水库除险加固施工方案

水库除险加固施工方案一、工程概况1.1水库基本参数本水库为小（1）型水库，枢纽工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级，防洪标准按20年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核。水库总库容142.6万m³，正常蓄水位286.3m，设计洪水位287.1m，校核洪水位287.8m，死水位272.5m。枢纽主要建筑物包括：主坝（均质土坝，坝顶高程288.5m，最大坝高22.3m，坝顶长度168m，坝顶宽度6m，上游坝坡坡比1:2.75，下游坝坡坡比1:2.5）、副坝（均质土坝，坝顶高程288.3m，最大坝高8.7m，坝顶长度92m，坝顶宽度4.5m）、溢洪道（开敞式宽顶堰，堰顶高程286.3m，堰宽12m，最大下泄流量42.8m³/s）、输水涵管（钢筋混凝土圆管，内径1.2m，管长78m，进口底高程272.5m，设计流量2.3m³/s）。1.2现存病害情况经安全鉴定，水库为三类坝，主要病害包括：1.主坝：上游坝坡混凝土护坡老化破碎，破损率达38%，局部坡度陡于设计值；下游坝坡散浸点共7处，最大渗流量0.12L/s，坝坡排水系统堵塞率62%，坝脚反滤层失效，坝顶路面坑洼不平，无防护栏；坝体防渗性能不足，渗透坡降最大0.42，超过允许值0.35。2.副坝：坝体填筑质量差，压实度仅82%~87%，低于规范要求的93%，坝顶无防浪墙，下游无排水设施。3.溢洪道：堰体混凝土碳化深度达12mm，边墙开裂共11条，最大裂缝宽度1.8mm，长度2.3~5.6m，底板冲刷坑深度最大0.7m，下游消力池失效，海漫段冲毁长度18m。4.输水涵管：管壁蜂窝麻面占比27%，进口启闭机锈蚀严重，止水装置失效，漏水量达0.25L/s，出口消力设施损坏。5.附属设施：无安全监测系统，管理房破损，上坝道路损毁长度1.2km，无水位、雨量测报设施。1.3施工总体目标工期总目标：总工期12个月，其中主体工程9个月内完工，满足汛期防洪要求。质量目标：所有单元工程合格率100%，分部工程优良率≥85%，主要分部工程全部优良，单位工程优良，达到国家及行业合格标准。安全目标：杜绝死亡、重伤事故，轻伤事故频率≤1‰，无重大机械设备、火灾、坍塌事故。环保目标：施工废水处理达标率100%，水土流失防治率≥95%，固体废弃物无害化处理率100%。二、施工部署2.1施工导流方案施工期采用“分期导流+临时挡水围堰”方式，分两个阶段实施：1.第一阶段（当年10月~次年3月，枯水期）：在输水涵管进口设置上游围堰，围堰为粘土均质围堰，顶高程274.5m，顶宽3m，迎水坡坡比1:2，背水坡坡比1:1.75，铺设2mm厚土工膜防渗，迎水坡采用袋装土压脚。下游围堰设置在输水涵管出口，顶高程270.2m，参数与上游围堰一致。此阶段完成输水涵管修复、溢洪道主体施工、主副坝坝脚及下游坡施工，导流流量按5年一遇枯水期洪水标准设计，流量为3.2m³/s，通过原有输水涵管导流。2.第二阶段（次年4月~6月）：拆除上下游围堰，利用溢洪道导流，完成主坝上游坡护坡施工、坝顶施工及附属设施安装。汛期严格控制库水位不超过284.0m，提前配备2台功率15kW、流量50m³/h的应急抽水泵，建立雨情水情24小时监测机制，水位超过预警值时立即启动抽排。围堰填筑前需清理基础腐殖土、杂物，清理深度≥0.3m，分层碾压压实度≥92%，施工完成后进行渗流监测，每天巡查不少于2次，发现渗漏、变形立即采取灌浆、压重等措施处理。2.2施工总平面布置1.施工营地：布置在水库管理区西侧空地，占地面积1200㎡，包含办公区（120㎡）、工人宿舍（300㎡）、食堂（60㎡）、材料仓库（180㎡）、机械设备停放区（300㎡）、试验室（40㎡），营地采用彩钢板搭建，按消防要求配备4kg干粉灭火器12个、消防沙池2个（容积2m³/个）。2.砼拌合系统：布置在溢洪道南侧平地，占地面积800㎡，配备JS750强制式拌合机1台，生产率25m³/h，配套PLD1200配料机、100t水泥罐1个、50t粉煤灰罐1个，设置砂石料堆放区（400㎡，分0.5~2cm、2~4cm碎石区和中粗砂区，采用C15砼硬化地面，坡度3‰，设置排水沟），拌合用水采用水库蓄水，经沉淀池（三级沉淀，容积各10m³）处理后使用。3.施工用电：接入附近10kV电网，配备250kVA变压器1台，沿线敷设3*120+2*70铝芯电缆，供电半径覆盖全部施工区域，备用120kW柴油发电机1台，确保停电时拌合系统、基坑抽排水设备正常运行。4.施工道路：整修上坝道路1.2km，路基宽6m，铺设20cm厚泥结碎石，路面坡度≤8%，设置会车区3处，道路两侧开挖0.4m*0.4m排水沟，满足重车通行要求。2.3施工进度计划总工期12个月，关键节点安排如下：第1~2个月：施工准备，完成场地平整、临时设施搭建、导流围堰填筑、施工用水用电接入、原材料进场检验、技术交底。第3~4个月：主坝帷幕灌浆、输水涵管内衬修复、副坝坝体冲抓套井回填施工。第5~7个月：主坝上游坡护坡拆除及重建、下游坡排水系统及反滤层修复、溢洪道堰体及边墙加固、消力池重建。第8~9个月：主副坝坝顶工程、溢洪道海漫段修复、输水涵管启闭机及金属结构安装、上坝道路整修。第10~11个月：安全监测设施安装、管理房修缮、场地清理、临时设施拆除。第12个月：分部工程验收、单位工程验收、竣工验收。进度管控采用横道图+网络图双控，每周召开进度例会，滞后超过3天时，采取增加人员设备、调整作业班次（两班制作业）等措施纠偏，确保主体工程在汛期前完成。三、主体工程施工方案3.1坝体防渗加固施工主坝采用“帷幕灌浆+坝坡整形”方案，副坝采用“冲抓套井回填粘土”方案。3.1.1主坝帷幕灌浆灌浆孔沿坝轴线单排布孔，孔距2.0m，共85个孔，灌浆深度深入基岩相对不透水层（透水率q≤5Lu）以下5m，最大孔深32m。1.施工流程：测量放线→钻机就位→造孔→压水试验→灌浆→封孔→质量检查。2.造孔：采用XY-2型回转钻机，孔径φ75mm，孔位偏差≤10cm，孔斜偏差≤1%，每钻进5m测斜一次，超过偏差及时纠偏。土层段采用泥浆护壁，基岩段采用清水钻进，芯样采取率土层≥90%，基岩≥85%，芯样按顺序编号存放，记录地质情况。3.压水试验：灌浆前进行单点法压水试验，试验压力为灌浆压力的80%，稳定标准为注入率连续四次读数最大值与最小值之差小于最终值的10%，取最终值计算透水率。4.灌浆：采用自上而下分段灌浆法，分段长度：第一段（接触段）2m，以下各段5m。灌浆压力：第一段0.3MPa，以下每加深1m压力增加0.05MPa，最大压力不超过0.6MPa。灌浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比按3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1五级变换，当注入率持续减少或压力持续升高时不得变换水灰比；当某一级水灰比注入量达300L以上或灌注时间达30min而压力和注入率无明显变化时，换浓一级水灰比。灌浆结束标准：在设计压力下，注入率≤1L/min，持续灌注30min即可结束。5.封孔：采用全孔压力灌浆封孔，水灰比0.5:1，灌浆压力0.6MPa，闭浆时间2h，孔口空余部分采用水泥砂浆封堵密实。6.质量检查：灌浆完成28天后进行，检查孔数量为总孔数的10%，压水试验透水率≤5Lu为合格，合格率≥90%为合格，不合格孔周围加密补灌。3.1.2副坝冲抓套井回填套井沿副坝轴线单排布孔，孔距1.2m，孔深穿透整个坝体填筑层至基础粘土层以下1m，共78个孔，回填粘土压实度≥96%，渗透系数≤1×10^-5cm/s。1.施工流程：测量放线→冲抓机就位→造孔→分层回填粘土→夯实→质量检查。2.造孔：采用冲抓钻机造孔，孔径φ110cm，孔位偏差≤5cm，孔斜率≤0.5%，每钻进2m检查一次孔斜，出现塌孔时投入粘土块重新造孔。3.回填土料：选用膨润土含量≥30%的粉质粘土，有机质含量≤5%，含水率控制在最优含水率±2%范围内，最优含水率通过击实试验确定，土料粒径≤5cm，严禁含有冻土、树根、砂石等杂质。4.回填夯实：每回填30cm厚采用2.5t夯锤夯实，落距≥3m，夯击次数不少于8次，每层夯实后采用环刀法检测压实度，合格后方可进行下一层回填。5.质量检查：回填完成后进行钻孔取芯，每10个井布置1个检查孔，芯样连续完整，压实度≥96%，渗透系数满足设计要求为合格。3.2坝坡及坝顶工程施工3.2.1主坝上游坡加固1.拆除工程：采用液压破碎锤拆除原有破损混凝土护坡，人工配合清理碎渣，渣料转运至指定弃渣场堆放，拆除过程中避免扰动坝体原土层，局部欠挖部位采用相同土质回填碾压至设计坡度。2.坝坡整形：按1:2.75坡比进行人工配合推土机整形，压实度≥93%，平整度偏差≤5cm/2m靠尺。3.垫层铺设：先铺设10cm厚粗砂垫层，再铺设300g/m²短丝土工布，土工布采用缝接法连接，搭接宽度≥20cm，缝合采用双线，针距≤1cm，土工布铺设时绷紧、平整，无褶皱、破损，破损部位采用大于破损范围30cm的土工布补丁修补。4.混凝土护坡：采用C25现浇混凝土，厚度15cm，分块尺寸2m*2m，块间设置2cm宽伸缩缝，缝内填充聚乙烯泡沫板，表面采用硅酮耐候胶勾缝。混凝土采用溜槽输送至坡面，人工平仓，插入式振捣棒配合平板振捣器振捣，振捣至表面泛浆无气泡，初凝后采用抹光机压光，洒水养护14天，养护期间坡面保持湿润。每100m³护坡留置1组混凝土试块。3.2.2主坝下游坡加固1.散浸处理：在7处散浸点开挖导渗沟，沟宽0.4m，深0.6m，沟内从下到上依次填充10~20cm碎石、5~10cm砾石、粗砂，顶部铺设土工布反滤，导渗沟顺坡向布置，接入坝脚排水沟。2.排水系统修复：拆除原有堵塞排水沟，重新浇筑C20砼排水沟，纵坡3‰，断面尺寸0.4m（宽）*0.4m（深），壁厚10cm，每隔10m设置一道伸缩缝。坡面设置纵横排水沟，间距15m，与坝肩、坝脚排水沟形成完整排水网络。3.反滤层重建：坝脚原反滤层全部清除，重新铺设三层反滤料，从下到上依次为20cm厚碎石（粒径2~4cm）、20cm厚砾石（粒径0.5~2cm）、20cm厚粗砂，层间铺设300g/m²土工布隔离，反滤层顶部设置C20砼压脚，高度1.2m，宽度1.5m。4.坝坡绿化：下游坡整形后铺设30cm厚种植土，播种狗牙根草籽，播种量20g/㎡，养护期3个月，确保覆盖率≥90%。3.2.3坝顶工程主坝坝顶先铺设20cm厚级配碎石基层，压实度≥95%，再浇筑20cm厚C30混凝土路面，路面宽度6m，横坡2%，每隔5m设置一道切缝，缝深5cm，填充沥青砂浆。坝顶上游侧设置C25砼防浪墙，高度1.2m，厚度25cm，每隔10m设置一道伸缩缝，墙内配置φ12@200双层双向钢筋。下游侧设置不锈钢防护栏，高度1.1m，立柱间距2m，埋入坝顶混凝土深度30cm。副坝坝顶参照主坝标准施工，防浪墙高度1.0m，路面宽度4.5m。3.3溢洪道加固施工3.3.1堰体及边墙加固1.裂缝处理：宽度＜0.5mm的裂缝采用表面凿槽嵌补，槽宽5cm，深3cm，清理干净后填充环氧砂浆；宽度≥0.5mm的裂缝采用化学灌浆，灌浆材料采用环氧树脂，灌浆压力0.2~0.3MPa，灌浆结束后待浆液固化，凿除孔口多余浆液，用环氧砂浆抹平。2.碳化层处理：采用高压水枪冲洗表面碳化层，露出新鲜混凝土面，涂刷2mm厚水泥基渗透结晶型防水涂料，涂刷分两次进行，总用量≥1.5kg/㎡。3.结构加固：边墙采用单面粘贴碳纤维布加固，碳纤维布抗拉强度≥3400MPa，弹性模量≥2.35×10^5MPa，粘贴层数2层，每层之间涂刷配套胶粘剂，粘贴后表面抹2cm厚聚合物水泥砂浆保护。3.3.2底板及消能设施修复1.底板修复：原有底板冲刷坑部位凿除松散混凝土，植φ16@500钢筋，与原有钢筋焊接，浇筑C30抗冲磨混凝土，厚度30cm，混凝土内掺加硅灰，掺量为水泥用量的8%，提高抗冲磨性能。新老混凝土结合面涂刷界面剂，确保结合牢固。2.消力池重建：原有消力池全部拆除，新建消力池长12m，宽12m，深度1.5m，底板采用C30钢筋混凝土，厚度40cm，配置φ18@150双层双向钢筋，边墙高度2.5m，厚度30cm，底板设置φ100排水孔，间距2m，呈梅花形布置，孔内安装反滤土工布。3.海漫修复：冲毁段海漫重新铺设，下层铺设30cm厚碎石垫层，上层铺设50cm厚格宾石笼，石笼网孔尺寸10cm*10cm，丝径2.7mm，镀锌量≥240g/㎡，石笼内填充粒径15~30cm卵石，填充率≥95%，海漫末端设置深1.5m的防冲槽，槽内填充块石。3.4输水涵管加固施工1.管壁修复：先清理管壁蜂窝麻面部位，凿除松散混凝土至新鲜面，涂刷界面剂后采用环氧砂浆抹平，全管内壁喷涂2mm厚聚脲防水涂料，喷涂前管壁打磨除锈，清洁干燥，喷涂分两次进行，厚度均匀无漏喷。2.内衬加固：采用C30微膨胀混凝土内衬，厚度15cm，配置φ12@200单层钢筋网，混凝土采用泵送浇筑，从涵管出口向进口方向分段浇筑，每段长度6m，采用钢模板支撑，振捣棒插入振捣，浇筑完成后洒水养护28天，内衬后涵管内径不小于0.9m，满足输水流量要求。3.金属结构更换：拆除原有老旧启闭机，更换为QPQ-16型卷扬式启闭机，起重量16t，配套1.2m*1.2m铸铁闸门，止水采用P型橡胶止水，安装后做启闭试验，闸门升降平稳，无卡阻，漏水量≤0.1L/s·m。进口设置拦污栅，采用不锈钢材质，栅条间距10cm。4.出口消力池修复：原有消力池拆除重建，尺寸为长6m、宽2m、深1m，采用C25钢筋混凝土浇筑，厚度20cm，出口接0.5m厚格宾石笼海漫，长度10m。四、安全监测工程施工本次共布设12个监测断面，监测项目及安装要求如下：1.坝体渗压监测：主坝布设3个监测断面，每个断面在坝轴线上游2m、坝轴线、下游坡脚处分别布设渗压计，共12支，渗压计埋设前进行泡水饱和，率定合格，采用钻孔法埋设，钻孔直径φ110mm，渗压计周围填充中粗砂，顶部采用膨润土球封孔，封孔长度≥1m。2.坝体位移监测：主副坝坝顶每20m布设1个水平位移及沉降监测点，共14个，坝肩两岸布设2个基准点，采用强制对中基座，基准点设置在基岩上，埋设深度≥1.5m，采用混凝土浇筑固定。3.溢洪道监测：溢洪道堰体、边墙各布设4个应变计，2个渗压计，监测结构应力及扬压力，应变计粘贴在结构钢筋上，采用防水胶密封，引出线接入集线箱。4.水情测报系统：在坝前设置雷达水位计1台，测量范围265~290m，精度±5mm，管理区设置翻斗式雨量计1台，精度±0.5mm，数据自动上传至管理平台，实现24小时实时监测。5.视频监控：在主坝、副坝、溢洪道、输水涵管进口各布设1台高清球机，监控范围覆盖全部枢纽区域，录像存储时间≥30天。所有监测设备安装完成后进行调试，初始值连续观测3天，取平均值作为初始基准值，施工期每周观测1次，运行期按规范要求的频次观测，监测数据纳入水库运行管理系统。五、施工质量管控措施5.1原材料质量管控所有进场原材料必须具备出厂合格证，按规范要求抽样检验，合格后方可使用：水泥：每200t为一批，检验强度、安定性、凝结时间，严禁使用过期、受潮结块水泥。砂石骨料：每400m³为一批，检验颗粒级配、含泥量、泥块含量、压碎值，碎石含泥量≤1%，砂含泥量≤3%。土工材料：每10000㎡为一批，检验单位面积质量、抗拉强度、渗透系数、断裂伸长率，合格后方可使用。钢筋：每60t为一批，检验屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能，表面无裂纹、锈蚀。灌浆材料：水泥检验细度、安定性、强度，外加剂检验减水率、凝结时间影响差。5.2关键工序质量管控1.灌浆工序：实行“三检制”，班组初检、施工队复检、项目部终检，检查孔位、孔深、孔斜、灌浆压力、注入率、浆液配比等参数，每道工序经监理工程师签字确认后方可进行下一道工序，灌浆过程全程记录，记录数据真实、准确、完整。2.混凝土浇筑：浇筑前检查模板尺寸、支撑稳定性、钢筋数量、间距、保护层厚度，验收合格后方可浇筑，浇筑过程中安排专人看模、看筋，发现变形、位移立即处理，混凝土振捣密实，无漏振、过振，按要求留置试块，同条件养护试块放置在施工现场对应部位养护。3.土方压实：压实度采用环刀法检测，坝体填筑每200m³检测1个点，垫层每100㎡检测1个点，合格率≥95%为合格，不合格部位重新碾压至合格。5.3质量问题处理施工中发现质量问题立即停工，组织技术、质量人员分析原因，制定整改方案，经监理单位批准后实施，整改完成后验收合格方可复工，所有质量问题处理记录存档，严禁隐瞒质量问题、擅自处理。六、安全文明及环保施工措施6.1安全施工措施1.安全教育：所有进场人员必须进行三级安全教育，考核合格后方可上岗，特种作业人员（电工、焊工、架子工、起重工、钻机操作工）必须持证上岗，证件在有效期内。2.防护措施：施工现场危险区域设置明显警示标志，基坑周边设置1.2m高防护栏杆，挂密目安全网，施工人员佩戴安全帽，高处作业（高度≥2m）系安全带，严禁酒后作业、穿拖鞋进入施工现场。3.机械设备管理：所有机械设备进场验收合格后方可使用，定期维修保养，建立运行台账，严禁带病作业，机械设备操作人员严格遵守操作规程，严禁违章操作。4.消防安全：施工营地、材料仓库、拌合站按规定配备消防器材，严禁在易燃易爆区域吸烟、动火，动火作业必须办理动火审批手续，安排专人看火。5