水库除险加固施工方案

水库除险加固施工方案一、工程概况与病害鉴定本水库为中型山谷水库，控制流域面积38.2km²，总库容1236万m³，原设计功能为防洪、灌溉结合城镇生活供水，原设计标准为50年一遇（P=2%）洪水设计、1000年一遇（P=0.1%）洪水校核，大坝为黏土心墙坝，坝顶高程192.1m，最大坝高28.6m，坝顶长217m，坝顶宽度6.5m，上游坝坡原设计坡比1:2.6、1:3.0，下游坡比1:2.2、1:2.5，坝脚设堆石反滤排水体；溢洪道为岸边开敞式，净宽12m，溢流堰为WES实用堰，堰顶高程182.5m；输水洞为直径1.8m钢筋混凝土有压洞，全长124m，进口底高程165.0m，出口设闸阀控制。经水利部门大坝安全鉴定，本水库为三类险坝，主要病害如下：①渗流稳定不满足规范要求：坝体心墙黏土渗透系数检测为3.2×10^-4cm/s，远大于规范要求的1×10^-5cm/s，正常蓄水位186.0m时，下游坝坡渗流出逸点高程169.2m，高出排水体顶高程167.0m，最大渗透比降0.82，大于允许渗透比降0.6，存在渗透破坏风险；坝基局部基岩裂隙发育，渗漏量达12.6L/min，存在渗透隐患。②结构缺陷：坝顶混凝土路面累计开裂127m，最大缝宽12cm，不均匀沉降差最大18cm；上游坝坡预制混凝土块护坡脱落312m²，坍塌12处，护坡整体滑动隐患；下游坝坡草皮退化，形成冲沟8条，最大冲沟深1.2m、宽2.1m，原有排水系统堵塞失效。③溢洪道病害：溢流堰表面碳化剥落，最大碳化深度2.8cm，受蚀面积187m²；泄槽底板纵横向裂缝27条，最大缝宽1.5cm；侧墙混凝土强度回弹平均值仅为设计值的72%，存在12处剥落露筋；消力池底板经物探检测淘空面积72.4m²，最大淘深0.8m；尾水渠淤积平均厚度1.2m，过流能力下降18%，不满足泄洪要求。④输水洞病害：洞身共发育裂缝19条，其中贯穿性裂缝3条，最大缝宽2.1mm，洞壁渗漏水；进口闸门锈蚀率32%，启闭机螺杆弯曲变形，电气绝缘不达标，启闭失灵。⑤运行设施缺失：原有大坝观测设施全部失效，无水文测报自动化系统，金属结构整体锈蚀老化，不满足安全运行要求。二、施工部署1.总体目标质量目标：单元工程合格率100%，优良率≥90%，满足《水利水电工程施工质量检验与评定规程》SL176-2007要求，一次性通过验收；安全目标：零死亡、零重伤、零重大机械设备事故、零重大环境污染事故；工期目标：总工期360日历天，第一年1月1日开工，当年10月30日前完成大坝主体加固、溢洪道过流段清理，满足当年汛期度汛要求，次年12月31日前完成全部工程施工及验收准备；环保目标：污染物达标排放，不破坏库区生态环境，水土保持措施同步到位。2.施工分区与资源配置本工程划分4个平行流水作业区：大坝加固作业区、溢洪道加固作业区、输水洞加固作业区、金属结构与自动化安装作业区，各作业区配专属施工班组，交叉施工时做好工序衔接。资源配置：管理人员12人（含项目负责人1人、技术负责人1人、施工员3人、质检员2人、安全员2人、测量员2人），技术工人85人（含土工、混凝土工、钢筋工、木工、焊工、机械工等）；主要机械设备：1.2m³挖掘机3台、160马力推土机1台、18t振动碾2台、XP-30型高压旋喷桩机1台、地质钻探灌浆设备2套、50m³/h混凝土拌和站1座、10t自卸汽车12台、5t汽车吊2台、GPS全球定位系统1套、高精度水准仪1套、物探检测设备1套、120kW备用发电机1台，满足连续施工要求。三、施工准备1.技术准备：完成原设计图纸复核，现场接桩后重新布设施工控制网，平面控制网精度满足±10mm要求，高程控制精度满足±3mm/km要求；对所有进场人员完成三级技术交底与安全交底，危险性较大的高压旋喷防渗、高边坡作业专项方案已通过专家论证；完成原材料进场检验，提前做好混凝土配合比、黏土回填压实试验，各项参数符合设计要求。2.现场准备：利用原有进场道路拓宽至6m，修整局部破损路段，新建连接各作业区的临时施工便道2.1km，满足运输要求；施工用水从库区接引，设置两级沉淀池，满足生产生活用水要求；施工用电架设10kV临时专线，配置250kVA变压器1台，备用120kW发电机，保障连续供电；临时营地布置在大坝下游左岸空旷地带，占地2100m²，配套办公、生活、生产设施，不占用库区保护范围；黏土料取自水库上游3km处合规料场，经检测渗透系数为2.1×10^-6cm/s，满足防渗要求，砂石料、水泥、钢筋均从合格供应商采购，所有原材料可稳定供应。四、主体工程施工（一）大坝除险加固工程1.坝顶与上游护坡施工凿除原有开裂破损的坝顶混凝土路面，清除表层松散土体，对不均匀沉降部位分层回填黏土，每层铺土厚度30cm，压实度≥96%，修整后浇筑18cm厚C30混凝土路面，两侧设置C25混凝土路缘石，坝顶迎水面设置1.2m高钢筋混凝土防护栏。上游坝坡清除原有破损脱落的预制混凝土块，挖除松动淤填土体，修整坡面调整坡比至设计值1:2.7，铺设100g/m²无纺土工布反滤层，搭接宽度≥20cm，然后铺设15cm厚C25预制混凝土护坡块，接缝采用M10水泥砂浆勾凹缝，坡脚设置C25混凝土压脚梁，断面尺寸0.4m×0.5m，底高程165.0m，嵌入坝基稳定土层。2.下游坝坡与排水系统改造清除下游坝坡杂草、松动土体，冲沟部位挖除全部松散土体，分层回填合格黏土，压实度≥94%，修整坡比至设计值1:2.3、1:2.6，修整完成后铺设狗牙根草皮护坡，成活率≥95%。新建坝坡排水系统：沿坝坡两侧布置纵排水沟，每20m设置一道横排水沟，排水沟断面为0.3m×0.3m，采用C25混凝土浇筑，沟底纵坡与坝坡一致，接入坝脚排水系统。清理修复原有坝脚堆石反滤排水体，挖除变质失效的反滤料，重新铺设粒径分层的反滤砂、碎石，补充缺失的堆石，疏通排水出口，在排水出口设置矩形量水堰，用于后期渗流观测。3.坝体与坝基防渗加固本工程采用高压旋喷灌浆建造连续防渗心墙，防渗墙轴线沿原黏土心墙轴线布置，墙顶高程为坝顶路面下1m（191.1m），墙底深入完整基岩1.0m，设计墙体厚度≥60cm，渗透系数≤1×10^-6cm/s，28天抗压强度≥5MPa。施工工艺：①钻孔：孔位偏差≤5cm，孔斜偏差≤1%，终孔深度偏差≤20cm；②下喷射管：采用高压水辅助下沉，防止喷嘴堵塞，喷射管下到设计深度后，开始喷浆，旋转提升；③参数控制：高压水泥浆压力控制为25~30MPa，压缩空气压力0.7~0.8MPa，旋转速度10~15r/min，提升速度10~15cm/min，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1；④分序施工：采用双排孔布置，孔距0.8m，排距0.6m，分Ⅰ、Ⅱ序施工，相邻孔施工间隔≥24h，避免串浆影响成墙质量。坝基基岩裂隙渗漏部位，在防渗墙施工完成后进行帷幕灌浆，孔距1.5m，灌浆压力控制为0.3~0.5MPa，根据吸浆量调整压力，单孔灌浆结束标准为吸浆量≤0.4L/min，延续30min结束。防渗墙完工28天后，进行质量检测，检查孔数量为总孔数的2%，且不少于3个，采用钻孔取芯和注水试验，芯样获得率≥85%，渗透系数、抗压强度全部符合设计要求，不合格部位立即补灌，直至合格。（二）溢洪道除险加固工程1.基础清淤与淘空处理抽排消力池、尾水渠积水，清除全部淤积土体，开挖至设计高程后，对消力池底板淘空部位进行处理：凿除原有破损松散的底板混凝土，清理空洞内的杂物，采用压力水泥砂浆充填空洞，充填完成后植入Φ16锚固钢筋，间距50cm×50cm，埋深60cm，绑扎Φ12@20cm×20cm钢筋网，浇筑50cm厚C35抗冲耐磨混凝土，表面拉毛处理，振捣密实，做好养护。2.溢流堰与侧墙加固溢流堰表面碳化部位全部凿除至新鲜混凝土面，高压水清洗干净，涂刷水泥基界面剂，然后抹10cm厚C35改性环氧砂浆，分层压实抹平，养护14天。侧墙混凝土强度不足部位采用粘贴碳纤维布加固：首先打磨侧墙表面，修补凹凸不平部位，涂刷环氧树脂底胶，粘贴一层300g/m²碳纤维布，搭接长度≥15cm，表面涂刷环氧树脂防护层；侧墙剥落露筋部位，凿除松散混凝土，补焊锈蚀钢筋，浇筑C35无收缩细石混凝土，表面修整平整。3.泄槽底板加固泄槽底板裂缝分类处理：缝宽<0.5mm的采用表面封闭法，清理裂缝后涂刷环氧树脂两遍封闭；缝宽≥0.5mm的采用化学灌浆，灌缝材料为环氧树脂，灌浆压力控制0.2~0.3MPa，从下到上逐孔灌浆，灌浆结束后封闭灌浆孔。处理完成后，对整个泄槽底板凿毛清洗，涂刷界面剂，浇筑8cm厚C40钢纤维抗冲耐磨混凝土，钢纤维掺量为40kg/m³，表面收光抹面，养护时间不少于14天，提高抗冲耐磨性能。4.进口边坡整治清理溢洪道进口左岸高边坡的危岩、松动土体，对边坡采用10cm厚C20喷射混凝土护坡，设置排水孔，孔径10cm，孔深3m，间距2m×2m，排除边坡渗水，防止滑坡，进口铺盖凿除重新浇筑C25混凝土，清理进口淤积，保证进口过流顺畅。（三）输水洞除险加固工程放空水库后排干输水洞内积水，进入洞身全面检测病害后开展施工：①洞身裂缝处理：分类处理同溢洪道裂缝，贯穿性裂缝处理完成后，在洞身内壁挂Φ6@15cm×15cm钢筋网，抹4cm厚C35改性聚合物水泥砂浆，封闭渗流通道，提高洞身整体性。②洞周土体固结灌浆：对洞壁周围5m范围内的松散土体进行固结灌浆，孔排距2m×2m，孔深5m，灌浆压力0.2~0.4MPa，提高洞周土体密实度，减少渗流。③进出口与设施更换：进口闸门井碳化部位处理同溢流堰，拆除原有老化闸门与启闭机，更换为1.8m×2.0m铸铁镶铜闸门，配套10t电动螺杆启闭机，重新安装电气控制柜，安装完成后做启闭试验，漏水量≤0.1L/(min·m)，满足规范要求；出口消力池清理淤积，修复破损护坦，清理出口河道淤积260m，保证输水通畅。（四）金属结构与自动化监测设施安装所有新进场金属结构进行进厂检验，尺寸、强度符合设计要求，防腐处理采用喷砂除锈达到Sa2.5级，除锈后4小时内涂刷环氧富锌底漆两遍、氯化橡胶面漆两遍，总干膜厚度≥200μm，不合格部位补涂。安装完成后分别做静载、动载启闭试验，运行平稳、启闭灵活即为合格。监测设施：大坝坝体布置10支渗压计、8个水平位移观测点、4个垂直位移观测点，溢洪道进口安装超声波水位计，输水洞出口安装电磁流量监测装置，建设大坝安全自动化监测系统，接入当地水利部门智慧水利平台，实现水位、流量、渗流、位移的实时监测，满足运行管理要求。五、工程质量控制严格执行三检制，班组自检、施工队复检、项目部专职质检员终检，三检合格后报监理单位验收，上道工序不合格严禁进入下道工序。原材料质量控制：所有进场原材料必须具备出厂合格证，按规范要求取样送检，水泥每200t取样1次，钢筋每60t取样1次，砂石每400m³取样1次，土工合成材料每10000m²取样1次，不合格材料全部清场，严禁使用。过程质量控制：坝体黏土回填严格控制含水率，要求在最优含水率±2%范围内，每层铺土厚度≤30cm，碾压搭接宽度≥20cm，每1000m²检测1次压实度，合格后方可铺筑下一层；混凝土浇筑每100m³留置1组抗压试块，有抗渗要求的留置抗渗试块，新老混凝土结合面必须凿毛、清洗、湿润24小时以上，涂刷界面剂后浇筑新混凝土，振捣密实，避免漏振。完工后委托第三方检测机构进行全面质量检测，所有指标符合设计与规范要求，质量资料齐全完整，符合归档要求。六、安全生产管理建立健全安全生产责任制，项目经理为安全生产第一责任人，每个班组设兼职安全员，每天开展班前安全教育，每周开展一次全面安全检查，发现隐患立即整改到位。危险性较大的分部分项工程严格执行专项施工方案，作业人员持证上岗，高空作业必须系安全带，作业面下方设置安全防护网与警示围栏，严禁无关人员进入；施工用电严格执行三级配电两级保护，接地接零符合规范要求，定期检测绝缘性能；机械作业设专人指挥，定期检修保养，严禁带病作业；库区施工设置明显警示标志，严禁无关人员进入施工区，配备足够的消防、救生设施，定期开展应急演练，杜绝安全事故发生。七、施工度汛方案本工程施工期跨越一个汛期，施工度汛标准采用20年一遇洪水，设计相应洪水位188.2m，汛前已完成大坝主体加固，坝顶高程维持192.1m，溢洪道已清理完毕具备过流条件，度汛满足规范要求。汛前落实各项度汛措施：拆除影响溢洪道过流的所有临时设施，清理溢洪道内的施工废渣，保证过流通畅；建立24小时值班制度，与气象、水文部门建立联动机制，提前3天获取洪水预报信息，汛前提前将水库水位降至溢洪道堰顶高程182.5m以下，预留防洪库容；配备足够的应急度汛物资，储备编织袋10000条、砂石料500m³、土工布1000m²、应急车辆2台，制定超标准洪水应急预案，当预报洪水接近设计度汛水位时，立即组织所有施工人员撤离至高程195m以上的安全区，保障人员安全；洪水过后立即对工程各部位进行全面检查，及时修复损坏部位，恢复施工。八、环境保护与水土保持施工生产废水经两级沉淀处理达标后排放，生活污水经化粪池处理后用于周边林地灌溉，严禁直接排入水库；施工垃圾集中收集，运至指定垃圾填