丹江口大壩加固施工方案一、工程概況1.1工程背景丹江口大壩位于湖北省丹江口市漢江與丹江匯合口下游800米處，是南水北調(diào)中線工程的核心水源地，也是集防洪、發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、供水等多功能于一體的大型水利樞紐工程。大壩為混凝土寬縫重力壩，壩頂高程176.6米，最大壩高117米，壩頂總長2494米，其中混凝土壩長1141米，左右岸土石壩分別長1223米和130米。水庫總庫容290.5億立方米，正常蓄水位170米，承擔(dān)著向華北地區(qū)年均調(diào)水95億立方米的重要任務(wù)。1.2工程現(xiàn)狀與加固必要性大壩自1974年建成運(yùn)行以來，歷經(jīng)多年洪水考驗(yàn)及2005-2013年加高工程，目前存在局部混凝土壩段裂縫、壩基滲漏、閘門啟閉設(shè)備老化等問題。根據(jù)安全鑒定結(jié)果，需通過系統(tǒng)性加固提升大壩結(jié)構(gòu)安全性，確保滿足千年一遇洪水設(shè)計(jì)、萬年一遇洪水校核標(biāo)準(zhǔn)，保障南水北調(diào)中線工程長期穩(wěn)定運(yùn)行。1.3主要加固內(nèi)容本次加固工程包括以下重點(diǎn)項(xiàng)目：壩體結(jié)構(gòu)加固：對19個(gè)混凝土壩段進(jìn)行裂縫處理、植筋加固及預(yù)應(yīng)力錨固防滲體系強(qiáng)化：壩基帷幕灌漿、混凝土防滲墻及兩岸壩肩防滲處理泄洪系統(tǒng)改造：20孔溢流壩閘門及啟閉設(shè)備更新、消能設(shè)施修復(fù)監(jiān)測系統(tǒng)升級：布設(shè)智能傳感網(wǎng)絡(luò)及自動(dòng)化監(jiān)測平臺附屬設(shè)施完善：壩頂?shù)缆贩?、防浪墻修?fù)及排水系統(tǒng)優(yōu)化二、工程地質(zhì)與水文條件2.1地質(zhì)條件壩址河谷寬500-600米，河床覆蓋層厚2-22米，壩基主要為元古界片巖（左岸）和巖漿巖（河床及右岸），巖體完整性較好，濕抗壓強(qiáng)度87-148MPa。斷層構(gòu)造發(fā)育，主要斷裂帶與壩軸線斜交，地震烈度按8度設(shè)防，需采取針對性抗震措施。2.2水文氣象條件壩址控制流域面積95217平方公里，多年平均徑流量378億立方米，設(shè)計(jì)洪水流量64900立方米/秒（千年一遇），校核洪水流量82300立方米/秒（萬年一遇）。施工期需考慮亞熱帶季風(fēng)氣候影響，6-9月為雨季，最大日降雨量達(dá)200mm，需制定專項(xiàng)防雨措施。三、主要施工技術(shù)方案3.1壩體結(jié)構(gòu)加固技術(shù)3.1.1混凝土裂縫處理表面裂縫：采用環(huán)氧樹脂漿液低壓灌注，寬度＜0.2mm裂縫采用表面封閉法，沿裂縫走向鑿深5mm、寬10mm的V型槽，填充聚合物砂漿深層裂縫：對深度＞1m的裂縫，采用鉆孔灌漿處理，孔徑50mm，孔距1.5m，分三序施工，灌漿壓力0.3-0.5MPa，采用超細(xì)水泥漿（水灰比1:1）3.1.2新老混凝土結(jié)合面處理榫槽施工：在老壩體表面鑿設(shè)深30cm、寬40cm的榫槽，間距2m×2m，植入Φ25鋼筋，植入深度20d（d為鋼筋直徑），采用植筋膠錨固鑿毛處理：使用高壓水射流（壓力25MPa）對結(jié)合面進(jìn)行鑿毛，露出新鮮混凝土面面積≥70%，表面粗糙度達(dá)到3mm3.1.3預(yù)應(yīng)力錨固閘墩加固：采用多層分散自鎖預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)，布設(shè)Φ15.2鋼絞線，張拉噸位300kN，錨固深度15-20m，孔斜率控制在8‰以內(nèi)壩肩加固：在左右岸壩肩設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，每孔布置6根鋼絞線，設(shè)計(jì)張拉力1500kN，采用后張法施工，灌漿材料為無收縮水泥漿3.2防滲帷幕施工3.2.1壩基帷幕灌漿鉆孔布置：單排孔設(shè)計(jì)，孔距2.5m，孔徑91mm，分三序施工，河床段孔深40-60m，兩岸延伸至不透水巖層以下5m灌漿工藝：采用自上而下分段灌漿法，段長5m，灌漿壓力1.5-2.5MPa，漿液水灰比5:1至0.5:1逐級變換，終孔透水率≤5Lu3.2.2混凝土防滲墻造孔施工：采用"兩鉆一抓"成槽工藝，槽段長6m，墻厚1.0m，深度30-40m，泥漿護(hù)壁（膨潤土摻量8%）混凝土澆筑：采用直升導(dǎo)管法，導(dǎo)管間距2.5m，混凝土坍落度18-22cm，擴(kuò)散度34-38cm，澆筑上升速度≥2m/h3.3泄洪系統(tǒng)改造3.3.1閘門更新閘門制造：20孔溢流壩閘門采用Q355ND鋼板焊接，單扇門重35t，面板厚度16mm，止水橡皮采用三元乙丙材料安裝工藝：采用壩頂門機(jī)吊裝，安裝偏差控制：門葉垂直度≤1/1000，止水壓縮量8±2mm3.3.2啟閉設(shè)備改造設(shè)備選型：采用QPQ型卷揚(yáng)式啟閉機(jī)，額定啟門力2×1000kN，配備雙吊點(diǎn)同步控制系統(tǒng)，誤差≤30mm安裝調(diào)試：空載試運(yùn)行3次，負(fù)載試運(yùn)行5次，閘門升降速度控制在0.5m/min，制動(dòng)系統(tǒng)安全系數(shù)≥1.53.4智能監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)3.4.1傳感器布設(shè)變形監(jiān)測：沿壩軸線每50m布設(shè)1個(gè)GNSS位移監(jiān)測點(diǎn)，壩體內(nèi)部埋設(shè)立式擺儀（精度0.01mm/m）滲流監(jiān)測：在壩基布置20個(gè)滲壓計(jì)（量程0-1MPa），滲流量監(jiān)測采用三角堰法，精度±0.1L/s應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測：在關(guān)鍵壩段布置鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)及溫度計(jì)，測量范圍-200-600με，分辨率1με3.4.2數(shù)據(jù)采集與傳輸采集系統(tǒng)：采用分布式數(shù)據(jù)采集單元，采樣頻率1次/分鐘，存儲容量≥1TB傳輸網(wǎng)絡(luò)：建立光纖為主、4G/5G為輔的雙鏈路通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率≥100Mbps，latency＜200ms預(yù)警平臺：開發(fā)大壩安全監(jiān)測云平臺，具備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、趨勢預(yù)測及多級預(yù)警功能，響應(yīng)時(shí)間＜10分鐘四、施工組織設(shè)計(jì)4.1施工總體部署施工分區(qū)：劃分為3個(gè)作業(yè)區(qū)，Ⅰ區(qū)（右岸0+000-0+400）、Ⅱ區(qū)（河床段0+400-1+541）、Ⅲ區(qū)（左岸1+541-2+494），各區(qū)獨(dú)立組織施工施工順序：先進(jìn)行壩基處理及帷幕灌漿，再實(shí)施壩體結(jié)構(gòu)加固，最后進(jìn)行機(jī)電設(shè)備安裝及監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，總工期24個(gè)月4.2主要施工資源配置4.2.1人力資源管理人員：項(xiàng)目經(jīng)理1人、技術(shù)負(fù)責(zé)人1人、安全員2人、質(zhì)量員2人、施工員6人作業(yè)人員：高峰期投入350人，分混凝土、灌漿、機(jī)電、監(jiān)測等專業(yè)班組，其中高級技工占比≥30%4.2.2機(jī)械設(shè)備設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要用途液壓鉆機(jī)XY-4008臺帷幕灌漿鉆孔灌漿泵BW-2506臺水泥灌漿施工起重機(jī)QY-502臺閘門吊裝混凝土攪拌站HZS901座防滲墻混凝土供應(yīng)高壓噴射機(jī)組GPJ-903套壩基加固全站儀LeicaTS602臺施工測量4.3施工進(jìn)度計(jì)劃第一階段（1-6月）：施工準(zhǔn)備、壩基清理、帷幕灌漿（完成總量60%）第二階段（7-15月）：混凝土壩段加固、防滲墻施工、閘門制造第三階段（16-20月）：啟閉設(shè)備安裝、監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)第四階段（21-24月）：系統(tǒng)調(diào)試、竣工驗(yàn)收4.4施工現(xiàn)場布置臨時(shí)設(shè)施：在右岸布置項(xiàng)目經(jīng)理部（面積800㎡）、生活區(qū)（1500㎡）、混凝土攪拌站（產(chǎn)能90m3/h）、材料倉庫（1000㎡）施工道路：沿壩頂修建6m寬施工便道，采用C30混凝土硬化，設(shè)置錯(cuò)車道（每200m一處）供水供電：從大壩電站引接10kV電源，安裝500kVA變壓器2臺；生產(chǎn)用水采用水庫水，經(jīng)凈化處理后使用五、質(zhì)量與安全控制措施5.1質(zhì)量管理體系組織保障：成立質(zhì)量管理小組，建立"三檢制"（班組自檢、工區(qū)復(fù)檢、項(xiàng)目部終檢），配備專職質(zhì)檢員6人材料控制：水泥采用P.O42.5R級，鋼筋為HRB400E，所有材料進(jìn)場需進(jìn)行見證取樣，合格率100%過程控制：對關(guān)鍵工序（如灌漿、預(yù)應(yīng)力張拉）實(shí)行旁站監(jiān)理，每道工序驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下一道工序5.2關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)帷幕灌漿：嚴(yán)格控制孔斜（≤1%）、灌漿壓力（波動(dòng)范圍±0.1MPa）、漿液濃度，每孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)混凝土施工：入倉溫度≤28℃，澆筑分層厚度≤50cm，振搗時(shí)間20-30s，養(yǎng)護(hù)期≥14天，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值90%以上方可拆模預(yù)應(yīng)力施工：張拉設(shè)備定期校驗(yàn)（每200次），張拉應(yīng)力誤差控制在±5%，伸長值偏差≤±6%5.3安全生產(chǎn)管理安全培訓(xùn)：所有施工人員崗前培訓(xùn)不少于24學(xué)時(shí)，特種作業(yè)人員持證上崗率100%防護(hù)措施：高空作業(yè)設(shè)置安全網(wǎng)（高度≥1.2m），腳手架搭設(shè)間距1.5m×1.8m，經(jīng)驗(yàn)收合格后使用應(yīng)急預(yù)案：編制防洪、觸電、高處墜落等專項(xiàng)預(yù)案，配備應(yīng)急物資（救生衣50件、急救箱10個(gè)、柴油發(fā)電機(jī)2臺），每季度組織1次應(yīng)急演練5.4環(huán)境保護(hù)措施廢水處理：設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e500m3），施工廢水經(jīng)處理后回用，回用率≥80%噪聲控制：高噪聲設(shè)備（如鉆機(jī)）設(shè)置隔音罩，夜間（22:00-6:00）噪聲≤55dB棄渣管理：建筑垃圾分類堆放，可利用棄渣（如混凝土塊）破碎后用于道路基層，其余運(yùn)至指定棄渣場六、施工期安全監(jiān)測與應(yīng)急保障6.1施工期監(jiān)測壩體變形：采用全站儀每周監(jiān)測1次壩頂位移，精度±2mm；布設(shè)測斜管監(jiān)測壩體深層變形，每3天讀數(shù)1次滲流監(jiān)測：每日監(jiān)測壩基滲流量、滲壓，當(dāng)滲流量突增20%或水質(zhì)渾濁度超標(biāo)時(shí)，立即停止施工并分析原因應(yīng)力監(jiān)測：在關(guān)鍵施工階段（如預(yù)應(yīng)力張拉），實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土應(yīng)力變化，控制最大壓應(yīng)力≤15MPa6.2度汛措施汛前準(zhǔn)備：每年4月底前完成防汛物資儲備（編織袋2萬條、抽水泵10臺、柴油發(fā)電機(jī)3臺），清理溢洪道洪水調(diào)度：與水庫管理局建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制，施工期庫水位控制在160m以下，預(yù)留防洪庫容≥50億立方米應(yīng)急撤離：在右岸設(shè)置應(yīng)急避難場所，配備應(yīng)急食品和飲用水，制定人員撤離路線圖，撤離時(shí)間≤30分鐘七、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程7.1驗(yàn)收依據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評定規(guī)程》（SL176-2007）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）《水利水電工程帷幕灌漿技術(shù)規(guī)范》（DL/T5148-2012）7.2驗(yàn)收內(nèi)容分部工程驗(yàn)收：包括壩體加固、防滲工程、金屬結(jié)構(gòu)安裝等12個(gè)分部，每個(gè)分部工程合格率≥90%，優(yōu)良率≥70%單位工程驗(yàn)收：施工質(zhì)量評定資料齊全，觀感質(zhì)量得分率≥85%，主要功能測試符合設(shè)計(jì)要求竣工驗(yàn)收：完成設(shè)計(jì)內(nèi)容100%，工程質(zhì)量合格，施工期未發(fā)生重大質(zhì)量安全事故，竣工資料完整7.3質(zhì)量保修缺陷責(zé)任期1年，在保修期內(nèi)出現(xiàn)的質(zhì)量問題，施工單位負(fù)責(zé)無償修復(fù)建立工程質(zhì)量回訪制度，每年進(jìn)行1次質(zhì)量回訪，收集運(yùn)行單位反饋意見八、結(jié)