根河市海綿城市調(diào)蓄塘施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古自治區(qū)根河市主城區(qū)東北部，地處根河流域中游河谷地帶，總占地面積3.2萬(wàn)平方米，調(diào)蓄容積1.5萬(wàn)立方米，服務(wù)匯水面積4.2平方公里。作為根河市冷極特色海綿城市建設(shè)的核心示范工程，項(xiàng)目通過(guò)“凍融防護(hù)-低溫凈化-生態(tài)涵養(yǎng)”三位一體技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)年徑流總量控制率≥85%、冬季融雪徑流凈化率≥70%的寒地海綿建設(shè)目標(biāo)。場(chǎng)地原始地貌為河谷階地，平均海拔980米，區(qū)域內(nèi)永久凍土層分布廣泛，季節(jié)性凍土層厚度達(dá)1.8-2.5米，施工需重點(diǎn)解決極寒條件下的地基穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)抗凍及生態(tài)適應(yīng)性難題。1.2氣候與地質(zhì)條件根河市屬寒溫帶濕潤(rùn)型森林氣候，年均氣溫-5.3℃，極端低溫-49℃，年降水量380毫米，其中6-8月占比62%，最大小時(shí)降雨量48毫米。冬季持續(xù)期超過(guò)250天，土壤結(jié)凍期210天，季節(jié)性凍脹力達(dá)120kPa。地質(zhì)勘察顯示，場(chǎng)地土層分布自上而下為：①腐殖土（厚0.6-1.2m，有機(jī)質(zhì)含量15-20%）；②粉質(zhì)黏土（厚1.2-2.8m，含冰磧礫石，滲透系數(shù)8.5×10??m/s）；③多年凍土層（厚2.5-5.0m，含冰透鏡體，地溫-1.2℃）；下部為花崗巖風(fēng)化層。地下水位埋深3.8-5.5m，對(duì)混凝土具弱凍融腐蝕性。1.3工程結(jié)構(gòu)組成前置預(yù)處理系統(tǒng)：包含沉砂池（2座，總?cè)莘e120m3）、旋流分離器（處理量300m3/h）及融雪劑吸附區(qū)（填充改性沸石濾料，厚度1.2m），設(shè)計(jì)流速0.25m/s，可去除80%以上的泥沙及融雪劑中的氯離子。主調(diào)蓄區(qū)：采用“深水區(qū)+淺灘區(qū)”復(fù)合布局，深水區(qū)面積18000㎡，有效水深3.0m，冬季最低蓄水位1.5m；淺灘區(qū)面積6000㎡，水深0.5-1.0m，坡度1:8。防滲結(jié)構(gòu)采用“HDPE土工膜（2.0mm）+GCL防水毯（5000g/m2）+保溫緩沖層（300mm硬質(zhì)聚氨酯）”三層復(fù)合體系，膜下設(shè)置凍脹變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)12處。生態(tài)凈化區(qū)：構(gòu)建“水生植被帶-生物滯留島-浮動(dòng)濕地”三維凈化系統(tǒng)，配置耐寒沉水植物（眼子菜、菹草）、挺水植物（菖蒲、蘆葦）及浮葉植物（荇菜），形成冬季冰下凈化群落。設(shè)置太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的水循環(huán)系統(tǒng)，低溫期（水溫≤5℃）保持水體流動(dòng)速率0.15m/s，防止結(jié)冰堵塞。附屬設(shè)施：包括抗凍型進(jìn)排水管網(wǎng)（DN800-DN1500螺旋鋼管，外壁聚氨酯保溫+PE保護(hù)層）、智能排空系統(tǒng)（配備柴油動(dòng)力排水泵2臺(tái)，總揚(yáng)程18m）、氣象監(jiān)測(cè)站（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速、雪深、土壤溫度梯度）及越冬管護(hù)用房（采用地源熱泵供暖，室內(nèi)溫度維持15℃以上）。二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)2.1設(shè)計(jì)依據(jù)嚴(yán)格遵循《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》《寒地城鎮(zhèn)雨水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》及內(nèi)蒙古自治區(qū)《嚴(yán)寒地區(qū)海綿設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)程》，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限：50年抗震設(shè)防烈度：6度（0.05g）防洪標(biāo)準(zhǔn)：重現(xiàn)期50年內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)：重現(xiàn)期30年冬季運(yùn)行溫度：-45℃至5℃凍脹變形允許值：≤30mm/年2.2寒地專項(xiàng)技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目常規(guī)參數(shù)寒地特殊要求防滲層耐溫性能-20℃至60℃-50℃低溫沖擊強(qiáng)度保持率≥85%水生植物配置常規(guī)品種耐寒品種占比≥85%，-30℃可越冬排空時(shí)間≤24h冬季應(yīng)急排空≤12h管道坡度0.3%增大至0.5%，設(shè)防凍脹補(bǔ)償節(jié)混凝土抗凍等級(jí)F200F300（摻加引氣劑，含氣量5-6%）透水鋪裝凍融循環(huán)25次50次（保持透水系數(shù)≥1.0×10?3m/s）三、施工總體部署3.1施工分區(qū)與流程采用“四階段三控制”施工法，劃分為清表區(qū)、凍土處理區(qū)、結(jié)構(gòu)施工區(qū)及生態(tài)修復(fù)區(qū)，關(guān)鍵線路控制如下：土方工程：2026年5月1日-6月15日（日均溫穩(wěn)定≥5℃后開工，避開春季凍融期）基礎(chǔ)處理：2026年6月10日-7月20日（采用地源熱泵預(yù)熱地基，維持土溫≥8℃）結(jié)構(gòu)施工：2026年6月20日-8月30日（高溫期實(shí)施混凝土溫控，入模溫度≤25℃）生態(tài)構(gòu)建：2026年8月1日-9月20日（耐寒植物提前溫室育苗，確保越冬前根系扎根深度≥30cm）系統(tǒng)調(diào)試：2026年9月25日-10月15日（凍前完成功能性測(cè)試，模擬極端降雪工況）3.2施工平面布置設(shè)置6個(gè)功能分區(qū)：材料溫控區(qū)：配置土工材料恒溫倉(cāng)庫(kù)（20m×30m，冬季供暖維持15℃）、混凝土預(yù)熱拌合站（HZS60型，配備骨料加熱系統(tǒng)）凍土處理區(qū)：布置地源熱泵機(jī)組（3臺(tái)，總功率120kW）、發(fā)熱電纜鋪設(shè)機(jī)組（功率25W/m）結(jié)構(gòu)加工區(qū)：鋼筋加工棚（30m×15m，配備冬季保溫加熱系統(tǒng)）、預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)窯（溫度控制20±2℃，濕度≥90%）生態(tài)培育區(qū)：建設(shè)植物育苗溫室（1000㎡，配備光照調(diào)控系統(tǒng)）、基質(zhì)改良車間（堆放腐熟松針土500m3）辦公生活區(qū)：采用被動(dòng)式太陽(yáng)能保溫臨建（墻體保溫層厚度200mm，配備柴油暖風(fēng)機(jī)）廢水處理區(qū)：三級(jí)沉淀池（15m×8m×3m）+低溫MBR處理系統(tǒng)（處理能力80m3/d）3.3資源配置計(jì)劃?rùn)C(jī)械設(shè)備：配置PC300挖掘機(jī)（帶凍土破碎錘）2臺(tái)、長(zhǎng)臂挖掘機(jī)（清淤專用）1臺(tái)、低溫型振動(dòng)壓路機(jī)（激振力300kN）2臺(tái)、透水鋪裝攤鋪機(jī)（帶加熱功能）1臺(tái)、混凝土輸送泵（耐低溫型）2臺(tái)、液壓抓斗式清淤機(jī)1臺(tái)。材料供應(yīng)：本地采購(gòu)花崗巖骨料（距場(chǎng)8km）、改性膨潤(rùn)土（遼寧建平產(chǎn)）、耐寒HDPE土工膜（山東產(chǎn)，提供-50℃沖擊測(cè)試報(bào)告）、耐寒水生植物（哈爾濱苗木基地，提前6個(gè)月預(yù)訂）。勞動(dòng)力：高峰期投入150人，其中寒地施工專業(yè)技工45人（含凍土開挖、低溫焊接、保溫工程等特種作業(yè)人員），配備專職凍脹監(jiān)測(cè)工程師2名。四、關(guān)鍵施工工藝4.1凍土區(qū)土方工程分層控溫開挖工藝：采用“三階段溫度控制法”，每層開挖厚度≤1.2m，坡面預(yù)留50cm防凍層。開挖前72小時(shí)通過(guò)地源熱泵預(yù)熱地基，維持開挖面溫度≥5℃。夜間覆蓋阻燃保溫被（導(dǎo)熱系數(shù)λ≤0.035W/m·K）+電熱毯（功率15W/m2）組合保溫系統(tǒng)，防止二次凍結(jié)。凍土破碎技術(shù)：表層凍土（≤1.5m）采用液壓錘破碎（沖擊能2000J），深層凍土區(qū)（1.5-3.0m）采用“鉆孔預(yù)熱-機(jī)械破碎”聯(lián)合工法：按1.5m×1.5m網(wǎng)格布設(shè)鉆孔（孔徑100mm，深3m），插入發(fā)熱電纜（功率25W/m），通電預(yù)熱48小時(shí)后機(jī)械開挖，確保凍土塊徑≤300mm。防凍脹地基處理：采用“碎石樁+土工格柵+保溫隔斷層”復(fù)合地基方案：梅花形布置碎石樁（直徑600mm，間距1.8m，深度5.0m），填入級(jí)配碎石（含30%粒徑5-10mm的彈性橡膠顆粒）鋪設(shè)雙向土工格柵（TGSG40-40KN/m），搭接寬度200mm，采用不銹鋼U型釘（間距1.5m）固定鋪設(shè)300mm厚硬質(zhì)聚氨酯保溫板（導(dǎo)熱系數(shù)λ≤0.024W/m·K），板縫采用聚氨酯發(fā)泡密封最上層鋪300mm級(jí)配碎石墊層（壓實(shí)度≥95%），設(shè)置排水盲溝（間距10m，填充透水土工布包裹的卵石）4.2寒地防滲系統(tǒng)施工復(fù)合防滲層施工工藝：基面處理：采用激光整平機(jī)找平，壓實(shí)度≥96%，表面平整度≤3mm/2m，陰陽(yáng)角做成R≥100mm圓弧，鋪設(shè)前用熱風(fēng)槍清除表面冰霜。膨潤(rùn)土防水毯（GCL）鋪設(shè)：在5℃以上環(huán)境施工，采用“搭接法”鋪設(shè)，長(zhǎng)邊搭接200mm，短邊搭接250mm，搭接區(qū)撒膨潤(rùn)土粉（用量2.0kg/m），采用專用不銹鋼釘（間距1.2m×1.2m）固定，釘長(zhǎng)≥200mm。鋪設(shè)后4小時(shí)內(nèi)完成HDPE膜施工，避免GCL吸潮膨脹。HDPE土工膜施工：采用“雙軌熱熔焊接+熱風(fēng)槍補(bǔ)焊”工藝，焊接溫度190-210℃，行走速度1.2-1.5m/min。焊接前進(jìn)行試焊（500mm×800mm），測(cè)試剝離強(qiáng)度≥35N/cm。焊口采用“氣壓檢測(cè)+真空檢測(cè)”雙控：氣壓檢測(cè)壓力0.3MPa，保壓30min壓降≤2%；真空檢測(cè)負(fù)壓≥25kPa，保壓30s無(wú)氣泡。保溫保護(hù)層：膜上鋪設(shè)300mm厚硬質(zhì)聚氨酯保溫板（容重≥40kg/m3），采用錯(cuò)縫搭接，板縫填充聚氨酯發(fā)泡劑。保溫層上覆蓋500mm厚級(jí)配碎石（粒徑5-30mm），采用輕型壓路機(jī)（≤8t）分3層碾壓，每層壓實(shí)厚度≤200mm。4.3混凝土工程寒地施工材料加熱與配比優(yōu)化：骨料采用熱風(fēng)爐加熱（溫度≤60℃），拌合水采用蒸汽加熱（≤80℃），確?；炷脸鰴C(jī)溫度≥15℃，入模溫度≥10℃摻加NC-5型防凍劑（摻量3.5%）、粉煤灰（Ⅰ級(jí)，摻量25%）、聚丙烯纖維（1.0kg/m3）、引氣劑（含氣量控制5-6%）初凝時(shí)間控制8-10h，終凝時(shí)間≤14h，28天抗壓強(qiáng)度≥C30，抗凍等級(jí)F300，抗?jié)B等級(jí)P8低溫澆筑工藝：采用分段跳倉(cāng)澆筑（每段面積≤200m2），倉(cāng)間設(shè)20mm寬伸縮縫，填充低模量聚氨酯密封膠模板采用18mm厚多層板+50mm厚聚苯板保溫層，外側(cè)包裹防火帆布，確?；炷两禍厮俾省?℃/d鋼筋焊接在預(yù)熱棚內(nèi)進(jìn)行（環(huán)境溫度≥5℃），焊接完成后自然冷卻至常溫再運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)：采用“電伴熱+阻燃棉被+塑料布”三層保溫養(yǎng)護(hù)：混凝土表面覆蓋電熱毯（功率20W/m2），溫度控制在15-25℃外側(cè)包裹阻燃棉被（厚度100mm）+塑料布（防水保溫）養(yǎng)護(hù)期≥21天，確保臨界強(qiáng)度≥7MPa前不凍結(jié)，內(nèi)部與表面溫差≤20℃采用溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（布設(shè)12個(gè)測(cè)溫點(diǎn)），實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度梯度，超限時(shí)啟動(dòng)備用加熱系統(tǒng)4.4生態(tài)構(gòu)建與植物配置耐寒植被系統(tǒng)構(gòu)建：沉水植物：選擇眼子菜（生物量500g/m2）、菹草（300g/m2），采用營(yíng)養(yǎng)缽苗（苗齡≥6個(gè)月），秋季水溫≥8℃時(shí)種植，種植深度1.5-2.5m挺水植物：菖蒲（株距30cm）、蘆葦（株距40cm）、西伯利亞鳶尾（株距25cm），采用3年生容器苗，種植在淺灘區(qū)（水深0.3-0.8m）浮葉植物：荇菜（覆蓋率30%）、睡蓮（耐寒品種，5株/m2），采用浮島種植方式，冬季可回收至溫室越冬濱岸植被：紫花苜蓿（混播比例60%）、早熟禾（30%）、偃松（株距2m）、紅瑞木（株距1.5m），形成復(fù)層植被緩沖帶土壤改良技術(shù)：清除表層50cm腐殖土，摻入30%腐熟松針土+10%河沙改良每平方米施用腐熟有機(jī)肥5kg、微生物菌劑（含低溫放線菌）200g鋪設(shè)20cm厚透水土工布，防止種植土流失和根系刺穿防滲層生態(tài)浮島建設(shè)：采用高密度聚乙烯框架（尺寸3m×2m），填充輕質(zhì)陶粒（容重600kg/m3）+腐殖土（30%）混合基質(zhì)配置太陽(yáng)能曝氣機(jī)（功率150W，光控啟動(dòng)），維持冬季冰下水體溶解氧≥5mg/L浮島總面積1200㎡，分20個(gè)單元模塊化布置，可根據(jù)水位變化自動(dòng)調(diào)節(jié)高度五、冬季施工與維護(hù)5.1冬季施工保障措施施工期溫控：建立氣象預(yù)警機(jī)制，低于-25℃時(shí)暫停室外作業(yè)，啟動(dòng)室內(nèi)預(yù)熱車間（溫度≥10℃）混凝土拌合水采用蒸汽加熱系統(tǒng)（配備2t/h蒸汽鍋爐），骨料采用熱風(fēng)爐（溫度≥50℃）運(yùn)輸車輛加裝保溫套（厚度100mm），混凝土罐車轉(zhuǎn)速保持2r/min，確保到場(chǎng)溫度≥8℃臨時(shí)設(shè)施保溫：施工便道采用“級(jí)配碎石+鋼板”組合路面，設(shè)置融雪劑撒布車（非氯型融雪劑）腳手架采用防凍型碗扣式體系，每3層設(shè)置防風(fēng)纜繩，雪后及時(shí)清除積雪臨建水管采用電伴熱+保溫棉（厚度50mm）包裹，外露管道埋深≥1.8m（凍土層以下）5.2越冬維護(hù)技術(shù)水位調(diào)控：10月底前將調(diào)蓄區(qū)水位提升至1.8m（冰層厚度按1.2m設(shè)計(jì)），形成保溫層布設(shè)冰層厚度監(jiān)測(cè)儀（精度±5mm），當(dāng)冰層厚度超過(guò)1.0m時(shí)啟動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)極端低溫（≤-40℃）時(shí)開啟底部循環(huán)泵，保持水體流動(dòng)（流速0.1m/s），防止全斷面結(jié)冰設(shè)備防護(hù)：水泵、閥門等設(shè)備采用“防凍液+電伴熱”雙重保護(hù)，防凍液濃度≥50%傳感器探頭安裝在保溫套管內(nèi)（內(nèi)置加熱電阻），數(shù)據(jù)傳輸線采用耐寒屏蔽電纜智能控制系統(tǒng)配備UPS電源（續(xù)航8小時(shí)），極端天氣啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)備用電源清淤維護(hù)：春季融雪期前（3月底）采用液壓抓斗清淤機(jī)清除前置塘沉積物（預(yù)計(jì)清淤量800m3）沉積物運(yùn)至堆肥場(chǎng)（采用覆蓋膜發(fā)酵，溫度≥55℃持續(xù)7天），腐熟后用于濱岸植被施肥每季度檢測(cè)防滲層完整性（采用電火花檢測(cè)儀，電壓15kV），發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)采用專用補(bǔ)丁修復(fù)（低溫粘結(jié)劑需預(yù)熱至15℃）六、質(zhì)量控制與安全保障6.1質(zhì)量控制要點(diǎn)材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)：HDPE土工膜：每批次抽樣進(jìn)行-50℃低溫沖擊試驗(yàn)（落錘質(zhì)量2kg，高度1m，無(wú)破裂為合格）防水材料：GCL防水毯需檢測(cè)膨潤(rùn)土膨脹指數(shù)（≥24mL/2g），耐靜水壓≥1.5MPa·h混凝土試塊：除常規(guī)檢測(cè)外，增加-30℃凍融循環(huán)50次后的強(qiáng)度損失率測(cè)試（≤15%）施工過(guò)程控制：凍土開挖：每500m2檢測(cè)地基承載力（≥180kPa），凍脹變形監(jiān)測(cè)頻率1次/3天防滲工程：焊接質(zhì)量采用真空檢測(cè)（合格率100%），電火花檢測(cè)（無(wú)漏點(diǎn)）混凝土工程：全程監(jiān)控入模溫度（≥10℃）、養(yǎng)護(hù)溫度（≥5℃），留置同條件養(yǎng)護(hù)試塊（數(shù)量增加20%）驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：結(jié)構(gòu)工程：允許偏差較常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)提高20%，凍融循環(huán)后的結(jié)構(gòu)裂縫寬度≤0.2mm防滲性能：滲透系數(shù)≤1×10??m/s，單平米滲漏量≤0.1L/d生態(tài)指標(biāo)：植物成活率（越冬后）≥85%，水體透明度≥1.5m，COD去除率≥60%6.2安全保障措施寒地施工防護(hù)：配備-50℃專用防寒服（含加熱馬甲）、防滑雪地靴、護(hù)目鏡等個(gè)人防護(hù)用品施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置暖棚（溫度≥15℃），每2小時(shí)輪換作業(yè)，避免凍傷機(jī)械設(shè)備使用-40℃專用柴油和液壓油，啟動(dòng)前預(yù)熱30分鐘應(yīng)急管理：編制極端天氣應(yīng)急預(yù)案，儲(chǔ)備柴油暖風(fēng)機(jī)（5臺(tái)）、應(yīng)急發(fā)電機(jī)（2臺(tái)）、防寒物資（可供150人使用3天