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尾矿库排洪涵洞加固施工组织设计

西乡县山鑫矿业开发有限责任公司

头起沟尾矿库排洪涵洞加固工程

GB/T 41883-2022标准下载陕西兴洲建筑安装有限责任公司

西乡县头起沟尾矿库排洪涵洞加固工程项目部

4工程概况、自然地理特征 2

4.2自然地理及交通 6

5.1施工组织机构的任务划分 6

5.2施工总体规划 7

5.3搅拌站及钢筋棚 8

5.4生活、施工用电 8

5.5生活、施工用水 8

5.6内业资料(收集、整理、归档、移交) 8

7.2、钢筋加工、绑扎 14

7.3、混凝土浇筑 14

7.4、沉降缝处理 15

7.5、混凝土养护 15

9.1施工工艺流程图见附图1、附图2. 16

9.2模板与支架 16

10工程难点、特殊过程及关键工序的控制 20

10.1、工程主要特点及难点 20

10.2、工程难点的主要对策 21

12、主要材料、工程设备的使用计划和供应方案、保证措施 21

13质量保证措施 22

14、安全保证措施 29

15工期保证措施 35

16环保、水保措施 35

17雨季及冬季施工措施 36

18夜间施工措施 38

19质量纠正及预防措施 39

20、需附的图表 43

附表1：主要施工机械设备使用计划表 43

附表2：分年、季度劳动力使用计划表 44

附表3：施工总体进度计划 45

1.1《尾矿库安全技术规程》；

1.2《选矿厂尾矿设施设计规范》；

1.3《尾矿设施施工及验收规程》；

1.4《尾矿库安全监测技术规范》；

1.5《混凝土结构设计规范》；

1.6《水工隧洞设计规范》；

1.7《水工混凝土结构设计规范》；

1.8《给水排水工程构筑物结构设计规范》。

针对原设计的排洪涵洞系统进行加固。原设计为:“城门洞”型斜槽——涵洞式排洪。涵洞净宽2.0m，净高2.3m，顶拱中心角120°，直墙高1.723m，涵洞两侧侧墙为浆砌石重力式侧墙。两岸岸坡设置截洪沟，截洪沟采用浆砌石砌护，左岸截洪沟断面净宽1.2m，净高0.9m，右侧断面尺寸0.5m款。0.5m高。

针对被尾矿砂覆盖、且覆盖的尾砂无法清除的洞段，涵洞内部增设钢筋混凝土的加固；

对于顶部尾砂可以清除的洞段，且高程低于最低进水口的洞段(即现坝顶高程以下5.0m)，将原拱盖板予以拆除，重新进行现浇；

最低进水口以上的洞段仅对侧墙和底板进行现浇加固，顶拱从新预制钢筋混凝土拱形盖板；

对于原整体式现浇的钢筋混凝土涵洞段对侧墙和底板实施加固。

4工程概况、自然地理特征

西乡县山鑫矿业开发有限责任公司是山西省西乡县一家集采矿、选矿为一体的民营企业，其在西乡县白龙镇何家山村兴建日处理铁矿石600吨的选厂，主要产品为铁精矿粉。为了满足选矿厂尾矿投放的要求，该公司于2007年开始计划在白龙镇何家山村头起沟内建厂选矿。2009年5月，重庆川九建设有限责任公司对尾矿库工程进行施工，于2010年5月10日竣工验收，并投入使用。自头起沟尾矿库投入使用至今，排洪涵洞顶部、侧墙及底板均出现了不同程度的破损。为了安全起见，保证尾矿库的后期安全进行，经过研究勘察，西乡县山鑫矿业有限责任公司针对排洪涵洞的破损情况进行加固。

原设计为:“城门洞”型斜槽——涵洞式排洪。涵洞净宽2.0m，净高2.3m，顶拱中心角120°，直墙高1.723m，涵洞两侧侧墙为浆砌石重力式侧墙。两岸岸坡设置截洪沟，截洪沟采用浆砌石砌护，左岸截洪沟断面净宽1.2m，净高0.9m，右侧断面尺寸0.5m款。0.5m高。

针对被尾款砂覆盖、且覆盖的尾砂无法清除的洞段，涵洞内部增设钢筋混凝土的加固；

新增混凝土层厚度15.00cm，采用单层钢筋，受力钢筋选用Φ16，沿涵洞方向间距为15.00cm；钢筋保护层厚度为5.0cm。

在加固过程中需要对原混凝土表面进行凿毛、打锚杆等处理工序，对于腐蚀破坏的混凝土进行挖除。由于产生震动，对涵洞的稳定性可能产业不利影响；故在施工过程中首先对涵洞进行整体支撑。用Φ22螺纹钢钢架或者角钢钢架进行支撑。钢架沿涵洞内侧布置一圈，纵向每3.0m布置一道。钢架与新增的钢筋网进行绑扎，最终一同浇入混凝土。

为了使新增的混凝土与原结构紧密结合，共同承担上部的荷载，施工中期采取以下方面措施：

采用短筋连接新、老混凝土；

对原混凝土的表面进行凿毛，并冲洗干净；再浇筑混凝土之前再用水泥浆涂刷；

对顶拱进行回填灌浆，灌浆压力0.1MPa。

采用型钢钢架对涵洞进行支撑→在涵洞内打孔、设置锚筋→对涵洞的内表面实施凿毛→绑扎钢筋→浇筑混凝土→回填灌浆。

针对被尾砂覆盖、且覆盖的尾砂无法清除的洞段，设计采用再涵洞内部增设钢筋混凝土加固层的实施方案。

新增混凝土层厚度15.00cm，采用单层钢筋，受力钢筋选用Φ16，沿涵洞方向间距为15.00cm；钢筋保护层厚度为5.0cm。

在加固过程中需要对原混凝土表面进行凿毛、打锚杆等处理工序，对于腐蚀破坏的混凝土进行挖除。由于产生震动，对涵洞的稳定性可能产业不利影响；故在施工过程中首先对涵洞进行整体支撑。用Φ22螺纹钢钢架或者角钢钢架进行支撑。钢架沿涵洞内侧布置一圈，纵向每3.0m布置一道。钢架与新增的钢筋网进行绑扎，最终一同浇入混凝土。

为了使新增的混凝土与原结构紧密结合，共同承担上部的荷载，施工中期采取以下方面措施：

采用短筋连接新、老混凝土；

对原混凝土的表面进行凿毛，并冲洗干净；再浇筑混凝土之前再用水泥浆涂刷；

对顶拱进行回填灌浆，灌浆压力0.1MPa。

采用型钢钢架对涵洞进行支撑→在涵洞内打孔、设置锚筋→对涵洞的内表面实施凿毛→绑扎钢筋→浇筑混凝土→回填灌浆。

措施二—清除涵洞顶尾矿加固

对于涵洞顶部覆盖的尾矿厚度不大，将尾矿全部予以清除，采用敞开式加固，保证施工质量。施工时从库尾开始，目前的坝顶位置、高程不动。

对于尾砂清除后暴露出来的、且高程低于最低进水口的洞段（即现状坝顶高程以下5.0m），将原拱形盖板全部拆除，重新现浇。

侧墙和底板现浇厚度为15.0cm的C30钢筋砼，顶拱厚度为30.0cm，采用整体现浇的施工工艺。侧墙和底板配单层筋，顶拱为双层筋，受力筋选用Φ16，沿涵洞方向间距15.0cm；钢筋保护层厚度为5.0cm。其中顶拱的内层钢筋与侧墙钢筋连接，外层钢筋插入到原侧倾内不小于20.0cm。

清除涵洞顶部的尾矿，并确保尾矿的稳定与安全→拆除原顶拱盖板→对侧墙及底板实施锚筋、凿毛、清洗、涂刷水泥浆等→绑扎钢筋→浇筑混凝土。

措施三—加固斜槽、重新预制拱盖板

最低进水口以上的洞段仅对侧墙和底板进行现浇加固，顶拱从新预制钢筋混凝土拱形盖板；

为了确保运行中库区洪水的顺利进流、泄流，最低进水口以上的洞段对侧墙和底板新增现浇C30混凝土，现浇混凝土厚度为15.0cm，受力筋选用Φ16，沿涵洞方向间距15.0cm。对顶拱盖板重新预制，随着尾矿摊面的不断升高、逐步进行加盖封拱。

在运行封拱时，应在侧墙顶部铺筑高标号的水泥砂浆或者小石子混凝土，并将侧墙与顶拱拱端之间的空隙全部填塞，确保顶拱属于“拱形结构”的受力状态。顶拱预制厚度为30.00cm,120°拱，中心线半径1.131m。

措施四—仅对侧墙基底板进行加固

对于原整体式现浇的钢筋混凝土涵洞段对侧墙和底板实施加固。

补强措施与措施三相同，根据尾砂开挖清楚的实际情况进行加固施工。

排洪涵洞加固后的断面为净宽1.7m，净高2.0m，比原设计的净宽2.0m,净高2.3m均小了30.0cm。

头起沟尾矿库位于西乡县城东北白龙镇何家山村，有简易公路与青白路相连直通西乡县城，尾矿位置距青白路约3.0KM,距县城约14.0km。南侧316国道、阳安铁路穿越过境，交通较方便。

5.1施工组织机构的任务划分

图1经理部施工组织机构图

5.2.1施工分布计划。由于排洪涵洞纵比较大，从上游开始施工难度较大，采取分段并交叉施工方案，分为两个阶段施工。排洪涵洞总长543.5米，首先从中部K0+180.2段分开，在K0+180.2处开始设置料场，并设350型搅拌机及料场，分两班组，第一排洪涵洞施工队从K0+180.2段向上游方向施工至K0+000，第二排洪涵洞施工队从K0+543.5处开始向上游方向至180.2米处施工。

本项目工程设混凝土搅拌站1处，用电施工实际需要设置配电箱1处(搅拌站内)；钢筋加工在钢筋棚内加工，现场绑扎。

本工程施工供电采用以地方电源供电为主、自发电为辅的方案。根据全线重点工程及其他大临工程的分布情况，用电量较大的重点工程、搅拌站、预制场等采用外部电源供电；用电量小、停电及特殊情况自发电方式。

施工用水就近利用检验合格的河（塘）水或打井取水，生活用水全部引自当地自来水或打设深水机井。

5.6内业资料(收集、整理、归档、移交)

为规范内业资料立卷归档工作，对内业资料的形成、收集和编制实施全方位管理，保证专业档案质量和文件材料的真实、规范、完整、合法，有效克服竣工文件滞后于工程进展的通病，使相关工作做到标准化、规范化、程序化、日常化。

本工程开工至竣工期间，内业资料设专班，确定专人，明确责任，自始至终将内业资料编制工作置于重要的议事日程，做到文件材料的形成、收集、整理、组卷工作与工程进展基本同步。杜绝平时放任自流，临时突击整理，发生胡编滥造等违规行为。

1、技术准备;施工前施工配合比设计、各种原材料复检；确保设计与现场符合，并保证施工安全。

2、在设计地点设置搅拌机，钢筋房及材料库。

尾砂的开挖应从库尾开始进行开挖，首先对库区积水进行抽排，然后再摊面开挖排渗井排渗，将摊面的水位降到所在位置涵洞高程以下，确保尾矿在脱水、固结的情况下进行开挖。

经开挖以后形成的边坡坡度不应陡于1:40—1:50.

尾砂开挖清除以后应寻找合适地点、妥善处置，待涵洞加固施工完成后再将尾砂回填入库。

施工顺序：排干库区摊面上的积水→对库区实施导流，使洞内实施干燥状态→对洞外尾矿中实施排水→清除空隙，包括混凝土中木材、木棒等→用小石子混凝土或高标号水泥砂浆填塞孔洞→打孔、插锚筋→对原砼进行凿毛、冲洗→钢筋绑扎→原砼涂刷水泥浆，浇砼→养护、回填灌浆

6.3.1底板施工作业组首先对排涵底板进行凿毛并清理冲洗浮渣，并对侧墙进行凿毛处理，并取得监理工程师及各有关单位验收合格后再进行下一道施工程序。按照设计要求制作钢筋，锚固，注水泥砂浆，打入锚固杆。深度、钢筋几何尺寸符合设计要求；按每单元9米进行划分。钢筋安装符合设计要求，并申报监理工程师验收合格后进行砼C30浇筑，并对凿毛的表面随浇筑面升高涂刷水泥浆以保证新旧砼结合紧密。

6.3.2洞内渗水处理方案。施工前停止铁粉生产，抽干库内积水，并对施工作业面的积水进行处理。处理方法有：（1）在流水比较明显的位置采用高标水泥浆或堵漏王进行封堵。用水泵抽出施工工作面流入库外，施工前底板和侧墙有木板及木棒有机物或石渣清除干净；对侧墙出水比较严重的部位，（2）可以采用埋设有反滤层设施的钢管排水；顶拱有裂缝的部位，采用高标号砂浆补强。在汛期开始前实施钢架临时支撑。

6.3.3钢筋制作要求。该涵洞加固要严格按照设计图纸出具的几何尺寸制作，钢筋安装几何尺寸要符合设计要求，并取得监理工程师验收后方可进行模板支立。钢筋在配制和弯曲之前，首先将钢筋整理平直，并将钢筋上附着的铁锈、油渍等污物刷洗干净。钢筋搭接使，如采用绑扎搭接，受拉钢筋的搭接长度为钢筋直径的30倍，受压钢筋的搭接长度为钢筋直径的20倍，且弯钩的长度不包括在内。钢筋的交叉点，应特别绑扎牢固，绑扎的方向应相互错开。

洞内锚筋。锚筋孔的直径一般不小于40mm,孔内采用C25小石子砼或者水泥砂浆填塞，填塞方法要求用注浆器注浆，然后将锚筋打入；锚筋与衬砌变形缝之间的间距应小于15.0cm,锚筋应当与衬砌中的钢筋连接牢靠，在衬砌中没有配筋的锚筋要弯钩。

6.3.4模板安装。模板要求刚度要好，表面平整，并且要除锈及涂刷隔膜剂，拱顶模板要求制作定型模板，模板宽度不宜大于0.5米，以便于洞口安装及施工方便，并采用扣件连接，以保证模板刚度和稳固，模板的立支几何尺寸符合设计要求，立支安装加固完后并自检合格后申请监理工程师验收合格方可进行砼C30浇筑施工。模板的架设必须牢固，具有，接缝严密、表面平滑、结构简单、拆卸发昂便。模板的支撑必须牢靠。浇筑砼的脚手架不得和模板、支撑连接在一起。浇筑底板、底拱时，应另设运输道路。使用钢模板时，应加设支撑，保证模板不变形。浇筑砼之前，应清除与砼接触面上的锈迹。浇筑砼之前，应将模板用水洒湿，涂抹肥皂水或废机油，以利脱模。

6.3.5砼C30浇筑。砼C30前必须严格要求原材料进场，水泥的各项指标要符合设计要求对砼C30浇筑采用的石子、砂子、要进行复检。对不合格的原材料坚决不允许进场，严格按照设计配合比并计算现场施工配合比，拌合砼的坍落度严格符合设计要求，每单元浇筑试件两组。浇筑砼之前应先检查模板尺寸，钢筋的排列、间距、绑扎等是否符合设计要求；浇筑砼的脚手架不得和模板、支撑连接在一起。浇筑底板、底拱时，应另设运输道路。拌合好的砼应在半个小时内运到并浇筑到仓位内。

砼应分层次浇捣，人工真到的厚度一般不超过20.0cm，采用插入式振捣器振捣的厚度不超过40.0—50.0cm；浇筑砼的高度不得超过1.5m，分层浇筑砼，层间间歇时间不应超过砼的初凝时间；超过初凝时间的，应将已经初凝层的砼表面凿毛、洒水、洗净，并涂抹1.0cm厚的水泥砂浆，然后再浇筑混凝土。浇筑大面积混凝土时，应分块浇筑，每块的浇筑厚度为1.0—1.5cm，块与块之间的缝隙按照施工缝进行处理。浇筑的砼完成初凝后应洒水养护，洒水的间隔不大于2—4小时。

因本排洪涵洞加固困难，运输道路难的因素。实施方案具体为：

先按照上述分段施工排涵底板，待底板龄期28天后再进行侧墙及拱顶等部位施工，才能保证施工运输道路通畅。侧墙与拱顶由K0=543.5向K0+000方向浇筑，以保证混凝土由于纵坡向下浇筑造成缝隙及裂缝，顶拱砼不满或不密实。具体施工顺序如下：

K0+543.5向上游K0+180.2;共363.3米

K0+180.2向上游至K0+000，料场设在180.2米处。

K0+OOO米K0+180.2543.5米

K0+543.5向上游K0+180.2;共363.3米

K0+180.2向上游至K0+000，料场设在180.2米处，共180.2米

K0+OOOK0+180.2543.5米

画出钢筋布置大样及立模边线，然后绑扎底板及侧墙钢筋，绑扎侧墙钢筋时在外侧用钢管搭设临时支架以防钢筋笼变形。钢筋主筋保护层为≥5㎝（墙身钢筋靠内模侧绑双峰式垫块），钢筋搭接及弯钩符合规范及验标要求。

框体模板采用定型钢模板，为保证混凝土面美观，墙身采用无内拉杆模板施工，内模利用满堂支架向两侧顶紧，外模采用双联槽钢竖向加固）。

7.2、钢筋加工、绑扎

钢筋在加工棚内集中加工，平板车运到施工现场，现场绑扎。钢筋加工安装要达到规范及设计要求的检查精度要求，否则重新调整处理。

（1）钢筋的直径、规格及质量要求应符合设计和规范要求，钢筋的焊接工作应由持证上岗的专业人员操作，其焊接质量由指挥部中心试验室取样鉴定。

（2）钢筋的保护层采用细石子砼垫块支垫在模板与钢筋之间来保证，砼垫块强度同等于框架涵砼强度，保护层垫块数量不少于4个/m2。

（3）受力钢筋接头应设置在应力较小处，并分散、错开布置。配置在同一截面内的受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率应符合下列规定：绑扎接头在构件的受拉区不超过25%，在受压区不得超过50%。

（4）严格按规范及设计要求绑扎。

混凝土由搅拌站集中搅拌，混凝土运输车运至工地后，采用人工送入模，浇筑涵洞混凝土一般可分为二阶段施工，先浇筑底板，第二次浇筑边墙及顶板砼。施工中要求当底板混凝土强度达到70%后，再绑扎上部钢筋，浇筑边墙及顶板混凝土，边墙与底板混凝土相接处必须凿毛，清洗干净，再浇筑上部混凝土。顶板和墙身的混凝土必须一次浇筑完成，各边墙的施工缝不得在同一平面上，混凝土采用斜向分段分层浇筑，分层厚度不得大于40㎝，要求上层混凝土浇筑时下层混凝土尚未初凝，边墙浇筑时两边对称均衡进行，用插入式振捣器进行振实，底板、顶板混凝土采用插入式振捣器与平板式振捣器振实。砼浇筑完成后立即抹平进入养护程序。

涵身长度顺涵轴向按设计布置沉降缝，缝宽2㎝。伸缩缝设置处，内侧镶嵌聚苯乙烯硬质泡沫板，在砼浇筑工程中按设计要求埋设橡胶止水条。为了保证整个沉降缝竖直且在一个截面上，立模堵头处须立分离式两块模板（夹紧止水带），并与内外模板以螺丝杆联连。

拆模后的混凝土立即使用保温保湿的无纺土工布覆盖，使用自动喷水系统，不间断养护，避免形成干湿循环，养护时间不少于7d后，拆除养生毯，再用塑料薄膜紧密覆盖，保湿养护14d以上。

养护期间混凝土强度未达到规定强度之前，不得承受外荷载。当混凝土强度满足拆模要求，且芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均≯20℃时，方可拆模。

对于钢筋混凝土衬砌应先按照设计绑扎钢筋，然后立模；经检查均符合要求以后方可浇筑混凝土。模板必须职称牢靠，不允许出现跑模现象，确保混凝土浇筑体型良好。

衬砌拆模后应认真检查衬砌的表面，对存在的不平整部位按照规范的要求进行打磨。衬砌表面要求凭证，不允许出现下游侧比上游侧突出的现象；如果出现凸出体，应按照规范的规定打磨成1:30的斜面。对于暴露出的钢筋头应进行切割、磨平，以防产生气蚀破坏。

9.1施工工艺流程图见附图1、附图2.

a模板与支架的材料质量及结构必须符合施工工艺设计要求。

b模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。模板与砼的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。浇筑砼前，模板内的积水和杂物应清理干净。

c拆除承重模板及支架时的砼强度应符合设计要求，当设计无要求时，板式结构跨度2～8米时，砼强度必须达到设计强度的75%以上。

a模板安装允许偏差和检查方法

尺量，每边不少于2处。

2靠尺和塞尺不少于3处

b拆除非承重模板时，砼强度应保证其表面及棱角不受损伤。

a钢筋进场时必须按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合（GB13013）和（GB1499）等现行国家标准的规定和要求。

b钢筋加工必须符合设计要求和（铁建设[2005]160号）5.3.1条规定。

c纵向受力钢筋的连接方式必须符合设计要求。本工程钢筋接头采用绑扎和搭接焊形式。

d钢筋绑扎接头技术要求：

受拉区内的光圆钢筋末端应作成相对的1800弯钩，带肋钢筋应作成彼此相对的900弯钩。绑扎接头的搭接长度为：

受压区光圆钢筋的末端，可不做弯钩，但钢筋搭接长度不得小于30d。

e钢筋电弧焊接头的技术要求：

双面焊缝搭接焊：（Ⅰ—Ⅱ级钢筋，φ10—φ40㎜）不小于5d。

单面焊缝搭接焊：（Ⅰ—Ⅱ级钢筋，φ10—φ40㎜）不小于10d。

②搭接接头的搭接部位应预弯，搭接钢筋的轴线应位于同一直线上。

③焊缝高度应大于等于0.3d，并不得小于4㎜，宽度应大于等于0.7d，并不得小于8㎜。

④钢筋电弧焊接头允许偏差：

0.1d,且不大于3㎜

0.05d,且不大于0.5㎜

在2d长的焊缝表面上，焊缝的气孔及夹渣

f安装的钢筋品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。

a钢筋应平直，无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。

c钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置。配置在“同一截面”的受力钢筋接头面积占受力钢筋总截面的百分率应符合设计要求。如设计无具体要求，应符合下列要求：

①钢筋接头在受弯构件的受拉区不得大于50%，轴心受拉构件不得大于25%。

②绑扎接头在构件的受拉区，不得大于25%，在受压区不得大于50%。

③钢筋接头应避开钢筋弯曲处，距弯曲点的距离不得小于10d。

④同一根钢筋应少设接头，“同一截面”内同一根钢筋上不得超过一个接头。

⑤钢筋安装及钢筋保护层厚度允许偏差和检查方法如下表：

尺量，两端、中间各一处

弯起点位置（加工偏差±20㎜包括在内）

LY／T 2383-2014标准下载钢筋保护层厚度c（㎜）

尺量，两端、中间各2处

a砼原材料、配合比设计和施工的检验必须符合设计规定。

b砼涵身必须先浇筑底板，当底板混凝土强度达到设计强度70%后，再施工边墙及顶板的砼。分次浇筑时，边墙的施工缝不应设在同一水平面上。

c砼拌制前，应测定砂、石含水率，并根据结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。

《高标准农田建设通则》d砼拌和物的坍落度应符合设计配合比的要求。

a砼结构表面应密实平整、颜色均匀、不得有漏筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面、和缺棱掉角等缺陷。

b砼涵洞允许偏差和检验方法