量项目名称单位工程量技术指标C25常态混凝土m³2850坝体顶部5m范围C30防浪墙混凝土m³480抗渗等级W6坝顶路面混凝土m³640C30，20cm厚钢筋制安t126含防浪墙及路面止水铜片m380宽650mm，T2紫铜坝顶栏杆m320不锈钢材质，高度1.2m沥青杉木板m²180伸缩缝填充1.3工程地质与水文条件坝址区河床覆盖层厚度15-25m，基岩为花岗岩，地质条件总体稳定，但局部存在断层破碎带。工程区属亚热带季风气候，多年平均降雨量1250mm，5-9月为雨季，占全年降雨量的70%。坝址处多年平均流量420m³/s，实测最大洪峰流量8650m³/s（1998年），施工导流洪水标准按P=10%（洪峰流量6200m³/s）设计。二、施工总体部署2.1施工分区与流程将坝体施工划分为三个作业区平行推进：Ⅰ区（左岸1-9坝段）：长120m，主要施工非溢流坝段及左岸连接段；Ⅱ区（河床10-21坝段）：长160m，为溢流坝段，含泄洪孔口结构；Ⅲ区（右岸22-27坝段）：长80m，以非溢流坝段为主。施工流程采用“先导流后主体、先基础后坝体”的原则，分三期实施：一期工程（第1-8个月）：完成导流洞开挖、围堰填筑及基坑排水；二期工程（第9-24个月）：坝体混凝土浇筑至175m高程，同步实施基础灌浆；三期工程（第25-36个月）：坝体浇筑至顶、防浪墙及坝顶设施施工。2.2施工资源配置机械设备：配置HZS120搅拌站2座（生产能力240m³/h），8m³混凝土搅拌车15辆，QTZ80塔吊4台，长臂振捣器（振捣深度5m）8台，高压喷射灌浆机3台；人力资源：高峰期投入管理人员65人，技术工人320人，普工180人，分3班制24小时作业；材料供应：水泥选用P.O42.5级硅酸盐水泥，骨料采用坝址上游3km处天然砂石料场，月供应量不低于2万m³。2.3施工平面布置混凝土系统：在右岸布置主搅拌站，左岸设辅助搅拌站，通过皮带机+罐车联合运输；仓储系统：水泥罐（500t×4）、粉煤灰罐（300t×2）、外加剂库房（200m²）集中布置于左岸；施工道路：沿坝顶规划8m宽临时道路，连接左右岸料场，路面采用20cm厚C20混凝土硬化；排水系统：基坑周边设截水沟（深1.2m，宽1.0m），每隔50m设集水井（φ2m，深3m），配置15kW潜水泵10台。三、关键施工工艺3.1施工导流与度汛3.1.1导流方案采用分期导流结合导流洞泄流方式：一期导流：利用左岸3条城门洞型导流洞（断面10m×12m，总长850-900m），设计流量5800m³/s，洞口设弧形闸门控制；二期导流：河床段采用土石围堰（顶宽8m，边坡1:2.5）挡水，围堰采用粘土心墙防渗，基础进行帷幕灌浆（孔深30m，间距2m）；度汛措施：汛期坝体临时挡水高程不低于170m，预留2个10m×12m泄洪底孔，配置应急子埝（高度1.5m，采用编织袋装土填筑）。3.1.2围堰施工填筑工艺：采用进占法施工，自卸车卸料后推土机平料，20t振动碾碾压（碾压遍数8-10遍，压实度≥95%）；防渗处理：迎水面铺设复合土工膜（两布一膜，厚度1.5mm），膜下设30cm厚粘土保护层，膜上压20cm厚块石防冲；拆除时机：二期导流完成后，采用爆破法拆除，分段高度不超过5m，避免冲击坝体基础。3.2坝体混凝土施工3.2.1分缝分块与浇筑顺序分块设计：沿坝轴线每15-20m划分一个坝段，每个坝段分3-5个浇筑块，块高3-4m，纵缝采用键槽式结构，缝面设置铜止水（宽650mm）；浇筑顺序：河床段从中间向两侧推进，优先浇筑10-15坝段（溢流区），左右岸非溢流段同步跟进，相邻坝段高差控制在5m以内。3.2.2混凝土生产与运输配合比优化：C25混凝土采用“水泥:粉煤灰:砂:石=1:0.3:1.8:3.5”，水灰比0.45，掺加高效减水剂（掺量0.8%），初凝时间控制在6-8h；温控措施：骨料预冷（采用冷水喷淋，温度≤10℃），拌合水加冰（掺冰率≤30%），混凝土入仓温度≤15℃；运输保障：搅拌车覆盖保温套，运输时间超过45min时，途中二次搅拌，入仓前检测坍落度（要求180±20mm）。3.2.3浇筑与振捣工艺入仓方式：高度＜3m时直接入仓，＞3m时采用溜管或串筒，防止骨料分离；振捣参数：采用φ100mm插入式振捣器，振捣间距30cm，每点振捣20-30s，直至混凝土表面泛浆、无气泡溢出；特殊部位处理：孔口牛腿采用4.5m大升层施工，配置3层冷却水管（间距1.5m），通水冷却（进水温度≤10℃）。3.3基础处理与灌浆3.3.1坝基开挖与清理开挖范围：坝基轮廓线外扩5m，开挖深度至微风化基岩面，采用梯段爆破（孔深5m，孔径90mm），边坡坡度1:0.5；缺陷处理：对断层破碎带采用“开挖置换”处理，挖除深度≥3m，回填C20混凝土并设锚杆（φ25mm，长6m，间距1.5m×1.5m）。3.3.2灌浆工程帷幕灌浆：沿坝轴线布置单排孔，孔距2m，孔深30m（深入基岩相对不透水层5m），采用循环式灌浆法，压力梯度0.3MPa/m；固结灌浆：坝基表面采用梅花形布孔，孔距3m×3m，孔深8m，分3段灌浆（段长2m、3m、3m），灌浆压力1.0-1.5MPa；质量检测：灌浆结束7天后进行压水试验，帷幕段透水率≤1Lu，固结段≤3Lu。3.4坝顶及附属设施施工3.4.1防浪墙施工模板工程：采用1.5m×3m钢模板，背楞用双拼[10槽钢，对拉螺栓间距60cm×60cm，模板安装偏差≤3mm；钢筋制安：扶壁式结构主筋采用HRB400Eφ20mm，间距20cm，拉筋φ10mm，梅花形布置；混凝土浇筑：分3层浇筑至顶，每层高度40cm，振捣时避免触碰止水铜片，养护采用土工布覆盖洒水（养护期≥14天）。3.4.2坝顶路面与排水路面结构：基层铺设15cm厚级配碎石，面层为20cm厚C30混凝土，表面拉毛处理（纹理深度0.5-1mm）；排水系统：沿防浪墙内侧设纵向排水沟（宽30cm，深20cm），间隔50m设横向排水管（φ150mm，PVC材质），接入坝体排水孔。四、质量控制与安全保障4.1混凝土质量控制原材料检验：水泥每200t检测1次强度及安定性，骨料每5000m³检测级配及含泥量，外加剂每批次检测减水率；施工过程控制：坍落度每2h检测1次，抗压强度试块每200m³留置1组（3块），抗渗试块每500m³留置1组；缺陷修复：表面蜂窝、麻面面积≤0.1%，深度≤5mm，采用1:2水泥砂浆修补；深层缺陷（如空洞）采用钻孔压浆处理，压力0.3-0.5MPa。4.2安全监测系统4.2.1监测项目与布置变形监测：坝顶设6个水平位移观测点（采用GNSS自动化监测，精度±2mm），10个垂直位移测点（二等水准测量）；渗流监测：下游坝脚设3个量水堰（三角堰，精度±0.1L/s），坝体内部布设15个渗压计（振弦式，量程0-500kPa）；温度监测：每个坝段布置3层温度传感器（埋深1m、3m、5m），实时监测混凝土内部温度（温差控制≤25℃）。4.2.2数据采集与预警采集频率：施工期每2小时自动采集1次，运行期每天1次，汛期加密至每30分钟；预警阈值：水平位移单日变化量＞5mm，渗流量突增＞20%，温度梯度＞3℃/d时启动预警，预警信息通过短信+平台推送至管理人员。4.3施工安全保障高空作业防护：坝顶设置1.2m高安全栏杆，临空面挂安全网（网目密度≥2000目/m²），作业人员佩戴双钩安全带；用电安全：施工现场采用TN-S接零保护系统，配电箱设三级漏电保护（漏电动作电流≤30mA），夜间施工照明亮度≥50lux；应急预案：储备应急物资（编织袋2000条、潜水泵5台、柴油发电机2台），每季度组织防汛应急演练，汛期实行24小时值班制度。五、施工进度计划与验收标准5.1关键节点控制工期节点完成时间（月）主要工作内容导流洞具备通水条件63条导流洞开挖及衬砌完成基坑开挖至设计高程8坝基清理及缺陷处理完成坝体混凝土浇筑至175m24溢流坝段孔口结构施工完成坝体封顶30坝顶高程达到186.5m防浪墙及坝顶设施完工34路面、栏杆及排水系统施工竣工验收36完成所有施工内容及资料归档5.2验收标准混凝土强度：达到设计强度的100%，抗渗等级满足W6要求；坝体变形：最大沉降量≤50mm，不均匀沉降≤0.1%L（L为坝段长度）；外观质量：表面平整度≤5mm/2m，蜂窝麻面面积≤0.5%，无贯穿裂缝。六、环境保护与文明施工6.1生态保护措施施工废水处理：设置三级沉淀池（总容积500m³），废水经处理后回用（回用率≥80%），pH值控制在6-9；弃渣管理：弃渣场选址于坝址下游1km处，分层碾压（压实度≥90%），顶面覆盖50cm厚耕植土，恢复植被；噪声控制：破碎机、振捣器等设备设置隔音罩，夜间施工噪声≤55dB（A），避免影响周边居民区。6.2文明施工要求场地管理：材料堆放分区标识（牌高1.2m，白底黑字），砂石料场设挡墙（高度2m），水泥罐顶安