围堰导流施工方案(最终方案)及围堰工程

围堰导流施工方案(最终方案)及围堰工程1总则1.1本方案为××水利枢纽右岸一期围堰导流工程最终版，替代2023年10月版《围堰导流施工方案（试行）》。1.2编制依据：a）《水利水电工程围堰设计规范》SL6452013；b）《水利水电建设工程验收规程》SL2232008；c）《××省河道管理条例》2022修订版；d）××市水务局《关于××水利枢纽截流时段的批复》×水建〔2024〕17号；e）长江委水文局2024年3月《××坝址全年10%频率施工洪水成果》。1.3适用范围：右岸一期土石围堰（轴线长378m）、纵向混凝土围堰（轴线长192m）、上下游横向过水围堰（轴线长分别为156m、148m）及相应导流明渠、泄水箱涵、基坑抽排系统的施工、运行、拆除全过程。1.4目标：在2024年10月15日24:00前完成围堰合龙并具备挡水条件，确保基坑全年10%频率洪水（Q=2830m³/s）安全过流；2025年4月30日前完成围堰拆除并恢复河道原貌。2水文与地质复核2.1水文：采用长江委2024年3月成果，10%频率最大洪峰2830m³/s，对应水位▽48.92m；5%频率3180m³/s，水位▽49.31m；围堰设计挡水位▽49.50m，超高1.0m，堰顶高程▽50.50m。2.2地质：河床覆盖层为Q4砂卵砾石，厚8.0～11.5m，渗透系数k=2.3×10⁻²cm/s；下伏强风化粉砂岩，饱和抗压强度12MPa。纵向围堰轴线位于基岩凹槽，覆盖层仅4.2m，具备混凝土纵向围堰嵌岩条件。2.3复核结论：原2023年10月版围堰顶高程▽50.00m偏低，本次抬升至▽50.50m；堰体迎水面坡比由1:2.5放缓至1:3.0，防止坡面块石滚落。3围堰型式与结构3.1上游横向土石围堰a）堰顶宽8m，高13.5m，轴线长156m，填筑量约21.4万m³；b）分区：迎水面3m厚钢筋石笼护面（1m×1m×2m，钢丝φ6mm，PVC镀层），内部为堰壳料（粒径≤600mm，含泥量＜5%），背水面1.5m厚粘土心墙（渗透系数≤1×10⁻⁵cm/s，压实度≥98%）；c）基础防渗：单排φ1.0m高压旋喷桩，桩中心距0.8m，进入基岩≥0.5m，摆喷角度25°，28d抗压强度≥5MPa，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s。3.2下游横向土石围堰a）堰顶宽7m，高10.2m，轴线长148m，填筑量约15.6万m³；b）结构同上游围堰，取消粘土心墙，采用土工膜（1.5mmHDPE）+粘土垫层0.5m复合防渗；c）基础防渗：双排φ0.8m水泥土搅拌桩，咬合200mm，进入基岩≥0.3m。3.3纵向混凝土围堰a）“L”型断面，顶高程▽50.50m，底高程▽35.00m，最大高度15.5m，分段长度15m，设1道诱导缝+1道横缝，缝内设铜片止水；b）混凝土强度等级C25W8F100，掺8%膨胀剂、0.9kg/m³聚丙烯纤维；c）基础固结灌浆：排距2.5m，孔距2.5m，孔深5m，灌浆压力0.3～0.5MPa，单位吸水率≤3Lu。3.4导流明渠a）底宽35m，进口底板高程▽38.50m，纵坡1/800，全长592m；b）边坡1:2.0，采用0.6m厚钢筋石笼+0.2m厚格宾垫护砌；c）设计过流能力3200m³/s，对应渠内水位▽47.20m，流速3.8m/s，抗冲满足。3.5泄水箱涵（枯水期备用）a）2孔3m×3m钢筋混凝土箱涵，单孔长85m，纵坡1/200；b）进口设叠梁闸门，启闭机QP2×160kN；c）设计流量320m³/s，流速4.1m/s，进口临界水深1.85m。4导流程序与流量控制4.1导流时段划分阶段A：2024年7月1日—8月31日，利用原河道通航过流，完成明渠开挖及箱涵施工；阶段B：2024年9月1日—9月30日，束窄河道30%，明渠过流占比60%，河道占比40%；阶段C：2024年10月1日—10月15日，截流，全流量由明渠+箱涵承担；阶段D：2024年10月16日—2025年4月30日，围堰挡水，基坑干地施工；阶段E：2025年5月1日—5月31日，围堰拆除，河道恢复。4.2截流设计a）截流流量：采用10月中旬5日平均流量Q=420m³/s；b）戗堤布置：上游围堰预留40m龙口，双戗堤双向进占，左戗堤长18m，右戗堤长22m；c）抛投材料：龙口宽度＞15m时采用3～5t大块石及15t混凝土四面体；宽度≤15m时采用1～3t块石+钢筋石笼（2m×1m×1m）；d）合龙时间控制≤36h，现场配备2台250t汽车吊、4台1m³挖掘机、16辆40t自卸车，确保抛投强度≥1200m³/h。4.3超标准洪水预案当入库流量＞3000m³/s时，启动Ⅰ级响应：①基坑内所有设备72h内撤至▽48.00m平台以上；②纵向混凝土围堰缺口段（桩号0+108～0+123）实施临时爆破拆除，缺口宽15m，深至▽42.00m，形成应急溢流口；③明渠右侧预留泄洪通道宽20m，采用钢筋石笼保护，允许最大流速5m/s；④防汛仓库常备编织袋3万条、块石5000m³、土工布2万m²，2h内可运至现场。5施工方法与工艺5.1施工准备a）测量放样：采用LeicaTS16全站仪，控制点闭合差≤10mm；b）水下地形测量：多波束测深系统（R2Sonic2024），网格1m×1m，精度±0.1m；c）围堰料场复查：上游3km处石料场，有用层储量45万m³，爆破试验单轴抗压强度≥80MPa，针片状含量＜10%，满足规范；d）施工道路：新建右岸下游施工桥（荷载公路Ⅱ级，单跨30m，桥面宽8m），2024年6月15日通车。5.2导流明渠开挖a）分层开挖：第一层▽48.50～44.00m，陆上开挖；第二层▽44.00～38.50m，水下开挖；b）水下开挖采用长臂挖掘机（日立ZX870LCH5A，臂长18m）+抓斗船（4m³）联合施工，高程误差≤0.2m；c）边坡一次成型，预留0.3m保护层，采用潜水员人工找平；d）出水口防冲槽：深2.5m，宽10m，抛填块石粒径0.6～1.0m，工程量1800m³。5.3高压旋喷防渗墙a）钻机：XP30A型，转速18～22r/min，扭矩3200N·m；b）浆液：P.O42.5水泥，水灰比1:1，掺2%水玻璃（模数3.3），浆液密度1.45g/cm³；c）喷射参数：水压32MPa，风量0.8m³/min，浆压1.2MPa，提升速度12cm/min；d）质量检测：28d后采用钻孔取芯+注水试验，芯样获得率≥85%，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s；每500m²布置1个检测孔，不足500m²按500m²计。5.4土石围堰填筑a）坝壳料分区碾压：采用22t自行式振动碾，分层厚度≤0.8m，碾压6遍（静1+振5），沉降差≤5mm/10m；b）粘土心墙：铺土厚度≤0.3m，采用凸块碾+羊角碾联合碾压8遍，含水率控制在最优含水率+1%～+2%；c）迎水面石笼护面：人工码砌，上下层错缝≥0.5m，边缘采用φ16mm钢筋绑扎连接，石笼间缝隙用小块石填实；d）施工期监测：在堰体内部埋设4组沉降磁环（深度5m、10m、15m、20m），每日观测1次，沉降速率＜5mm/d视为安全。5.5纵向混凝土围堰a）围堰基础开挖至基岩面后，立即进行地质编录，确认无软弱夹层后方可浇筑垫层混凝土（C15，厚0.1m）；b）模板：采用悬臂钢模板（P3015），拉杆间距0.6m×0.9m，拉杆直径φ20mm，设PVC套管便于回收；c）混凝土温控：入模温度≤28℃，埋设冷却水管φ32mm，水平间距1.0m，垂直间距1.5m，通河水冷却，温降梯度≤20℃/d；d）诱导缝灌浆：在混凝土温度降至稳定温度（18℃）后，采用水溶性聚氨酯灌浆，灌浆压力0.2MPa，灌入量≥0.05L/min即可结束。6监测与信息化6.1监测项目a）围堰：表面位移、内部沉降、渗流量、孔隙水压力、土压力；b）导流明渠：渠底冲刷、边坡位移、流速、水位；c）纵向混凝土围堰：裂缝、钢筋应力、混凝土温度。6.2测点布置上游围堰：表面位移点12个、渗流量堰1套、孔隙水压力计9支、土压力盒6支；纵向围堰：混凝土温度计24支、钢筋计8支、测缝计4支；导流明渠：固定式ADV流速仪3套、自动水位计2套、水下地形监测断面5个。6.3信息化平台采用“××水建云”2.0版，数据自动采集间隔15min，超阈值短信推送至项目经理、总监、业主代表；预警分级：黄色（渗流量＞30L/s）、橙色（渗流量＞60L/s或日沉降＞10mm）、红色（渗流量＞100L/s或日沉降＞20mm或位移＞30mm）。7质量、安全、环保制度7.1质量a）原材料进场“三检制”：供货方自检、项目部复检、监理抽检，不合格材料48h内退场；b）围堰压实度检测：每5000m²抽检1组，采用灌砂法，合格率≥90%，且不合格点不得集中；c）混凝土试件：每100m³成型1组，28d强度合格率100%，离差系数＜0.14。7.2安全a）围堰填筑水上作业必须穿救生衣，设置救生艇2艘，艇上配抛绳枪、救生圈；b）龙口合龙期间实行封闭管理，非作业人员禁止进入戗堤50m范围；c）夜间作业照度≥50lx，设置4台4000W镝灯，灯架高度≥8m；d）专项应急预案：触电、溺水、机械伤害、爆破事故，每季度演练1次，演练记录保存2年。7.3环保a）明渠开挖悬浮物SS≤80mg/L，设置2道防污帘，帘高3m，采用600g/m²土工布；b）施工车辆冲洗平台：自动感应喷淋，冲洗水经三级沉淀池（总容积240m³）后回用，回用率≥70%；c）噪声控制：夜间22:00—06:00禁止爆破，场界噪声≤55dB(A)；d）围堰拆除后，河床高程恢复误差≤0.2m，采用多波束验收，不合格段重新清挖。8资源配置8.1人员项目经理1名、项目总工1名、专职安全员3名、爆破工程师2名、测量工程师4名、质检工程师3名、机械操作手46名、普工120名，合计179人。8.2主要设备挖掘机（1.6m³）8台、长臂挖掘机2台、自卸车（40t）25辆、推土机（220hp）4台、振动碾（22t）3台、装载机（3m³）4台、汽车吊（250t）2台、履带吊（80t）1台、高压旋喷钻机2台、灌浆泵3台、混凝土搅拌车（10m³）6台、柴油发电机组（300kW）2套。8.3材料块石35万m³、粘土4.2万m³、水泥6800t、钢筋1900t、石笼网片38万m²、土工膜（1.5mmHDPE）3.8万m²、止水铜片2400m、柴油1200t。9进度计划（关键节点）20240615施工桥通车；20240710导流明渠第一层开挖完成；20240820明渠第二层水下开挖完成；20240905纵向混凝土围堰第1仓混凝土浇筑；20240925上游围堰预进占完成（龙口剩40m）；20241010下游围堰预进占完成；2024101524:00龙口合龙；20241020基坑试抽水，水位降至▽38.00m；20250415主体工程出基坑地面；20250510围堰拆除完成；20250531河道恢复验收。10成本控制要点a）围堰料场爆破优化：采用毫秒延时爆破，单耗由0.45kg/m³降至0.38kg/m³，节约炸药约28t；b）粘土心墙料场调整：由远距14km料场改为7km料场，运距缩短50%，节约运费约146万元；c）纵向围堰模板周转：悬臂模板周转次数由4次提高至6次，减少新制模板28t，节约约42万元；d）高压旋喷桩掺量优化：通过试区将水泥掺量由35%降至30%，节约水泥约560t。11风险分析与对策11.1龙口截流失败风险：流量突增＞600m³/s，抛投强度不足。对策：提前与上游水库签订调度协议，预留200万m³调洪库容；现场储备大块石1.5万m³、四面体200个，24h内可调用。11.2纵向围堰裂缝漏水风险：混凝土温控不到位，贯穿裂缝。对策：埋设冷却水管并实时测温，温升＞25℃立即启动冷却；裂缝出现后采用环氧灌浆，灌浆压力0.3MPa，灌入量≤0.1L/min结束。11.3环保处罚风险：SS超标、夜间噪声投诉。对策：设在线SS监测仪，数据实时上传市生态环境局；夜间施工提前3日向社区公示，发放噪声补偿费30元/户/夜。12项目团队与经验总结本方案由××水利水电工程集团有限公司“围堰突