混凝土重力式截流壩施工方案設(shè)計(jì)一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與建設(shè)規(guī)模本截流壩工程位于南方某河流中游段，河道全長126公里，流域面積2850平方公里。工程主要功能包括防洪減災(zāi)、水資源調(diào)配及生態(tài)保護(hù)，設(shè)計(jì)截流流量為500立方米/秒（10年一遇標(biāo)準(zhǔn)），最大壩高68米，壩頂寬度12米，壩軸線總長320米。工程采用混凝土重力壩結(jié)構(gòu)，壩體分為左、右岸非溢流壩段及河床溢流壩段，其中溢流壩段長80米，設(shè)6孔弧形閘門，單孔凈寬12米，配套建設(shè)壩頂公路及管理用房。1.2工程地質(zhì)與水文條件壩址區(qū)河床覆蓋層厚度3-8米，主要為砂卵石層，下伏基巖為燕山期花崗巖，完整性較好。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，基巖飽和抗壓強(qiáng)度達(dá)60MPa以上，滲透系數(shù)小于1×10??cm/s，滿足重力壩基礎(chǔ)承載要求。工程區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，多年平均降水量1200mm，其中6-9月占全年70%，最大月平均流量1200立方米/秒，最小枯水期流量80立方米/秒，截流施工選擇在11月至次年3月的枯水期進(jìn)行。1.3主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)指標(biāo)備注截流設(shè)計(jì)流量500m3/s（10年一遇）枯水期（11月-次年3月）實(shí)施戧堤頂寬15m梯形斷面，邊坡1:1.5龍口最大流速≤7.5m/s合龍期控制值防滲墻厚度0.8m混凝土防滲墻，深度嵌入基巖1m截流材料總量12萬m3含備料系數(shù)1.3施工總工期180天含截流準(zhǔn)備及閉氣施工二、施工總體部署2.1施工分區(qū)與流程工程劃分為三個(gè)施工區(qū)：左岸戧堤區(qū)、右岸戧堤區(qū)及龍口核心區(qū)。施工流程遵循"先護(hù)底、后進(jìn)占，先兩岸、后中間"的原則，具體分為四個(gè)階段：準(zhǔn)備階段（D1-D45）：完成施工道路、料場建設(shè)、設(shè)備調(diào)試及測量放樣預(yù)進(jìn)占階段（D46-D90）：兩岸戧堤同步進(jìn)占，預(yù)留龍口寬度80米合龍階段（D91-D100）：龍口段高強(qiáng)度拋投，實(shí)現(xiàn)河道斷流閉氣加固階段（D101-D180）：防滲墻施工、堤身碾壓及護(hù)坡處理2.2施工資源配置人員配置：設(shè)立截流指揮部，下設(shè)技術(shù)組、施工組、安全組等6個(gè)專業(yè)小組，高峰期投入人員320人，其中技術(shù)人員56人，特種作業(yè)人員42人，均持證上崗。主要設(shè)備：3m3挖掘機(jī)8臺(tái)、20t自卸汽車45輛、300kW推土機(jī)6臺(tái)、25t起重機(jī)4臺(tái)、混凝土攪拌站2座（HZS90型）、液壓抓斗成槽機(jī)2臺(tái)、振動(dòng)碾4臺(tái)、多波束測深儀1套、GPS測量系統(tǒng)2套。材料儲(chǔ)備：塊石（50-100cm）6萬m3、石渣料4萬m3、15t混凝土四面體200個(gè)（3m×3m×3m）、鋼筋石籠（2m×1m×1m）500個(gè)、土工布（300g/m2）1.2萬m2、C25防滲混凝土3000m3，所有材料提前1個(gè)月進(jìn)場檢驗(yàn)合格。2.3施工總平面布置施工區(qū)布置遵循"三區(qū)分離、就近布置"原則，在左岸下游200m處設(shè)置生活營地，占地15畝，配備宿舍、食堂、浴室等設(shè)施；右岸設(shè)置材料倉庫及加工區(qū)，面積8000㎡，安裝鋼筋加工設(shè)備及混凝土預(yù)制構(gòu)件廠；上下游各設(shè)一處棄渣場，距離壩址1.5km，容量5萬m3。施工道路采用雙車道設(shè)計(jì)，寬6m，總長3.2km，連接兩岸施工區(qū)與外部公路網(wǎng)。三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1截流方式選擇本工程采用雙戧雙向立堵截流方案，上下游戧堤間距50米，同步進(jìn)占形成龍口。該方案具有分流比達(dá)40%、降低龍口單寬流量、雙向進(jìn)占可縮短合龍時(shí)間50%的優(yōu)勢，特別適應(yīng)巖基河床條件，能有效減少護(hù)底工程量。戧堤采用梯形斷面，頂寬15m，邊坡1:1.5，采用土石混合料填筑，分層碾壓密實(shí)。3.2龍口護(hù)底施工護(hù)底范圍為龍口上下游各30米，采用"鋼筋石籠+大塊石"復(fù)合結(jié)構(gòu)，具體施工工藝如下：平拋墊層：先采用駁船平拋20cm厚碎石墊層（粒徑5-10cm），平整度誤差控制在±15cm內(nèi)沉放鋼筋石籠：石籠采用Φ12mm鋼筋焊接，網(wǎng)格尺寸10cm×15cm，單個(gè)重3t，采用GPS定位沉放，相鄰石籠用雙股8號(hào)鉛絲綁扎連接拋投大塊石：頂部拋投1-1.5m大塊石，形成厚度2.5m的抗沖層，塊石抗壓強(qiáng)度≥30MPa，軟化系數(shù)＞0.8質(zhì)量監(jiān)測：采用多波束測深儀每2小時(shí)檢測一次水下地形，確保護(hù)底結(jié)構(gòu)連續(xù)完整，拋投定位偏差≤50cm3.3戧堤進(jìn)占施工3.3.1預(yù)進(jìn)占施工兩岸戧堤采用端進(jìn)法拋投，具體參數(shù)控制：拋投強(qiáng)度：左岸2000m3/d，右岸1800m3/d，日最大拋投量可達(dá)4000m3分層厚度：0.8-1.2m，采用20t振動(dòng)碾碾壓，壓實(shí)度≥90%，干密度≥1.65g/cm3堤頭防護(hù)：每進(jìn)占5m，采用50cm厚鋼筋石籠護(hù)面，防止水流沖刷堤頭進(jìn)度控制：當(dāng)戧堤進(jìn)占至龍口寬度80m時(shí)暫停，進(jìn)行龍口段地形測量及流速監(jiān)測，為合龍施工做準(zhǔn)備3.3.2合龍期施工當(dāng)龍口縮窄至20米時(shí)進(jìn)入合龍階段，實(shí)施分級(jí)拋投策略：流速＜3m/s：拋投50-80cm塊石，單塊重量1-3t，采用推土機(jī)端進(jìn)法拋投流速3-5m/s：采用3t鋼筋石籠，尺寸2m×1m×1m，用起重機(jī)精準(zhǔn)投放流速＞5m/s：15t混凝土四面體（尺寸3m×3m×3m），C30F150混凝土預(yù)制，配置吊環(huán)便于吊裝設(shè)備配置：堤頭布置2臺(tái)300kW推土機(jī)同步推料，龍口兩岸各設(shè)1臺(tái)25t起重機(jī)吊裝混凝土四面體，備用2艘50t駁船應(yīng)對(duì)突發(fā)沖刷，確保合龍施工連續(xù)進(jìn)行3.4閉氣防滲施工合龍后立即開展閉氣作業(yè)，采用"防滲墻+土工膜"復(fù)合防滲體系：混凝土防滲墻施工成槽工藝：采用液壓抓斗成槽，槽段長6m，接頭采用工字鋼連接，泥漿護(hù)壁（比重1.2-1.3）混凝土性能：強(qiáng)度C25，抗?jié)B等級(jí)W8，坍落度18-22cm，摻加粉煤灰改善和易性施工參數(shù)：澆筑導(dǎo)管間距≤3m，埋管深度2-6m，上升速度≥2m/h，墻頂高程高于設(shè)計(jì)水位1.5m堤身防滲處理土工膜鋪設(shè)：迎水面鋪設(shè)1.5mm厚HDPE土工膜，采用雙軌熱熔焊接，搭接寬度10cm，焊接溫度180-200℃，每100m進(jìn)行一次剝離強(qiáng)度測試（≥3N/cm）保護(hù)層施工：膜上壓筑0.5m厚黏土保護(hù)層，干密度≥1.65g/cm3，采用人工攤鋪，輕型壓路機(jī)碾壓減壓系統(tǒng)：堤身設(shè)置3排減壓井，井深15m，間距10m，采用Φ150mm透水管，外包土工布反濾層3.5壩體混凝土施工壩體采用分縫分塊澆筑，共劃分為28個(gè)澆筑塊，最大塊體尺寸15m×20m，采用"柱狀分塊、薄層澆筑"工藝：基礎(chǔ)處理：基巖面采用高壓水沖洗，澆筑10cm厚C15素混凝土墊層，設(shè)置鍵槽增強(qiáng)結(jié)合鋼筋施工：壩體鋼筋采用Φ25mm螺紋鋼，間距20×20cm，保護(hù)層厚度50mm，采用綁扎連接，節(jié)點(diǎn)處增設(shè)加強(qiáng)筋模板工程：采用1.8m×3m鋼模板，面板厚度6mm，支撐系統(tǒng)采用Φ48mm鋼管腳手架，立桿間距80cm，模板安裝偏差控制在±3mm內(nèi)混凝土澆筑：入倉采用泵送，分層厚度50cm，振搗采用Φ50mm插入式振搗器，振搗時(shí)間20-30s，初凝前進(jìn)行二次振搗，養(yǎng)護(hù)采用覆蓋灑水，養(yǎng)護(hù)期不少于14天溫度控制：采用低熱水泥，摻加粉煤灰，控制入倉溫度≤28℃，預(yù)埋冷卻水管，通水降溫，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)四、質(zhì)量控制體系4.1材料質(zhì)量控制建立"三檢制"材料驗(yàn)收流程，主要材料控制標(biāo)準(zhǔn)如下：塊石：抗壓強(qiáng)度≥30MPa，軟化系數(shù)＞0.8，針片狀含量＜15%，每2000m3檢測一組混凝土：四面體采用C30F150混凝土，配合比（水泥:砂:石=1:1.8:2.5），摻加高效減水劑，坍落度18-22cm土工材料：土工布等效孔徑O90＜0.07mm，CBR頂破強(qiáng)力＞3.2kN，每批次取樣檢測鋼筋：屈服強(qiáng)度≥335MPa，延伸率≥17%，焊接接頭抗拉強(qiáng)度≥母材強(qiáng)度，每300個(gè)接頭檢測一組4.2施工過程控制測量監(jiān)控平面控制：采用GPS靜態(tài)測量，建立四等控制網(wǎng)，平面位置偏差≤30mm高程控制：二等水準(zhǔn)測量，閉合差≤20√Lmm（L為路線長度km）龍口監(jiān)測：布設(shè)6個(gè)水位觀測點(diǎn)、4個(gè)流速儀測點(diǎn)，每小時(shí)記錄一次數(shù)據(jù)，繪制水位-流速變化曲線關(guān)鍵工序檢驗(yàn)工序名稱檢驗(yàn)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)頻率戧堤填筑壓實(shí)度≥90%每500m31組防滲墻滲透系數(shù)≤1×10??cm/s每槽段1組土工膜焊接剝離強(qiáng)度≥3N/cm每100m1組混凝土四面體抗壓強(qiáng)度≥30MPa每50個(gè)1組壩體混凝土表面平整度≤5mm每100㎡2點(diǎn)4.3質(zhì)量通病防治堤頭坍塌：采用"上游挑角進(jìn)占法"，保持堤頭1:2緩坡，每進(jìn)占3m設(shè)置一道鋼筋石籠護(hù)面，備足搶險(xiǎn)料堆材料流失：在龍口下游側(cè)設(shè)置攔石坎，高度1.5m，采用鋼筋籠填石結(jié)構(gòu)，減緩水流沖刷防滲墻槽壁坍塌：采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，泥漿比重控制在1.2-1.3，槽內(nèi)水位高于地下水位2m以上混凝土裂縫：優(yōu)化配合比，降低水泥用量，預(yù)埋冷卻水管，控制降溫速率≤2℃/d，表面覆蓋保溫被五、安全生產(chǎn)保障5.1危險(xiǎn)源辨識(shí)與控制危險(xiǎn)源類別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)控制措施堤頭坍塌重大坡率監(jiān)測+備用搶險(xiǎn)料堆+24小時(shí)專人巡查設(shè)備傾覆較大劃定作業(yè)半徑+支腿固定+定期檢查制動(dòng)系統(tǒng)人員溺水重大救生衣強(qiáng)制穿戴+岸邊救生艇值班+安全繩防護(hù)觸電事故一般臨時(shí)用電三級(jí)配電+漏電保護(hù)+電工持證上崗高處墜落較大設(shè)置安全護(hù)欄+安全網(wǎng)+安全帶強(qiáng)制使用5.2安全防護(hù)措施個(gè)人防護(hù)：所有進(jìn)入施工現(xiàn)場人員必須佩戴安全帽、救生衣、反光背心，特種作業(yè)人員配備專用防護(hù)裝備堤頭防護(hù)：設(shè)置1.2m高安全護(hù)欄，懸掛警示燈（夜間），拉設(shè)安全警示帶，嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入交通管制：施工道路限速20km/h，設(shè)置會(huì)車平臺(tái)（每500m一處），配備交通指揮員，惡劣天氣停止運(yùn)輸消防設(shè)施：每50m配置2組干粉滅火器（4kg/組），油庫單獨(dú)設(shè)置防火堤，配備消防砂池及消防水泵應(yīng)急通訊：施工現(xiàn)場配備4部對(duì)講機(jī)（防爆型），管理人員配備GPS定位手機(jī)，確保通訊暢通5.3安全監(jiān)測系統(tǒng)建立"四合一"監(jiān)測體系：視頻監(jiān)控：龍口區(qū)域布置8個(gè)高清攝像頭，實(shí)時(shí)傳輸至指揮中心，存儲(chǔ)時(shí)間≥30天變形監(jiān)測：戧堤布設(shè)12個(gè)測斜儀，監(jiān)測深層水平位移，預(yù)警值設(shè)為5cm/d滲流監(jiān)測：設(shè)置6個(gè)滲壓計(jì)，監(jiān)測堤身浸潤線，超過設(shè)計(jì)值1/3時(shí)啟動(dòng)預(yù)警氣象預(yù)警：配備自動(dòng)氣象站，監(jiān)測風(fēng)力、雨量等參數(shù)，風(fēng)力≥6級(jí)時(shí)停止高空作業(yè)六、施工進(jìn)度計(jì)劃6.1關(guān)鍵線路本工程總工期180天，關(guān)鍵線路如下：施工準(zhǔn)備（45天）→龍口護(hù)底（15天）→戧堤預(yù)進(jìn)占（45天）→龍口合龍（10天）→閉氣防滲（30天）→壩體混凝土施工（60天）→竣工驗(yàn)收（15天）6.2進(jìn)度控制措施資源保障：高峰期投入45輛自卸汽車，確保日運(yùn)輸能力≥5000m3，混凝土攪拌站備用1臺(tái)，保證連續(xù)供應(yīng)工序銜接：采用平行作業(yè)法，護(hù)底施工與戧堤進(jìn)占同步進(jìn)行，閉氣施工提前準(zhǔn)備設(shè)備材料獎(jiǎng)懲機(jī)制：設(shè)立進(jìn)度獎(jiǎng)勵(lì)基金，按期完成節(jié)點(diǎn)獎(jiǎng)勵(lì)20萬元，延誤按0.5萬元/天處罰應(yīng)急趕工：儲(chǔ)備20%備用資源，必要時(shí)采取三班制連續(xù)施工，配備應(yīng)急照明系統(tǒng)七、應(yīng)急預(yù)案7.1應(yīng)急組織體系成立截流應(yīng)急指揮部，下設(shè)：搶險(xiǎn)突擊隊(duì)（30人）：由退伍軍人組成，負(fù)責(zé)現(xiàn)場搶險(xiǎn)作業(yè)，24小時(shí)待命技術(shù)專家組（5人）：水利專家3人，地質(zhì)專家2人，提供技術(shù)決策支持后勤保障組（15人）：負(fù)責(zé)物資、醫(yī)療、通訊保障，配備救護(hù)車1輛7.2主要險(xiǎn)情處置龍口沖刷應(yīng)急處置當(dāng)監(jiān)測到龍口流速超過7.5m/s時(shí)：立即停止進(jìn)占，啟動(dòng)備用料場（儲(chǔ)備200個(gè)鋼筋石籠）拋投"石籠串"（3個(gè)石籠串聯(lián)，總重9t）形成防沖戧下游側(cè)采用2艘駁船拋投大塊石，減緩回流沖刷開啟導(dǎo)流洞閘門，臨時(shí)加大分流，降低龍口流速超標(biāo)洪水應(yīng)急響應(yīng)當(dāng)遭遇10年一遇以上洪水（流量＞800m3/s）：立即啟用導(dǎo)流隧洞（設(shè)計(jì)泄量500m3/s）戧堤頂緊急加高1.5m（采用袋裝土快速填筑）轉(zhuǎn)移下游3km內(nèi)群眾至安置點(diǎn)（預(yù)設(shè)3個(gè)安置區(qū)）暫停截流施工，待洪水過后修復(fù)受損部位7.3應(yīng)急物資儲(chǔ)備物資名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量存放位置柴油發(fā)電機(jī)200kW3臺(tái)左右岸各1臺(tái)應(yīng)急照明設(shè)備1000W泛光燈20套堤頭值班室救生設(shè)備救生衣、救生圈150件施工營地醫(yī)療急救箱含急救藥品5個(gè)各施工區(qū)沙袋編織袋10000個(gè)戧堤兩側(cè)混凝土四面體15t20個(gè)龍口附近備用八、環(huán)境保護(hù)措施8.1水土保持在棄渣場周邊設(shè)置截排水溝，邊坡種植固土植物，防止水土流失施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理后回用，含油廢水經(jīng)隔油池處理達(dá)標(biāo)排放取土場開采后進(jìn)行土地復(fù)墾，恢復(fù)植被面積≥90%8.2噪聲控制高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音棚，夜間22:00至次日6:00停止施工運(yùn)輸車輛安裝消聲器，限速行駛，減少鳴笛周邊居民區(qū)設(shè)置噪聲監(jiān)測點(diǎn)，超標(biāo)時(shí)采取限產(chǎn)措施8.3生態(tài)保護(hù)施工區(qū)設(shè)置20m寬植被保護(hù)帶，嚴(yán)禁砍伐樹木魚類繁殖期（4-5月）暫停水下作業(yè)，必要時(shí)設(shè)置魚道生活垃圾集中收集，運(yùn)至市政垃圾處理廠處理，嚴(yán)禁亂扔亂棄九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程9.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》（SL176-2007），主要驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如下：單元工程合格率100%，優(yōu)良率≥85%截流龍口最大流速