(辽宁)某水库除险加固工程溢洪道冬季施工方案

(辽宁)某水库除险加固工程溢洪道冬季施工方案本项目为辽宁省辽西地区某中型水库除险加固工程溢洪道专项改造施工作业段，该水库总库容1.27亿m³，承担下游17.2万亩农田灌溉、23万城乡人口供水及100km²范围的防洪调蓄任务，本次溢洪道除险加固施工内容包含1#-5#共5孔开敞式闸墩劣化混凝土表层置换、闸室C40抗冲耐磨硅灰混凝土施作、下游消力池1200㎡C25抗冻混凝土重建、消力海漫加高培厚、左岸210m高陡边坡锚喷支护、尾水渠清淤及1.2km导流堤改扩建作业，结合辽宁省水利厅关于冬期水利施工的相关规定及本工程整体节点要求，明确冬季施工周期为202X年11月15日至202X+1年3月20日，该时段覆盖辽西地区日平均气温连续5天稳定低于5℃的完整冬施窗口期。本方案编制依据包含《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104-2011、《水利水电工程注水施工规范》SL677-2014、《溢洪道设计规范》SL253-2018、本项目正式施工设计图纸及辽西凌源气象站近10年实测气象统计资料，根据实测数据，施工区近5年11月平均气温-1.2℃，12月平均气温-8.7℃，1月平均气温-11.3℃，2月平均气温-6.4℃，3月上中旬平均气温-0.5℃，极端最低气温-27.6℃，区域最大冻土深度1.42m，冬季瞬时最大风力可达9级，所有冬施参数均严格匹配区域气候特征，所有验算数据均现场实测获取，确保方案可直接落地执行。一、冬季施工前期准备工作1.技术准备冬施正式启动前，项目技术部组织全体管理人员完成冬施专项规范培训，考核通过率100%后方可上岗作业，针对不同作业面逐一完成热工参数验算：明确混凝土出机温度最低限值15℃、入模温度最低限值10℃，锚杆注浆浆液出机温度最低限值15℃，砌体砌筑砂浆出机温度最低限值10℃，暖棚作业环境温度最低限值5℃。完成全作业区测温点布设专项测绘，共布设180个混凝土内部热电偶测温点、62个环境温度测温点、12个原材料温度测温点，所有测温点统一编号、绘制布设图上墙公示，明确24h不间断测温机制。针对所有一线作业班组完成一对一冬施技术交底，交底内容包含低温焊接操作要点、混凝土振捣温控要求、测温操作规范、防冻防滑注意事项，所有交底留存签字影像记录，杜绝无交底作业情况。同步完成混凝土配合比第三方适配试验，针对辽西冬施负温环境复配-15℃型低碱泵送防冻剂，调整配比含气量控制在4.5%-6%区间，完全满足溢洪道混凝土F300抗冻、W6抗渗的设计要求。2.物资准备本项目冬施专项物资全部进场完成验收，其中保温类物资包含5cm厚阻燃岩棉被4120㎡、100W/㎡低温辐射电热毯1240张、三防篷布2870㎡、棉门帘32套、聚氨酯保温管套360m，供热类物资包含30kW燃油热风炮24台、1t/h常压采暖锅炉2台、15m³钢制加热储水罐2个、柴油储备罐2个（单罐容积10t），测温类物资包含高精度热电偶190个、刻度值0.1℃玻璃温度计320支、便携式红外测温仪18台、小型自动气象站2台，原材料类物资全部采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，进场核验安定性及强度指标合格率100%，粗骨料采用5-20mm连续级配玄武岩碎石，含泥量实测值0.7%远低于规范要求的1%限值，细骨料采用北票河中粗砂，含泥量实测值1.6%满足≤2%的要求，低温改性环氧树脂植筋胶、碳纤维胶、注浆用早强防冻剂等特种材料全部完成现场适配试验，性能满足负温施工要求。钢筋加工区暖棚配套12t脚手架管全部进场，可实现48h内完成暖棚封闭搭设。3.现场准备冬施前完成全作业区临时道路硬化改造，路面铺设20cm厚碎石+5cm防滑炉渣，设置2%横坡防止路面积水结冰，道路两侧每50m设置1组融雪盐储备箱，随积雪随清扫随抛洒。所有临时水电管线全部埋设在冻土线以下1.6m深度，外露的水泵接口、阀门部位全部包裹3cm厚聚氨酯保温棉，外露线路全部采用架空布设，架空高度不低于2.5m，杜绝积雪直接覆盖线路。闸室作业面全封闭保温棚搭设完成，棚顶距离闸墩顶部2.2m，四周采用三防篷布无缝隙封闭，进出通道设置双层加厚棉门帘，整体漏风率低于5%，暖棚内预设热风炮放置点位、布设电热毯供电线路，可实现暖棚内2h内升温至10℃以上。钢筋加工区、锚杆注浆作业区的封闭暖棚全部搭设完成，棚内供热线路、通风设施全部调试完毕，临边防护、安全警示标识全部更新冬施专项标识，所有消防设备更换为低温防冻型干粉灭火器。4.人员准备项目成立冬季施工专项管控小组，项目经理任组长，技术负责人、安全负责人任副组长，下设测温班组、试验班组、现场巡检班组、应急值守班组，其中持证测温员12名，全部经过辽宁省水利工程质量检测中心专项培训合格上岗，锅炉工8名持有特种设备作业操作证，专职安全员6名负责冬施防滑、防火、防冻专项巡检，特种作业人员（焊工、高空作业人员）持证率100%。所有一线作业人员进场前完成冬施安全培训，统一配备防寒服、防砸防寒鞋、防冻护目镜，人员宿舍全部采用集中水暖供热，严禁私设电暖器等违规取暖设备，宿舍区设置专职卫生员，配备冻伤、感冒类应急药品，每日排查人员身体健康状态。二、核心分部分项工程冬季施工工艺1.钢筋工程冬季施工针对辽西负温环境下钢筋低温脆断特性，所有钢筋调直、切断、弯曲加工工序全部在封闭暖棚内完成，暖棚内温度持续保持在5℃以上，钢筋冷拉调直作业时控制应力比常温工况提高30MPa，I级钢筋冷拉率严格控制在4%以内，严禁超过限值导致钢筋低温脆断。负温钢筋焊接作业优先在暖棚内完成施焊，若因现场特殊工序需求必须在露天施焊，作业环境温度不得低于-10℃，作业面四周搭设防风防雪围挡，焊接完成后的接头采用3层岩棉被覆盖缓冷，严禁焊后热接头直接接触冰雪导致接头淬裂。正式焊接前完成同批次钢筋低温焊接工艺试验，针对Φ25、Φ28、Φ32三个常用规格钢筋各做3组负温状态下的拉伸、弯曲试验，全部合格后方可大面积开展焊接作业，所有焊接接头按规范300个为一检验批，取样送检合格率100%后方可进入下一道工序。本工程闸墩部位植筋作业采用低温改性环氧树脂植筋胶，施工前采用热风炮将植筋基面预热到5℃以上，钻孔完成之后用0.5MPa的热压缩空气反复吹扫钻孔内部，将孔内残留的霜雪、混凝土碎渣全部清理干净，注胶量按孔容积的85%控制，植筋完成后外露杆体部位用保温棉包裹，采用便携式热风炮对孔口部位持续加热24h，保证胶体在5℃以上环境完全固化，固化完成后逐组做拉拔试验，拉拔力达到设计值的1.1倍后方可进行下道工序，杜绝植筋胶负温不凝固导致锚固力不足的质量隐患。2.混凝土工程冬季施工本工序为本次冬施核心管控内容，正式施工前完成全流程热工验算：采用的C40抗冲耐磨混凝土基准配合比为每方掺加P.O42.5R水泥360kg、中粗砂680kg、玄武岩碎石1220kg、拌合水155kg、粉煤灰45kg、硅灰25kg、减水剂7.2kg、聚丙烯纤维1.2kg，拌合水加热至70℃、骨料预热至10℃、水泥进场温度为5℃，根据《建筑工程冬期施工规程》热工计算公式：T0=(0.9mceTce+0.9msaTsa+0.9mgTg+4.2Tw(mw-Δmssa-Δmgag)+c1(ΔmssaTsa+ΔmgagTg)-c2(Δmssa+Δmgag)Tw)/(4.2mw+0.9(mce+msa+mg))代入实测参数计算得出混凝土出机温度为16.2℃，满足≥15℃的规范要求。混凝土运输采用外包5cm厚岩棉保温套的罐车，从拌合站到作业面运输距离2.1km，运输耗时22分钟，经测算运输过程热量损失0.5℃，罐车卸料口温度实测15.7℃，混凝土从卸料口流出到入模完成耗时不超过15分钟，入模温度实测值不低于11.3℃，完全满足≥10℃的管控要求。混凝土浇筑前，将原有劣化混凝土凿除后的基面采用热风炮预热5℃以上，彻底清除基面附着的霜冻、积雪、冰碴，确认基面温度达标后方可开仓浇筑。浇筑过程分层铺料厚度控制在30cm以内，采用Φ70插入式振捣棒振捣，振捣移动间距不超过振捣棒有效作业半径的1.5倍，振捣时间控制在15-20s，直至混凝土表面均匀出浆、无气泡溢出、无明显下沉为止，严禁漏振、过振导致混凝土出现离析空隙问题。浇筑过程中同步安排测温员逐仓实测入模温度，做好台账记录，一旦发现入模温度低于10℃立即暂停浇筑，返回拌合站调整原材料加热温度，直至参数达标后方可恢复作业。养护工艺按作业面分类管控：闸室表层置换混凝土作业处于全封闭保温棚内，浇筑完成后首先在混凝土表面覆盖一层0.12mm厚PE塑料薄膜完成保湿，薄膜上方铺设两层5cm厚阻燃岩棉被，岩棉被上按间距50cm布设低温辐射电热毯，电热毯温控参数设定为15-20℃，同步开启棚内所有热风炮持续供热，保证暖棚内环境温度稳定保持在10℃以上，养护期间严格控制混凝土表面温度与外部环境温差不超过15℃，避免温差过大产生贯穿性温度裂缝。下游消力池混凝土浇筑完成后，表面覆盖双层塑料薄膜+3层岩棉被，四周采用防风篷布全封闭围挡，采用蓄热法+辅助供热联合养护，养护前7天保持混凝土内部温度不低于10℃，7天后每日降温速率不超过2℃，直至混凝土温度降至与外界环境温差小于5℃为止。混凝土试块留置严格按冬施规范要求执行，每批次混凝土除留置28d标准养护试块3组外，同步留置6组同条件养护试块，其中3组用于检测混凝土受冻前临界强度，本工程明确要求受冻前强度必须达到设计强度的40%以上且不低于12MPa，剩余3组用于核验冬施条件下混凝土28d实际强度，所有试块全部放在对应作业面同温环境下养护，严禁提前送样或放在标准养护室养护弄虚作假。测温工作严格执行既定制度：拌合站原材料温度、出机温度每2h实测记录1次，混凝土入模温度每工作班不少于4次测温记录，混凝土养护前7天每2h测温1次，7天后每4h测温1次，暖棚内环境温度每1h测温1次，所有测温数据当日形成日报上报项目技术负责人，一旦发现温度低于预警值，第一时间增开热风炮、额外增加1层岩棉被覆盖，待温度回升至规范要求区间后方可恢复常规管控。3.砌体及灌注桩冬季施工导流堤格宾石笼砌筑作业全部在搭设的防风保温棚内开展，砌筑砂浆采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥拌制，砂子加热至10℃以上、拌合水加热至60℃，砂浆出机温度不低于10℃，严禁使用加热温度超过80℃导致水泥假凝的砂浆。砌筑前将块石、格宾网表面附着的冰雪、霜冻全部清理干净，严禁使用已经受冻带冰碴的石块砌筑，砂浆随拌随用，运输过程中砂浆罐包裹岩棉保温套，避免运输途中热量损失过大，砌筑灰缝厚度控制在20-30mm，铺浆完成后立即安放块石，保证砂浆在初凝前完成砌筑作业，砌筑完成后砌体表面覆盖两层岩棉被保温养护，养护周期不少于7天，砂浆中严禁添加氯盐类防冻剂，避免腐蚀格宾石笼镀锌钢丝导致结构使用寿命缩短。导流堤钻孔灌注桩桩径1.2m、桩长18m，钻孔作业前孔口周边搭设防风保温棚，钻孔完成后30分钟内完成孔底沉渣厚度检测，确认沉渣厚度小于100mm后立即下放钢筋笼浇筑混凝土，避免孔壁长时间暴露导致孔内结冰。灌注桩混凝土内掺加-20℃型低碱防冻剂，入模温度不低于10℃，浇筑完成后桩顶标高以上覆土1.5m厚度+双层岩棉被保温覆盖，防止桩头混凝土受冻破坏。桩身完整性检测待来年春季气温稳定回升至正温14天后开展，全部采用低应变法检测，桩身合格率100%后方可进入后续堤身填筑工序。4.边坡锚喷及碳纤维加固冬季施工左岸溢洪道边坡系统锚杆采用Φ28mm螺纹钢，单根长度6m，钻孔作业前将孔口周边积冰积雪全部清理干净，钻孔完成后用0.5MPa热压缩空气反复吹扫孔内残渣及霜雪，注浆采用水灰比0.45的普通硅酸盐水泥纯浆，浆液中掺加低温早强抗冻剂，拌合水加热至60℃，注浆浆液出机温度不低于15℃，注浆采用孔底返浆工艺，保证孔内注浆饱满密实。注浆完成后锚杆外露端采用保温棉包裹，孔口部位用热风炮持续加热48h，保证浆液在受冻前强度达到设计强度的50%以上，所有锚杆按规范300根为一检验批完成抗拔试验，合格率100%后方可开展喷锚支护作业。闸墩混凝土置换完成后开展碳纤维布加固作业，粘贴材料采用300g/m²二级碳纤维布，整个作业工序全部在全封闭保温棚内开展，作业环境温度持续保持在5℃以上。混凝土基面打磨完成后用热风炮完全烘干，保证基面含水率小于6%，随后涂刷低温改性环氧树脂底胶，底胶在10℃以上环境下干燥12h后开展找平作业，找平完成后粘贴碳纤维布，粘贴过程中采用专用滚筒反复滚压排出气泡，保证碳纤维布和胶体完全密实贴合。粘贴完成后保温棚内持续保持10℃以上温度养护7天，待胶体完全固化后采用拉拔仪检测粘结强度，实测粘结强度大于2.5MPa后方可认定合格，确保碳纤维加固的力学性能满足设计要求。三、冬季施工质量及安全管控体系项目建立三级冬施质量管控责任体系，各岗位责任明确到人，严格执行工序验收一票否决制，没有提交完整测温记录、温控台账的工序一律不予验收，所有冬施作业检验批全部增设冬施专项检查项，确保所有工序符合冬施规范要求。针对辽西冬施常见质量隐患制定专项防控方案：针对混凝土早期受冻风险，安排24h专人值守测温，一旦发现混凝土强度未达到临界强度出现温度骤降情况，立即在作业面增设热风炮升温，避免混凝土内部孔隙水结冰产生冻胀破坏；针对低温焊