混凝土重力壩變形監(jiān)測與治理施工方案一、工程概述1.1工程基本情況本工程為Ⅲ等中型水利樞紐工程，大壩類型為混凝土重力壩，壩頂高程295.0m，最大壩高34.2m，壩頂長度330m，壩體采用30m分段式結(jié)構(gòu)。水庫正常蓄水位292.70m，總庫容9132萬m3，控制流域面積74645km2。主要建筑物包括右岸溢流壩段（長54.2m）、九孔泄洪沖砂閘（長143.6m）及左岸非溢流壩段（長34m），壩基持力層為微風化花崗巖，設(shè)計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為500年一遇。1.2變形問題現(xiàn)狀根據(jù)前期勘察，大壩存在以下變形特征：水平位移：右岸壩段出現(xiàn)最大32mm的順河向位移，壩頂下游側(cè)產(chǎn)生15-20mm的側(cè)向偏移垂直沉降：河床中部壩段存在不均勻沉降，最大沉降差達18mm結(jié)構(gòu)裂縫：溢流壩段底板發(fā)現(xiàn)3條貫穿性裂縫，最長延伸22m，最大縫寬0.35mm滲流異常：壩基揚壓力系數(shù)超標12%，右岸壩肩出現(xiàn)集中滲漏點，滲透坡降達0.81.3編制依據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》（SL319-2018）《水利水電工程施工測量規(guī)范》（SL52-2020）《大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（DL/T5259-2010）《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB50367-2013）工程地質(zhì)勘察報告及大壩安全鑒定成果二、施工組織設(shè)計2.1組織機構(gòu)設(shè)立項目經(jīng)理部，配置以下管理體系：決策層：項目經(jīng)理（高級工程師）、技術(shù)負責人（水利注冊工程師）、安全總監(jiān)管理層：工程技術(shù)部（5人）、質(zhì)量安全部（3人）、物資設(shè)備部（2人）、施工管理部（4人）作業(yè)層：監(jiān)測作業(yè)隊（8人）、結(jié)構(gòu)加固隊（15人）、防滲處理隊（12人）、機械保障隊（6人）2.2施工部署采用"分區(qū)作業(yè)、平行流水"施工模式，劃分為三個作業(yè)區(qū)：監(jiān)測區(qū)：負責變形監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)與數(shù)據(jù)采集，配置GNSS觀測組、水準測量組、裂縫監(jiān)測組壩體加固區(qū)：承擔混凝土結(jié)構(gòu)修復與加固施工，分為上游面作業(yè)組、壩頂作業(yè)組、下游面作業(yè)組基礎(chǔ)處理區(qū)：實施壩基防滲與加固工程，包含灌漿作業(yè)組、排水系統(tǒng)施工組2.3資源配置主要施工設(shè)備：測量監(jiān)測設(shè)備：雙頻GNSS接收機（4臺）、LeicaTCA2003全站儀（2臺）、電子水準儀（2臺）、裂縫測寬儀（3臺）混凝土施工設(shè)備：JS500混凝土攪拌機（2臺）、混凝土輸送泵（1臺）、振搗棒（6套）、液壓破碎錘（2臺）灌漿設(shè)備：地質(zhì)鉆機（3臺）、高壓灌漿泵（4臺）、注漿記錄儀（2套）起重運輸設(shè)備：25t汽車吊（1臺）、自卸汽車（5輛）、裝載機（2臺）主要材料計劃：結(jié)構(gòu)修復材料：C35微膨脹混凝土（320m3）、環(huán)氧樹脂灌漿料（15t）、碳纖維布（1200m2）防滲材料：帷幕灌漿水泥（P.O42.5R，800t）、高壓擺噴防滲墻水泥（P.O52.5，500t）、止水銅片（T2，1.2mm厚，300m）監(jiān)測設(shè)施：測斜管（PVC-U，110mm，200m）、滲壓計（振弦式，30只）、位移計（20只）2.4進度計劃總工期180天，關(guān)鍵線路如下：第1-15天：施工準備及監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)第16-45天：壩體表面處理及裂縫修復第46-90天：壩基帷幕灌漿及防滲墻施工第91-135天：壩體結(jié)構(gòu)加固及混凝土澆筑第136-165天：自動化監(jiān)測系統(tǒng)安裝調(diào)試第166-180天：竣工清理及驗收準備三、變形監(jiān)測方案3.1監(jiān)測控制網(wǎng)布設(shè)平面控制網(wǎng)：建立三等GNSS控制網(wǎng)，布設(shè)8個基準點（含3個深埋基準點），采用強制對中裝置基準點埋深≥3m，采用鋼筋混凝土樁體，頂部安裝不銹鋼觀測墩網(wǎng)形設(shè)計為大地四邊形，平均邊長1.2km，基線測量中誤差≤5mm高程控制網(wǎng)：按二等水準測量精度建立高程控制網(wǎng)，布設(shè)1個基準點、8個工作基點水準路線閉合差≤1.0√Lmm（L為路線長度，以km計）工作基點采用混凝土標石，埋設(shè)于壩肩穩(wěn)定基巖上3.2監(jiān)測點布置位移監(jiān)測點：壩頂：每15m布設(shè)1個監(jiān)測斷面，共22個測點，采用強制對中觀測墩壩體：上游面290m高程、下游面275m高程各布設(shè)1排測點，共44個基礎(chǔ)：沿壩軸線每30m布設(shè)1個壩基沉降觀測點，共11個專項監(jiān)測點：裂縫監(jiān)測：對3條主要裂縫布設(shè)測縫計，每5m設(shè)置1組，共15組滲流監(jiān)測：壩基布設(shè)12個滲壓計，壩體廊道設(shè)置8個量水堰應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測：在壩體關(guān)鍵部位埋設(shè)10個鋼筋計、6個混凝土應(yīng)變計3.3監(jiān)測方法與頻率監(jiān)測項目監(jiān)測方法儀器設(shè)備監(jiān)測頻率精度要求水平位移GNSS靜態(tài)測量Trimble5700接收機施工期1次/3天平面位置中誤差≤10mm垂直位移二等水準測量TrimbleDINI03水準儀施工期1次/3天高程中誤差≤1.5mm裂縫寬度測縫計監(jiān)測JSS30A數(shù)顯測縫儀1次/天分辨率0.01mm壩體傾斜測斜儀觀測CX-03測斜儀1次/周精度0.02mm/m滲流量量水堰法90°三角堰+水位計1次/天誤差≤2%3.4數(shù)據(jù)處理與預警數(shù)據(jù)處理流程：外業(yè)數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)檢核→粗差剔除→平差計算→成果輸出采用專業(yè)監(jiān)測軟件進行數(shù)據(jù)處理，建立變形數(shù)據(jù)庫繪制變形過程曲線、沉降等值線圖、位移矢量圖預警機制：一級預警：水平位移日變化量＞2mm或累計值＞35mm二級預警：垂直位移日變化量＞1.5mm或不均勻沉降差＞20mm三級預警：裂縫寬度擴展速率＞0.1mm/d或滲流量突增30%預警響應(yīng)：啟動應(yīng)急預案，停止相關(guān)區(qū)域施工，分析變形原因并采取控制措施四、施工工藝4.1變形控制施工流程采用"監(jiān)測-分析-設(shè)計-施工-反饋"動態(tài)控制流程：初始監(jiān)測→變形機理分析→制定治理方案→實施加固施工→效果監(jiān)測→方案優(yōu)化建立變形監(jiān)測與施工控制聯(lián)動機制，每3天召開變形分析會根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整施工參數(shù)，如灌漿壓力、澆筑速度等4.2壩體裂縫處理表面裂縫處理（縫寬＜0.2mm）：裂縫表面清理：采用角磨機打磨寬度10cm范圍，直至露出新鮮混凝土面涂刷界面劑：采用環(huán)氧樹脂基界面劑，涂刷厚度0.2mm，間隔2小時涂刷2遍表面封閉：采用聚合物水泥砂漿（配合比1:2.5）抹面，厚度30mm，養(yǎng)護7天深層裂縫處理（縫寬≥0.2mm）：裂縫鉆孔：沿裂縫走向兩側(cè)30cm交錯布置灌漿孔，孔徑φ50mm，孔深為裂縫深度的1.5倍埋管密封：埋設(shè)φ20mm灌漿管，采用環(huán)氧樹脂砂漿封孔，養(yǎng)護24小時壓力灌漿：材料：低粘度環(huán)氧樹脂灌漿料（粘度＜50mPa·s）工藝：從下至上分段灌漿，壓力0.3-0.8MPa，逐級升壓結(jié)束標準：吸漿量＜0.02L/min，穩(wěn)壓30分鐘4.3壩基防滲加固帷幕灌漿：鉆孔：采用地質(zhì)鉆機金剛石鉆進，孔徑φ76mm，孔距2.5m，按梅花形布置灌漿材料：P.O42.5R水泥，水灰比1:1、0.8:1、0.5:1三級配比施工工藝：分段：孔口段（0-10m）、主帷幕段（10-30m）、加深段（30-45m）方法：自上而下分段灌漿，段長5m，采用循環(huán)式灌漿壓力：孔口段0.5MPa，主帷幕段1.5-2.0MPa，加深段2.5MPa質(zhì)量檢查：采用壓水試驗，檢查孔數(shù)量為總孔數(shù)的10%，透水率q≤1Lu高壓擺噴防滲墻：造孔：采用三重管法施工，孔徑φ150mm，孔距1.2m漿液配置：P.O52.5水泥，水灰比1:1，添加3%膨潤土噴射參數(shù)：高壓水：壓力35MPa，流量80L/min壓縮空氣：壓力0.7MPa，流量1.5m3/min注漿量：20-30L/min，提升速度8-10cm/min墻體指標：滲透系數(shù)＜1×10??cm/s，抗壓強度＞5MPa4.4壩體結(jié)構(gòu)加固混凝土置換：缺陷部位切割：采用液壓墻鋸切割受損混凝土，切割深度≥50cm，形成規(guī)則工作面鋼筋處理：銹蝕鋼筋除銹至露出金屬光澤，采用電弧焊補接，搭接長度≥10d模板安裝：采用18mm厚竹膠板，支撐系統(tǒng)采用φ48×3.5mm鋼管，間距50cm×50cm混凝土澆筑：材料：C35微膨脹混凝土，摻加8%UEA膨脹劑工藝：分層澆筑，層厚≤30cm，振搗時間20-30s養(yǎng)護：覆蓋薄膜+灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期≥14天碳纖維布加固：基層處理：混凝土表面打磨平整，角部圓弧化處理（半徑≥20mm）底膠涂刷：采用碳纖維專用底膠，厚度0.15mm，固化時間24小時粘貼碳纖維布：材料：300g/m2單向碳纖維布，抗拉強度≥3000MPa工藝：涂刷浸漬膠（厚度0.2mm）→粘貼碳纖維布→滾筒碾壓排氣→表面防護固化養(yǎng)護：自然養(yǎng)護7天，環(huán)境溫度不低于5℃4.5排水系統(tǒng)完善壩基排水：排水孔施工：在帷幕灌漿下游側(cè)3m處布置排水孔，孔徑φ110mm，孔距3m，孔深35m孔內(nèi)設(shè)置φ100mm透水管，外包雙層土工布（滲透系數(shù)＞1×10?3cm/s）排水廊道清理：對原有排水廊道進行清淤，修復破損排水溝，增設(shè)集水井壩體排水：在下游壩面每15m設(shè)置一道豎向排水槽，采用C20混凝土澆筑，斷面尺寸30cm×40cm排水槽內(nèi)安裝φ150mm透水盲管，與壩基排水系統(tǒng)連通下游壩坡采用1:2.0坡比修整，鋪設(shè)300g/m2土工布+干砌石護坡五、質(zhì)量安全與環(huán)保措施5.1質(zhì)量管理體系質(zhì)量目標：單元工程合格率100%，優(yōu)良率≥90%，杜絕質(zhì)量事故控制措施：材料控制：建立"三檢制"（進場檢驗、過程抽檢、退場復檢），水泥、鋼筋等主要材料需提供出廠合格證和第三方檢測報告工序控制：實行"五不準"制度（無方案不準施工、材料不合格不準使用、測量未復核不準施工、未進行技術(shù)交底不準施工、上道工序不合格不準進入下道工序）檢測控制：對關(guān)鍵工序?qū)嵭械谌綑z測，如帷幕灌漿壓水試驗、混凝土強度回彈檢測、碳纖維布粘結(jié)強度檢測等5.2安全保障措施安全防護：高空作業(yè)：設(shè)置1.2m高防護欄桿，滿掛密目安全網(wǎng)，作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶臨邊防護：壩頂、廊道邊緣設(shè)置防護圍欄，懸掛安全警示標志用電安全：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，配電箱安裝漏電保護器（動作電流≤30mA）專項安全措施：灌漿作業(yè)：設(shè)置灌漿壓力安全連鎖裝置，壓力表定期校驗（每月1次）有限空間作業(yè)：廊道施工前進行通風（風量≥3次/h），檢測氧氣含量（≥19.5%）汛期施工：制定度汛方案，配備應(yīng)急抽排水設(shè)備（2臺φ150mm水泵），壩頂設(shè)置擋水墻5.3環(huán)境保護措施施工期環(huán)保：廢水處理：設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e50m3），施工廢水經(jīng)處理后回用揚塵控制：拌合站設(shè)置霧炮機，運輸車輛加蓋篷布，棄渣場采取覆蓋措施噪聲防治：破碎機等強噪聲設(shè)備設(shè)置隔音棚，夜間22:00至次日6:00停止高噪聲作業(yè)生態(tài)保護：施工營地設(shè)置生活污水處理設(shè)施（處理能力5m3/d），達標后排放棄渣按指定地點堆放，邊坡采取漿砌石擋護，完工后進行植被恢復保護施工區(qū)周邊古樹名木，設(shè)置防護圍欄，禁止施工機械靠近5.4應(yīng)急預案主要應(yīng)急準備：成立應(yīng)急領(lǐng)導小組，配置應(yīng)急隊員20人，儲備應(yīng)急物資（救生衣20件、應(yīng)急照明10套、急救藥品箱3個）制定專項應(yīng)急預案：坍塌事故應(yīng)急預案、高處墜落應(yīng)急預案、觸電事故應(yīng)急預案、汛期險情應(yīng)急預案應(yīng)急響應(yīng)流程：事故報告：立即向項目經(jīng)理報告（電話24小時暢通），啟動相應(yīng)預案現(xiàn)場處置：組織人員疏散、傷員救治、險情控制應(yīng)急救援：聯(lián)系當?shù)蒯t(yī)院（距離15km）、消防救援等外部救援力量事后處理：事故調(diào)查、原因分析、責任認定、防范措施制定六、施工進度計劃6.1關(guān)鍵線路計劃準備階段（第1-15天）：完成施工道路修整、臨時設(shè)施搭設(shè)監(jiān)測設(shè)備率定與控制網(wǎng)布設(shè)材料進場檢驗與施工方案交底監(jiān)測系統(tǒng)施工（第10-25天）：基準點、監(jiān)測點埋設(shè)（15天）自動化監(jiān)測設(shè)備安裝調(diào)試（10天）初始觀測與基準值建立（5天）壩體裂縫處理（第20-45天）：裂縫勘察與清理（5天）表面裂縫封閉處理（10天）深層裂縫灌漿處理（20天）質(zhì)量檢測與驗收（5天）壩基防滲施工（第35-95天）：帷幕灌漿施工（45天）高壓擺噴防滲墻施工（30天）防滲效果檢測（10天）壩體加固施工（第60-140天）：混凝土缺陷修復（30天）碳纖維布加固（25天）下游壩坡修整與排水系統(tǒng)施工（25天）壩頂設(shè)施恢復（10天）系統(tǒng)調(diào)試與驗收（第140-180天）：監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試（15天）變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析（10天）竣工資料整理（10天）竣工驗收（5天）6.2進度保證措施組織措施：實行周進度計劃考核，延誤超3天采取趕工措施（增加作業(yè)班組、延長作業(yè)時間）技術(shù)措施：采用跳倉施工法縮短混凝土養(yǎng)護時間，推廣應(yīng)用快速凝固灌漿材料資源措施：關(guān)鍵設(shè)備備用（如備用灌漿泵1臺），主要材料儲備量滿足15天用量協(xié)調(diào)措施：每周召開監(jiān)理協(xié)調(diào)會，每月召開業(yè)主協(xié)調(diào)會，及時解決施工干擾問題七、驗收標準與流程7.1驗收標準變形控制指標：壩體水平位移速率≤0.5mm/d，累計位移量≤35mm壩基不均勻沉降差≤15mm裂縫寬度≤0.1mm，且無擴展趨勢壩基揚壓力系數(shù)≤0.25，滲流量≤0.5L/(s·km)施工質(zhì)量標準：混凝土強度：達到設(shè)計強度100%，表面平整度≤5mm/2m灌漿工程：帷幕灌漿透水率q≤1Lu，孔段合格率≥95%碳纖維加固：粘結(jié)強度≥2.5MPa，纖維布搭接長度≥100mm7.2驗收流程分部工程驗收：共劃分5個分部工程（監(jiān)測系統(tǒng)、裂縫處理、帷幕灌漿、壩體加固、排水系統(tǒng)），每個分部工程完工后組織驗收階段驗收：分別在基礎(chǔ)處理完成后、壩體加固完成后進行兩次階段驗收竣工驗收：工程全部完工后，由業(yè)主組織設(shè)計、監(jiān)理、施工等單位進行竣工驗收，驗收內(nèi)容包括工程質(zhì)量、變形監(jiān)測成果、資料完整性等7.3資料歸檔竣工資料內(nèi)容：施工管理文件：施工組織設(shè)計、技術(shù)交底記錄、會議紀要