青岛水库堤坝施工方案.doc

青岛水库堤坝施工方案
一、工程概况
1.1 工程位置与规模
本工程位于青岛市胶州市与潍坊高密市交界处，为大（二）型水库工程，总库容2.11亿立方米，兴利库容1.92亿立方米，占地面积约13.5平方公里。围坝轴线总长12.7公里，采用均质土坝结构，最大坝高24.4米，坝顶高程30.5米，设计蓄水位28.8米，最大蓄水水深21.5米。工程建成后将与棘洪滩水库形成青岛“双水源”保障体系，兼顾向主城区、即墨、胶州—西海岸新区等5个方向输水功能。
1.2 工程地质条件
库区地层以第四系松散沉积层为主，下伏基岩为泥质砂岩，坝址区存在断裂带分布。坝体填筑土料选用库底开挖壤土，黏粒含量20%-30%，天然干密度1.65g/cm³，压实度需达到93%以上。坝基渗透系数较大，历史最大渗漏量达300立方米/天，需通过防渗墙与帷幕灌浆形成复合防渗体系。
1.3 主要建设内容
· 坝体工程：均质土坝填筑（土方量2000万立方米）、坝坡护砌、坝顶道路（宽6米，沥青混凝土路面）
· 防渗工程：60厘米厚塑性混凝土防渗墙（全长7050米）、墙下帷幕灌浆（深度15-25米）、土工膜铺设（HDPE土工膜，厚度1.5mm）
· 护坡工程：迎水面混凝土联锁块护砌（尺寸50cm×50cm×10cm）、下游坡草皮护坡（狗牙根与黑麦草混播）
· 附属设施：安全监测系统（变形、渗流、水文气象监测）、管理用房、生态绿化（环库路绿化带宽8米）
二、施工总体部署
2.1 施工分区与流程
工程划分为三个施工区，采用“平行作业、分段流水”方式推进：
· A区（主坝施工区）：负责12.7公里围坝填筑、防渗墙及护坡施工，分6个作业段流水施工，每个作业段长2-3公里，配置2套防渗墙施工设备
· B区（防渗处理区）：承担塑性混凝土防渗墙及帷幕灌浆，采用“先墙后灌”施工顺序，配置4台液压抓斗、6台地质钻机
· C区（附属工程区）：包括监测系统安装、管理用房建设及生态工程，与主体工程同步实施，高峰期投入劳动力600人
2.2 施工平面布置
· 材料堆放区：在坝肩处设置3处砂石料场（总面积9000㎡），采用20cm厚C20混凝土硬化+防雨棚（钢架结构，高度5米），分区存放水泥（袋装，存储量5000吨）、钢筋（堆放高度≤1.5米）及土工膜（室内存放，温度控制在5-30℃）
· 混凝土搅拌站：布置3座HZS120型搅拌站（生产能力100m³/h），配备粉煤灰罐（容量100吨）、外加剂储罐（聚羧酸系高效减水剂）
· 施工道路：修建6米宽临时便道18公里，基层采用30cm厚级配碎石，面层15cm泥结碎石，每500米设错车道（长20米，宽4米）
2.3 施工进度计划
总工期480天，关键节点控制如下：
1. 第1-60天：施工准备（场地平整、临建搭设、设备进场）、导墙施工（完成7050米防渗墙导墙）
2. 第61-210天：防渗工程（塑性混凝土防渗墙施工完成80%、帷幕灌浆完成60%）
3. 第151-300天：坝体填筑（日均上土量1.2万立方米，碾压设备配置15t振动碾8台）
4. 第241-360天：护坡工程（联锁块预制与安装、土工膜铺设）
5. 第301-420天：附属设施（监测设备安装调试、管理用房封顶）
6. 第421-480天：竣工验收（分部分项工程验收、蓄水前安全鉴定）
三、主要施工技术方案
3.1 坝体防渗工程
3.1.1 塑性混凝土防渗墙施工
· 导墙施工：采用“∏”型C20混凝土导墙，断面尺寸0.6m×1.2m，导墙间距65cm。施工偏差控制：轴线偏差≤10mm，顶面高程差≤5mm。采用挖掘机开挖导沟（深度1.5米），模板采用组合钢模（面板厚度5mm），浇筑后养护7天
· 泥浆制备：膨润土:纯碱:CMC=8:0.3:0.05（重量比），新制泥浆密度1.05-1.10g/cm³，粘度25-30s，设置4个500m³泥浆池（串联使用，循环利用率80%）
· 成槽施工：采用“两钻一抓”工艺（SG-35型液压抓斗），槽段长度6米，孔斜率≤0.4%，槽底沉渣厚度≤10cm。遇到孤石时采用冲击钻破碎（冲击锤重量3t）
· 混凝土浇筑：配合比为水泥:膨润土:砂:碎石=180:60:750:1050（kg/m³），28天抗压强度1.5-2.0MPa，渗透系数≤1×10⁻⁷cm/s。导管法浇筑，导管间距2.5米，埋管深度2-6米，浇筑上升速度≥2m/h
3.1.2 帷幕灌浆施工
· 钻孔施工：采用XY-2型地质钻机，孔径110mm，孔距2.5米，孔深进入基岩5米。金刚石钻头钻进，孔斜率≤0.5%，孔位偏差≤10cm
· 灌浆材料：42.5级普通硅酸盐水泥，浆液水灰比采用5:1至0.6:1六个级别。断层破碎带采用水泥-水玻璃双液灌浆（水玻璃浓度35Be'，模数2.4）
· 灌浆工艺：自上而下分段卡塞灌浆，段长2-5米。坝体段灌浆压力0.3-0.5MPa，基岩段1.0-1.5MPa。结束标准：设计压力下吸浆量≤0.4L/min持续30min
· 质量检查：采用压水试验，透水率≤1Lu为合格，检查孔数量为总孔数的10%
3.2 坝体填筑工程
3.2.1 土料开采与运输
· 料场开挖：选用库底壤土，清除表层30cm腐殖土，采用1m³挖掘机开挖，8t自卸汽车运输（运距3-5公里），日运输能力1.5万立方米
· 土料处理：含水率控制在最优含水率（18%）±2%，高于标准时采用翻晒法（翻晒厚度30cm，晾晒时间4-6小时），低于标准时采用洒水车喷洒补水
3.2.2 填筑与碾压
· 铺土作业：采用“方格网法”控制铺土厚度（30cm/层），每格面积20m×20m，推土机平土（坡度偏差≤1%）
· 碾压参数：15t振动碾（激振力300kN），行车速度2km/h，碾压遍数8-10遍（先静压2遍，后振动碾压6-8遍），压实度检测采用环刀法（每5000㎡取样1组）
· 接缝处理：纵向接缝采用台阶式搭接，宽度≥1.0米，碾压时重叠1.5米；横向接缝坡度1:3，碾压方向由低向高推进
3.3 护坡工程施工
3.3.1 迎水面混凝土联锁块护坡
· 预制与运输：C25混凝土预制块（强度等级C25，抗冻等级F150），采用定型钢模（尺寸误差≤2mm），蒸汽养护（温度60℃，养护时间12小时）。运输时采用专用托盘（每盘码放50块），防止边角破损
· 铺设工艺：自上而下铺设，垫层为15cm厚碎石（粒径5-31.5mm）+土工布（200g/m²）。联锁块采用“人”字形排列，伸缩缝宽2cm，填塞沥青杉板，块体间采用M10水泥砂浆勾缝
3.3.2 下游坡草皮护坡
· 坡面整理：碾压后坡面平整度≤5cm/2m，采用人工修整坡度（设计坡比1:3）
· 草皮种植：狗牙根与黑麦草按7:3比例混播，播种量25g/m²。播种后覆盖无纺布（保湿期15天），养护期内每周浇水2次（每次浇水量≥10L/m²）
3.4 安全监测系统施工
· 变形监测：坝顶布置12个GNSS监测点（间距500米），下游坡设置6个测斜管（深度20米，采用PVC管，管径110mm）
· 渗流监测：沿坝轴线布置15个渗压计（量程0-500kPa），坝脚设3个三角量水堰（堰高0.5米，堰宽1.0米）
· 自动化系统：采用分层分布式结构，现场传感器数据通过LoRa无线传输至中控室，数据采样频率：变形监测1次/天，渗流监测1次/小时
四、质量与安全控制措施
4.1 质量控制标准
项目
允许偏差
检验方法
检验频率
坝体压实度
≥93%
环刀法
每5000㎡1组
防渗墙垂直度
≤0.4%
测斜仪
每槽段1次
联锁块铺设
平整度≤5mm/2m
2米靠尺
每100㎡3点
帷幕灌浆透水率
≤1Lu
压水试验
每10孔1个检查孔
4.2 安全管理措施
· 施工机械：所有设备安装GPS定位与记录仪，实时监控行驶速度（碾压机≤4km/h）、摊铺厚度（≤30cm）、碾压遍数（≥8遍）
· 高空作业：坝顶设置1.2米高防护栏杆（间距2米设立柱），临边作业人员佩戴双钩安全带（锚固点抗拉强度≥15kN）
· 用电安全：施工现场采用TN-S接零保护系统，配电箱配置三级漏电保护（动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s）
· 应急管理：编制防汛应急预案（配备2台应急抽水机，流量500m³/h），每月组织1次防坍塌、防触电应急演练
4.3 环保措施
· 扬尘控制：施工便道每2公里设置1台雾炮机（覆盖率100%），土料堆场采用6米高防尘网（密度2000目）全封闭
· 噪声管理：破碎机、搅拌机等设备设置隔音罩（降噪量≥20dB），夜间施工噪声控制在55dB以下
· 水土保持：弃渣场周边设置截排水沟（断面0.5m×0.6m），出口处设沉淀池（三级沉淀，总容积500m³）
五、验收标准与流程
1. 分部工程验收：包括坝体填筑、防渗工程、护坡工程等12个分部，每个分部验收需提交施工记录、检测报告、影像资料
2. 阶段验收：蓄水前需完成坝体稳定性评估（坝坡抗滑稳定安全系数≥1.3）、渗流监测值达标（渗流量≤50m³/d）
3. 竣工验收：由水利部组织，需满足《水利水电建设工程验收规程》（SL223-2008）要求，关键结构质量合格率100%，优良率≥85%
六、技术创新应用
· 智慧建造平台：集成BIM+GIS技术，实现施工进度三维可视化管理，关键工序（如防渗墙浇筑）实时上传数据至管理平台，偏差预警响应时间≤30分钟
· 绿色施工技术：采用太阳能照明（施工现场安装200盏太阳能路灯）、雨水回收系统（收集面积5000㎡，年节水3万吨）
· 新型材料应用：帷幕灌浆采用超细水泥（粒径≤10μm），提高断层破碎带灌浆密实度；护坡联锁块添加聚丙烯纤维（掺量0.9kg/m³），抗裂性能提升20%
本方案通过系统整合坝体填筑、防渗处理、生态防护等关键技术，结合青岛地区地质特点与气候条件，形成可操作的施工体系。实施过程中需严格控制土料压实度、防渗墙施工精度及监测数据稳定性，确保工程达到“百年一遇”防洪标准，为胶东半岛水资源统筹调配提供坚实保障。