馬河水庫除險(xiǎn)加固及現(xiàn)代化改造施工方案一、工程概況1.1工程位置與建設(shè)規(guī)模馬河水庫位于山東省滕州市城區(qū)東北15公里處，地處南四湖流域北沙河上游，控制流域面積240平方公里，總庫容1.38億立方米，興利庫容0.7億立方米，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、工業(yè)供水、養(yǎng)殖等綜合利用的大（2）型水庫。工程主要建筑物包括主壩、副壩、溢洪道、放水洞及電站等，其中主壩為黏土心墻砂殼壩，長926米，最大壩高23.3米，壩頂高程117.3米。本次施工內(nèi)容涵蓋主副壩加固、溢洪道改造、放水洞處理、電站設(shè)備更新及智慧水利系統(tǒng)建設(shè)等六大類工程。1.2水文氣象與工程地質(zhì)庫區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫13.7℃，極端最高氣溫40.5℃，最低氣溫-20℃，最大凍土深度0.38米。多年平均降水量726.2毫米，其中6-9月占比72%，最大小時(shí)降雨強(qiáng)度達(dá)80毫米。工程地質(zhì)方面，壩址區(qū)位于魯中南中低山區(qū)西部邊緣，主要由剝蝕殘丘、堆積階地及沖積平原構(gòu)成，河床覆蓋層厚度3-8米，基巖為花崗巖風(fēng)化層，滲透系數(shù)1.5×10??cm/s。1.3工程重點(diǎn)難點(diǎn)本工程存在三大控制難點(diǎn)：一是主壩黏土心墻與砂殼結(jié)合部位的防滲處理，需確保滲透系數(shù)≤1×10??cm/s；二是溢洪道3孔弧形閘門同步改造期間的度汛安全，需保證單孔臨時(shí)過流能力不低于500m3/s；三是在持續(xù)供水條件下完成東放水洞內(nèi)襯改造，需采用帶水作業(yè)技術(shù)確保日供水8萬立方米不受影響。二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)成立項(xiàng)目經(jīng)理部，設(shè)5個(gè)專業(yè)部門：工程技術(shù)部負(fù)責(zé)施工方案編制與技術(shù)交底，質(zhì)量安全部實(shí)施全過程監(jiān)控，物資設(shè)備部保障材料供應(yīng)，施工管理部統(tǒng)籌現(xiàn)場調(diào)度，財(cái)務(wù)合約部負(fù)責(zé)成本控制。配置管理人員32人，高峰期投入作業(yè)人員450人，劃分3個(gè)施工工區(qū)平行作業(yè)。2.2施工平面布置根據(jù)"三區(qū)分離"原則劃分作業(yè)區(qū)域：材料加工區(qū)：設(shè)置于主壩下游300米處，占地8000㎡，配置混凝土攪拌站（HZS90型）、鋼筋加工棚（30m×15m）及模板堆放區(qū)，安裝400KVA變壓器2臺；倉儲區(qū)：劃分水泥罐（500t×3）、砂石料倉（硬化處理+防雨棚）及危險(xiǎn)品庫（獨(dú)立設(shè)置，距明火點(diǎn)30m以上）；生活區(qū)：采用集裝箱式臨建，配備宿舍120間、食堂及浴室，設(shè)置污水處理系統(tǒng)（三級沉淀池+一體化處理設(shè)備）。2.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期480天，分四個(gè)階段實(shí)施：準(zhǔn)備階段（30天）：完成圖紙會審、施工方案審批及臨建搭設(shè)，2025年3月15日前具備開工條件；主體施工階段（360天）：優(yōu)先實(shí)施主壩防滲及溢洪道改造，2025年12月底前完成水下工程；設(shè)備安裝階段（60天）：2026年1-2月完成電站機(jī)組及自動(dòng)化系統(tǒng)安裝；驗(yàn)收階段（30天）：包含分部工程驗(yàn)收、單位工程驗(yàn)收及竣工驗(yàn)收。三、主要項(xiàng)目施工方法3.1主壩加固工程3.1.1黏土心墻防滲處理采用"造孔-注漿-檢測"三步施工法：沿壩軸線布置單排注漿孔，孔距1.5米，孔徑110mm，孔深穿過心墻進(jìn)入基巖1.5米。采用42.5級普通硅酸鹽水泥漿，水灰比1:1，注漿壓力控制在0.8-1.2MPa。施工時(shí)分序跳孔作業(yè)，每3個(gè)孔為一組，待前序孔注漿初凝后（≥24小時(shí)）進(jìn)行后續(xù)施工。注漿完成后采用地質(zhì)雷達(dá)檢測，不合格區(qū)段進(jìn)行補(bǔ)注，確保防滲帷幕連續(xù)完整。3.1.2上游護(hù)坡改造拆除原干砌石護(hù)坡（厚0.3m），采用C25預(yù)制混凝土聯(lián)鎖塊（尺寸500×500×150mm）重新鋪設(shè)。施工前先修整壩坡至1:3.0，鋪設(shè)300g/m2土工布一層，沿壩軸線每50米設(shè)置一道伸縮縫，縫寬20mm，填充聚乙烯閉孔泡沫板。聯(lián)鎖塊鋪設(shè)采用"從下到上、錯(cuò)縫搭接"方式，塊體間采用M10水泥砂漿勾縫，頂部設(shè)置C30混凝土防浪墻（高1.2m，頂寬0.8m）。3.2溢洪道加固工程3.2.1閘室結(jié)構(gòu)改造原3孔溢洪閘（總寬33m）拆除重建，采用C40鋼筋混凝土整體式閘室，底板厚1.5m，閘墩寬1.2m，設(shè)2道伸縮縫。閘門更換為液壓驅(qū)動(dòng)弧形鋼閘門，支鉸采用40CrNiMo合金材料，止水裝置采用"P型橡膠+不銹鋼止水帶"復(fù)合結(jié)構(gòu)。啟閉設(shè)備選用QPQ-2×630kN卷揚(yáng)機(jī)，同步控制精度±2cm。3.2.2底板噴射混凝土施工對溢洪道底板進(jìn)行5cm厚C25噴射混凝土加固，施工分三步：①表面處理：采用噴砂法清除風(fēng)化層，露出新鮮巖面，用高壓水沖洗；②錨桿施工：植入Φ20×2000mm螺紋鋼錨桿，間距1.5m×1.5m，注漿飽滿度≥95%；③噴射作業(yè)：分兩層施工，第一層3cm厚初噴，初凝后（4小時(shí)）進(jìn)行第二層2cm厚復(fù)噴，噴射角度75°-85°，回彈率控制在15%以內(nèi)。3.3放水洞改造工程3.3.1東放水洞內(nèi)襯施工在保持4萬m3/d供水條件下，采用"鋼套筒+環(huán)氧樹脂灌漿"工藝：先在洞內(nèi)安裝Φ2.2m×12mm鋼板套筒，環(huán)向每2m設(shè)一道加勁肋，套筒與原混凝土壁間灌注無收縮灌漿料，壓力0.4MPa。然后進(jìn)行環(huán)氧化學(xué)灌漿，采用WSS工法，注漿孔呈梅花形布置，孔深0.8倍洞徑，擴(kuò)散半徑1.2m，確保抗?jié)B等級達(dá)到P8。3.3.2西放水洞閥門更新拆除原鑄鐵閘門，更換為DN1800mm偏心半球閥，配套22kW電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。安裝前進(jìn)行閥體水壓試驗(yàn)（1.5倍設(shè)計(jì)壓力，保壓30分鐘無滲漏），采用全站儀進(jìn)行中心定位，偏差控制在±3mm內(nèi)。與管道連接采用法蘭連接，螺栓按對角均勻緊固，力矩值達(dá)到450N·m。3.4電站改造工程3.4.1機(jī)組更新將3臺520kW水輪發(fā)電機(jī)組更換為SFW500-6/990型同步發(fā)電機(jī)，效率提升至92%。安裝時(shí)調(diào)整定轉(zhuǎn)子氣隙，使不均勻度≤5%，軸承溫升控制在40K以內(nèi)。水輪機(jī)采用ZZ440-LH-160型軸流轉(zhuǎn)槳式，轉(zhuǎn)輪直徑1.6m，額定轉(zhuǎn)速1000r/min。3.4.2電氣系統(tǒng)改造新建10kV高壓配電室，采用GIS組合電器，配置微機(jī)型繼電保護(hù)裝置。安裝2臺S11-800kVA變壓器，低壓側(cè)采用單母線分段接線。自動(dòng)化系統(tǒng)采用PLC控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停、負(fù)荷調(diào)節(jié)、故障報(bào)警的遠(yuǎn)程操作，數(shù)據(jù)采集頻率1次/秒，控制響應(yīng)時(shí)間≤200ms。3.5智慧水利系統(tǒng)建設(shè)3.5.1視頻監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)沿庫區(qū)周邊布設(shè)42個(gè)高清攝像頭（400萬像素，紅外距離80m），主壩設(shè)置3套激光雷達(dá)水位計(jì)，測量精度±1cm。建設(shè)水文數(shù)據(jù)采集終端，實(shí)時(shí)監(jiān)測入庫流量（超聲波法）、出庫水質(zhì)（pH、溶解氧、濁度）及壩體位移（GPS+測斜儀），數(shù)據(jù)通過5G專網(wǎng)傳輸至調(diào)度中心。3.5.2自動(dòng)化調(diào)度平臺開發(fā)水庫智能調(diào)度系統(tǒng)，包含三大模塊：①洪水預(yù)報(bào)模塊，采用新安江模型，預(yù)見期72小時(shí)；②興利調(diào)度模塊，基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化供水方案；③安全監(jiān)測模塊，建立壩體沉降、滲流等參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，預(yù)警準(zhǔn)確率≥95%。四、質(zhì)量安全與環(huán)境保護(hù)4.1質(zhì)量管理體系建立"三檢制+第三方檢測"質(zhì)量管控模式：材料控制：水泥、鋼筋等主要材料需提供出廠合格證，每200t進(jìn)行一次力學(xué)性能檢測；混凝土試塊按每100m3留置1組，抗?jié)B試塊每500m3留置1組；過程控制：關(guān)鍵工序（如心墻注漿、閘門安裝）實(shí)行"作業(yè)指導(dǎo)書+旁站監(jiān)理"雙控，隱蔽工程驗(yàn)收需留存影像資料；檢測標(biāo)準(zhǔn)：主壩壓實(shí)度≥96%，混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)率100%，溢洪道表面平整度≤1%，金屬結(jié)構(gòu)防腐涂層厚度≥120μm。4.2安全生產(chǎn)管理實(shí)施"五位一體"安全管控：教育培訓(xùn)：特種作業(yè)人員持證上崗，每日開工前開展"三分鐘安全喊話"；防護(hù)措施：高空作業(yè)設(shè)置雙層防護(hù)網(wǎng)（高度≥1.2m），臨時(shí)用電采用TN-S系統(tǒng)，接地電阻≤4Ω；過程監(jiān)督：安全員佩戴智能監(jiān)控設(shè)備，對違規(guī)行為實(shí)時(shí)抓拍，隱患整改率100%；應(yīng)急管理：編制12項(xiàng)專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，儲備柴油發(fā)電機(jī)（200kW）、應(yīng)急照明等物資，每月組織防汛演練；智慧監(jiān)控：應(yīng)用AI視頻監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)識別未佩戴安全帽、違規(guī)動(dòng)火等行為，響應(yīng)時(shí)間≤10秒。4.3環(huán)境保護(hù)措施落實(shí)"四防一控"環(huán)保要求：防揚(yáng)塵：施工便道硬化處理（20cm厚C20混凝土），出入口設(shè)置洗車平臺，易揚(yáng)塵材料覆蓋率100%；防水污染：設(shè)置3座沉淀池（總?cè)莘e500m3），施工廢水經(jīng)處理后回用，含油廢水采用隔油池處理；防噪聲：破碎機(jī)等設(shè)備安裝隔音罩，夜間（22:00-6:00）噪聲≤55dB，晝間≤70dB；防固廢：建筑垃圾分類存放，危險(xiǎn)廢物（廢機(jī)油、油漆桶）交由有資質(zhì)單位處置；生態(tài)恢復(fù)：完工后對臨時(shí)占地進(jìn)行植被恢復(fù)，選用本地物種（側(cè)柏、紫穗槐），綠化覆蓋率≥80%。五、施工進(jìn)度計(jì)劃與資源配置5.1關(guān)鍵線路控制采用Project軟件編制四級進(jìn)度計(jì)劃體系，關(guān)鍵線路為：施工準(zhǔn)備→主壩防滲工程→溢洪道閘室施工→閘門安裝→啟閉設(shè)備調(diào)試→竣工驗(yàn)收。設(shè)置5個(gè)里程碑節(jié)點(diǎn)：①2025年6月30日主壩截滲墻完成；②2025年9月30日溢洪道具備過流條件；③2025年12月31日放水洞改造完成；④2026年1月31日電站并網(wǎng)發(fā)電；⑤2026年4月30日工程全面竣工。5.2資源投入計(jì)劃機(jī)械設(shè)備：配置液壓抓斗（1.2m3）、沖擊鉆（Φ150mm）、混凝土輸送泵（HBT60）等主要設(shè)備86臺套，設(shè)備完好率保持90%以上；材料供應(yīng)：每月需水泥2000t、鋼筋500t、砂石料8000m3，建立3個(gè)備用料源點(diǎn)，確保連續(xù)供應(yīng)；資金保障：工程總投資1.2億元，分四批支付，預(yù)付款20%，進(jìn)度款按月支付80%，保留金5%。六、應(yīng)急預(yù)案與風(fēng)險(xiǎn)管理6.1度汛應(yīng)急措施編制度汛方案，儲備編織袋2萬條、柴油發(fā)電機(jī)3臺、應(yīng)急照明設(shè)備50套。主汛期（7-8月）實(shí)行24小時(shí)值班，溢洪道改造期間保留1孔臨時(shí)泄洪通道，提前3天完成閘門調(diào)試。若遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水（P=0.2%），立即啟動(dòng)Ⅳ級應(yīng)急響應(yīng)，組織下游3個(gè)村莊1500人轉(zhuǎn)移。6.2風(fēng)險(xiǎn)管控措施識別重大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)12項(xiàng)，其中：壩坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)：施工期壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)≥1.25，采用實(shí)時(shí)變形監(jiān)測（精度0.1mm），當(dāng)位移速率超過5mm/d時(shí)停工處理；混凝土裂縫風(fēng)險(xiǎn)：采用雙摻技術(shù)（粉煤灰+礦粉），降低水化熱峰值≤50℃，預(yù)埋DTS光纖測溫系統(tǒng)，溫差超過25℃時(shí)通水冷卻。七、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與移交7.1驗(yàn)收流程分階段組織驗(yàn)收：分部工程驗(yàn)收：共劃分12個(gè)分部，每個(gè)分部完成后由監(jiān)理單位組織驗(yàn)收；單位工程驗(yàn)收：5個(gè)單位工程（主壩、溢洪道、放水洞、電站、管理設(shè)施）完工后由項(xiàng)目法人組織；竣工驗(yàn)收：具備條件后由水利主管部門組織，需滿足《水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程》SL223-2008要求。7.2移交資料竣工資料包含8大類：①工程建設(shè)管理文件；②設(shè)計(jì)變更及洽商記