混凝土溢流壩除險(xiǎn)加固施工技術(shù)方案一、工程概況1.1工程背景本工程為混凝土溢流重力壩除險(xiǎn)加固項(xiàng)目，壩體高度18米，壩頂長(zhǎng)度65米，壩頂寬度5米，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇。經(jīng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)評(píng)估，壩體存在四大類結(jié)構(gòu)性病害，具體表現(xiàn)為：上游壩面分布3處貫穿性裂縫，最長(zhǎng)裂縫達(dá)25米，最大寬度0.8毫米；下游壩面混凝土剝蝕面積約80平方米，局部區(qū)域鋼筋保護(hù)層脫落導(dǎo)致露筋銹蝕；壩基滲漏量達(dá)0.5L/s·m，壩體與基巖接觸面存在明顯滲透通道；消力池底板混凝土碳化深度達(dá)50毫米，尾坎結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部掏空現(xiàn)象。金屬結(jié)構(gòu)方面，6扇弧形工作閘門及配套啟閉設(shè)備銹蝕嚴(yán)重，止水橡皮老化失效，影響閘門正常運(yùn)行。1.2工程目標(biāo)通過系統(tǒng)性加固施工，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：修復(fù)壩體結(jié)構(gòu)完整性，裂縫處理合格率達(dá)到100%，混凝土強(qiáng)度恢復(fù)至C25設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；提升壩體防滲能力，將壩基滲漏量控制在0.05L/s·m以內(nèi)；恢復(fù)消能設(shè)施功能，確保消力池抗沖刷能力滿足設(shè)計(jì)洪水工況；更新金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備，使閘門及啟閉系統(tǒng)運(yùn)行可靠性達(dá)到98%以上。加固完成后，大壩安全等級(jí)需滿足《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2017要求，確保工程繼續(xù)安全運(yùn)行至少30年。二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備勘察設(shè)計(jì)階段需完成三項(xiàng)關(guān)鍵工作：采用超聲波探傷技術(shù)對(duì)壩體混凝土內(nèi)部缺陷進(jìn)行定位，使用回彈法檢測(cè)混凝土表面強(qiáng)度，結(jié)合地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)壩基滲漏通道分布特征；通過水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析近五年壩體滲流變化規(guī)律，編制詳細(xì)病害評(píng)估報(bào)告；根據(jù)檢測(cè)結(jié)果優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，明確帷幕灌漿孔距2.0米、孔深25米，混凝土修補(bǔ)采用C30細(xì)石混凝土，壩面防護(hù)增設(shè)200mm厚C25鋼筋混凝土護(hù)面。方案論證與交底應(yīng)遵循三級(jí)控制原則：組織水利工程專家對(duì)施工方案進(jìn)行評(píng)審，重點(diǎn)論證壩體裂縫處理工藝、水下混凝土澆筑技術(shù)及汛期施工度汛措施；項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人向施工班組進(jìn)行二級(jí)交底，明確各工序質(zhì)量控制點(diǎn)，如帷幕灌漿壓力控制在1.2-1.5MPa，混凝土養(yǎng)護(hù)濕度需保持在90%以上；班組長(zhǎng)向作業(yè)人員進(jìn)行三級(jí)交底，重點(diǎn)講解環(huán)氧樹脂灌漿材料的配比要求和施工操作要點(diǎn)。2.2資源配置材料準(zhǔn)備需滿足以下技術(shù)指標(biāo)：石料選用飽和抗壓強(qiáng)度≥80MPa的花崗巖塊石，單塊重量控制在30-50kg，表面清潔無風(fēng)化層；水泥采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，進(jìn)場(chǎng)時(shí)需提供出廠合格證及3天強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告；鋼筋選用HRB400E級(jí)熱軋帶肋鋼筋，屈服強(qiáng)度≥400MPa，斷后伸長(zhǎng)率≥16%；裂縫修補(bǔ)材料采用低黏度環(huán)氧樹脂灌漿料，其抗壓強(qiáng)度≥60MPa，粘結(jié)強(qiáng)度≥3MPa，固化時(shí)間控制在24-48小時(shí)。設(shè)備配置應(yīng)形成完整作業(yè)體系：液壓灌漿泵選用HJB-6型，額定工作壓力6MPa，配備兩臺(tái)確保連續(xù)作業(yè)；混凝土噴射機(jī)采用PZ-5型干式噴射設(shè)備，生產(chǎn)率5m3/h，工作風(fēng)壓控制在0.4-0.6MPa；配置一臺(tái)JS500型混凝土攪拌機(jī)，攪拌能力25m3/h，配套PLD800型配料機(jī)；金屬結(jié)構(gòu)安裝需配備25t汽車吊、5t手拉葫蘆及扭矩扳手等專用工具；測(cè)量設(shè)備包括全站儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)繩及裂縫觀測(cè)儀，使用前需經(jīng)法定計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)。施工隊(duì)伍組建專業(yè)作業(yè)班組：成立灌漿作業(yè)組（6人）、混凝土施工組（12人）、金屬結(jié)構(gòu)安裝組（8人）及水下作業(yè)組（4人），各組配備一名持證安全員；特殊工種人員需滿足資質(zhì)要求，如焊工需持有特種設(shè)備焊接作業(yè)證書，潛水員需具備水下作業(yè)資格證；開展崗前培訓(xùn)，重點(diǎn)考核混凝土配合比計(jì)算、灌漿壓力控制及安全防護(hù)措施操作能力。2.3現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備施工布置需科學(xué)規(guī)劃功能分區(qū)：在壩頂下游側(cè)設(shè)置混凝土攪拌區(qū)，面積約300平方米，配置防雨棚及砂石料倉(cāng)，料倉(cāng)采用磚墻分隔，高度1.8米；沿壩體左岸布置材料倉(cāng)庫(kù)，儲(chǔ)存水泥、鋼筋及灌漿材料，倉(cāng)庫(kù)地面設(shè)置防潮層，水泥堆放高度不超過10袋；施工道路采用C20混凝土硬化，寬度4.5米，設(shè)置2%排水坡度；在消力池附近搭設(shè)臨時(shí)碼頭，用于水下作業(yè)設(shè)備及材料運(yùn)輸。臨時(shí)設(shè)施建設(shè)應(yīng)符合安全標(biāo)準(zhǔn)：施工用電從水庫(kù)管理處變電站接引，設(shè)置2臺(tái)315kVA變壓器，采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱實(shí)行"三級(jí)配電兩級(jí)保護(hù)"；施工用水采用壩體滲水經(jīng)沉淀處理后使用，設(shè)置30m3蓄水池一座；生活營(yíng)地設(shè)置在距壩體500米以外區(qū)域，配備集裝箱式宿舍20間，食堂、衛(wèi)生間等設(shè)施符合衛(wèi)生防疫要求；沿施工區(qū)域周邊設(shè)置圍擋，高度2.5米，懸掛安全警示標(biāo)志。三、主要施工工序3.1壩體裂縫處理表面處理需分三步進(jìn)行：采用角磨機(jī)清除裂縫兩側(cè)各50cm范圍內(nèi)的混凝土浮漿，露出新鮮混凝土面；用高壓水槍沖洗裂縫表面，再用丙酮擦拭去除油污；沿裂縫走向鑿出"V"型槽，槽深5-8cm，上口寬度8-10cm，槽壁修整成45°傾角，轉(zhuǎn)角處做成圓弧過渡。對(duì)寬度≥0.3mm的裂縫，需在槽底鉆設(shè)φ14mm注漿孔，孔距30-50cm，孔深為裂縫深度的1.5倍，孔內(nèi)埋設(shè)注漿管。灌漿施工應(yīng)嚴(yán)格控制工藝參數(shù)：采用環(huán)氧樹脂灌漿材料，按甲組分∶乙組分=3∶1的重量比現(xiàn)場(chǎng)配制，攪拌時(shí)間不少于5分鐘；灌漿順序遵循"先淺后深、先低后高、跳孔灌注"原則，初始?jí)毫刂圃?.2MPa，待漿液穩(wěn)定流出后逐步升壓至0.5MPa；當(dāng)吸漿量小于0.01L/min時(shí)，保持壓力穩(wěn)定30分鐘即可結(jié)束灌漿；灌漿完成24小時(shí)后，剔除注漿管，用C30微膨脹混凝土回填注漿孔，表面采用環(huán)氧樹脂砂漿抹平。質(zhì)量檢測(cè)需執(zhí)行雙重驗(yàn)證：灌漿施工7天后，采用取芯法檢測(cè)灌漿結(jié)石體強(qiáng)度，芯樣獲得率應(yīng)≥90%，抗壓強(qiáng)度≥30MPa；對(duì)重要部位裂縫，采用超聲波探傷檢測(cè)灌漿飽滿度，聲波波速應(yīng)≥4000m/s；在裂縫表面粘貼應(yīng)變片，監(jiān)測(cè)30天內(nèi)裂縫變形情況，最大變形量不得超過0.02mm。3.2防滲工程施工帷幕灌漿施工需遵循"分序加密"原則：沿壩軸線布置單排灌漿孔，孔距2.0米，孔徑φ75mm，孔深深入基巖20米；采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)造孔，開孔偏差不得超過1%孔深，終孔后進(jìn)行孔斜測(cè)量；灌漿材料選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比采用1∶1、0.8∶1、0.5∶1三個(gè)級(jí)配，開始用稀漿，逐漸變濃；灌漿壓力按孔深分級(jí)控制，孔口段（0-10m）1.2MPa，中段（10-20m）1.5MPa，孔底段（20-25m）1.8MPa；當(dāng)注入率小于0.4L/min時(shí)，持續(xù)灌注30分鐘即可結(jié)束，封孔采用"全孔灌漿法"，水泥漿水灰比0.5∶1。防滲墻施工適用于壩體與基巖接觸面處理：采用沖擊鉆造槽，槽段長(zhǎng)度6米，槽寬0.8米，深度深入基巖3米；槽段間接頭采用"鉆鑿法"處理，確保接縫處混凝土咬合良好；墻體材料選用C20混凝土，摻加6%膨潤(rùn)土改善和易性，坍落度控制在18-22cm；采用導(dǎo)管法澆筑，導(dǎo)管埋深保持在2-6米，澆筑速度不低于2m/h；墻體施工完成后，需進(jìn)行鉆孔取芯檢測(cè)，芯樣連續(xù)完整，抗壓強(qiáng)度≥15MPa，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s。排水系統(tǒng)修復(fù)應(yīng)與防滲工程同步實(shí)施：在下游壩腳處增設(shè)一排排水孔，孔徑φ150mm，孔距3米，孔深15米，傾角5°；孔內(nèi)安裝φ100mm透水管，管壁梅花形布置φ10mm透水孔，外包兩層土工布；排水孔下游側(cè)設(shè)置截水溝，斷面尺寸50cm×50cm，采用M7.5漿砌石砌筑，溝底坡度2%；在截水溝末端設(shè)置集水井，尺寸2m×2m×3m，安裝潛水泵排除積水。3.3混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)壩面修補(bǔ)采用分層施工法：對(duì)剝蝕深度≤5cm的區(qū)域，先用高壓風(fēng)清除松動(dòng)混凝土，涂刷界面劑后采用C30細(xì)石混凝土修補(bǔ)，修補(bǔ)厚度超出原表面2cm；對(duì)剝蝕深度>5cm的區(qū)域，需植入φ16mmHRB400E級(jí)鋼筋，植入深度15d，間距30cm×30cm，形成鋼筋網(wǎng)片后再澆筑混凝土；修補(bǔ)完成后，表面采用原壩體相同紋理的模板壓印，確保外觀一致；所有修補(bǔ)區(qū)域周邊應(yīng)設(shè)置變形縫，縫寬2cm，填塞瀝青木板。消力池重建需滿足抗沖要求：先拆除原消力池破損混凝土，采用液壓破碎錘施工，避免對(duì)未破損結(jié)構(gòu)造成振動(dòng)破壞；基底清理完成后，鋪設(shè)20cm厚級(jí)配碎石墊層，碾壓密實(shí)度≥95%；底板采用C35混凝土澆筑，厚度80cm，內(nèi)設(shè)φ20mm@200mm雙層鋼筋網(wǎng)，混凝土抗?jié)B等級(jí)P8；在底板表面設(shè)置5cm深齒槽，間距5米，增強(qiáng)抗滑穩(wěn)定性；尾坎采用C40鋼筋混凝土澆筑，高度2.5米，迎水面設(shè)置30cm厚抗沖耐磨層。水下混凝土施工應(yīng)采取特殊措施：選擇在枯水期施工，當(dāng)水深≤3米時(shí)采用筑島法，水深>3米時(shí)采用鋼圍堰施工；混凝土配合比需摻加粉煤灰和緩凝劑，初凝時(shí)間≥6小時(shí)，坍落度18-22cm；采用導(dǎo)管法澆筑，導(dǎo)管直徑φ250mm，底口距基底30cm，首批混凝土量應(yīng)能滿足導(dǎo)管埋深≥1.0米；澆筑過程中導(dǎo)管埋深控制在2-6米，提升速度與混凝土澆筑速度相匹配；水下混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故中斷時(shí)間不得超過45分鐘。3.4金屬結(jié)構(gòu)安裝閘門拆除需制定專項(xiàng)方案：先拆卸啟閉機(jī)與閘門連接部件，測(cè)量閘門實(shí)際安裝尺寸并記錄；采用25t汽車吊配合5t手拉葫蘆吊裝，吊點(diǎn)設(shè)置在閘門吊耳位置，吊裝角度不得大于60°；閘門拆除后運(yùn)輸至維修場(chǎng)地，進(jìn)行解體檢查，測(cè)量各部件變形量；對(duì)銹蝕部件采用噴砂除銹，除銹等級(jí)達(dá)到Sa2.5級(jí)，露出金屬本色。閘門修復(fù)關(guān)鍵工序包括：門葉結(jié)構(gòu)變形矯正采用熱矯法，加熱溫度控制在600-800℃，嚴(yán)禁過燒；對(duì)磨損超過設(shè)計(jì)厚度1/3的止水橡皮全部更換，新橡皮采用三元乙丙材質(zhì)，邵氏硬度70±5度；門軸與軸套間隙控制在0.3-0.5mm，采用巴氏合金現(xiàn)場(chǎng)澆注軸套；所有連接螺栓需進(jìn)行扭矩檢測(cè)，M24螺栓扭矩值控制在450-500N·m。安裝調(diào)試應(yīng)符合精度要求：閘門安裝采用全站儀定位，中心線偏差≤3mm，垂直度偏差≤1/1000；啟閉機(jī)安裝后，進(jìn)行空載試運(yùn)行，電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速應(yīng)在額定范圍內(nèi)；閘門無水情況下進(jìn)行全行程啟閉試驗(yàn)，反復(fù)3次，記錄啟閉時(shí)間和有無卡阻現(xiàn)象；有水情況下進(jìn)行閉門試驗(yàn)，測(cè)量滲漏量，每米止水長(zhǎng)度滲漏量≤0.1L/s。四、質(zhì)量與安全保障措施4.1質(zhì)量管理體系質(zhì)量控制實(shí)行"三檢制"：施工班組自檢需填寫《工序質(zhì)量評(píng)定表》，對(duì)灌漿壓力、混凝土坍落度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行記錄；質(zhì)檢員復(fù)檢重點(diǎn)檢查隱蔽工程，如鋼筋焊接質(zhì)量、灌漿結(jié)石體強(qiáng)度等，復(fù)檢合格率需達(dá)到100%；監(jiān)理工程師終檢需留存影像資料，對(duì)不符合要求的工序簽發(fā)《監(jiān)理通知單》，整改完成后方可進(jìn)入下道工序。試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目應(yīng)覆蓋全過程：水泥、鋼筋等主要材料進(jìn)場(chǎng)需進(jìn)行見證取樣，每批水泥檢測(cè)安定性、凝結(jié)時(shí)間及強(qiáng)度，鋼筋檢測(cè)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率；混凝土試塊按每100m3留置一組，標(biāo)養(yǎng)28天檢測(cè)抗壓強(qiáng)度，同時(shí)制作同條件養(yǎng)護(hù)試塊；灌漿施工每50米留取一組灌漿結(jié)石體試塊，檢測(cè)抗壓強(qiáng)度和彈性模量；金屬結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行100%外觀檢查，20%超聲波探傷檢測(cè)。質(zhì)量記錄應(yīng)規(guī)范完整：施工日志需記錄每日天氣情況、施工部位、完成工程量及質(zhì)量檢查結(jié)果；隱蔽工程驗(yàn)收記錄需有建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工四方簽字；試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告需分類整理，按時(shí)間順序編號(hào)；質(zhì)量缺陷處理記錄應(yīng)詳細(xì)說明缺陷部位、原因分析、處理措施及驗(yàn)收結(jié)果，形成閉環(huán)管理。4.2安全保障措施危險(xiǎn)源管控需建立動(dòng)態(tài)清單：對(duì)高空作業(yè)、水上作業(yè)、有限空間作業(yè)等重大危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)，制定專項(xiàng)安全措施；高空作業(yè)設(shè)置安全網(wǎng)，高度超過2米需搭設(shè)腳手架，腳手板滿鋪并固定；水上作業(yè)人員必須穿戴救生衣，配備救生圈和應(yīng)急船只；有限空間作業(yè)前進(jìn)行通風(fēng)換氣，檢測(cè)氧氣濃度≥19.5%，可燃?xì)怏w濃度<下限的10%。安全防護(hù)設(shè)施應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)：施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置明顯安全警示標(biāo)志，危險(xiǎn)區(qū)域采用紅白相間警戒線隔離；臨時(shí)用電設(shè)備必須有防雨、防砸措施，配電箱上鎖并設(shè)專人管理；爆破作業(yè)需由持證人員操作，設(shè)置警戒范圍，發(fā)布爆破信號(hào)；消防器材按每50平方米配置2具4kg干粉滅火器，重點(diǎn)部位增設(shè)消防沙池。應(yīng)急管理體系包括：編制防汛、觸電、高處墜落等專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，每年組織2次應(yīng)急演練；成立應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍，配備搶險(xiǎn)物資，如沙袋、水泵、應(yīng)急照明設(shè)備等；施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置醫(yī)務(wù)室，配備常用藥品和急救設(shè)備；建立與氣象部門的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，提前獲取暴雨、臺(tái)風(fēng)等預(yù)警信息。4.3進(jìn)度控制施工計(jì)劃采用三級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理：總進(jìn)度計(jì)劃明確各分部工程開工、完工時(shí)間，關(guān)鍵線路控制節(jié)點(diǎn)包括帷幕灌漿完成、混凝土修補(bǔ)完成及金屬結(jié)構(gòu)安裝調(diào)試；月進(jìn)度計(jì)劃分解至各作業(yè)班組，明確每周完成工程量；周進(jìn)度計(jì)劃細(xì)化到每日作業(yè)內(nèi)容，實(shí)行日碰頭會(huì)制度檢查進(jìn)度完成情況。進(jìn)度保障措施包括：配置備用設(shè)備，如備用灌漿泵、混凝土攪拌機(jī)等，確保設(shè)備故障時(shí)能迅速替換；材料儲(chǔ)備量滿足15天施工需求，建立材料進(jìn)場(chǎng)預(yù)警機(jī)制；高峰期投入作業(yè)人員不少于50人，實(shí)行兩班制施工；對(duì)關(guān)鍵工序采用平行作業(yè)法，如壩體裂縫處理與帷幕灌漿同步施工。進(jìn)度調(diào)整應(yīng)遵循動(dòng)態(tài)控制原則：當(dāng)實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃偏差超過5%時(shí)，分析原因并采取糾偏措施，如增加資源投入、優(yōu)化施工順序等；因不可抗力導(dǎo)致進(jìn)度延誤時(shí)，及時(shí)辦理工期簽證；每月編制進(jìn)度報(bào)告，報(bào)送建設(shè)單位和監(jiān)理工程師，說明進(jìn)度執(zhí)行情況及改進(jìn)措施。五、環(huán)境保護(hù)與驗(yàn)收5.1環(huán)境保護(hù)措施施工期環(huán)保重點(diǎn)控制三項(xiàng)指標(biāo)：施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理后回用，懸浮物去除率≥80%；施工揚(yáng)塵采用霧炮機(jī)降塵，裸土覆蓋防塵網(wǎng)，PM10濃度控制在0.5mg/m3以下；建筑垃圾分類存