穆家水庫溢流壩除險(xiǎn)加固施工技術(shù)

彭震宇

（遼寧省觀音閣水庫管理局，遼寧 本溪 117110）

1 工程概況

穆家水庫位于遼寧省新賓滿族自治縣蘇子河干流上，總裝機(jī)容量6700 kW，是一座以發(fā)電為主，兼有灌溉、防洪效益的水利樞紐工程，主要建筑物包括攔河壩、發(fā)電引水隧洞、電站廠房等?；旌鲜綌r河壩由漿砌石擋水壩段、溢流壩段、土壩段和連接段組成。

2 除險(xiǎn)加固的原因

穆家水庫始建于1978年，屬于“三邊”工程，受當(dāng)時(shí)施工條件及環(huán)境因素制約，施工質(zhì)量差，標(biāo)準(zhǔn)較低。1983年至2012年，水庫已運(yùn)行了24年，存在土壩沉降明顯、無沖砂設(shè)施致淤積嚴(yán)重、無安全監(jiān)測(cè)設(shè)施等諸多隱患、缺陷。其中溢流壩集中表現(xiàn)為表層混凝土（尤其是水位變化區(qū)）剝蝕、粗骨料外露、鋼筋網(wǎng)大面積外露并銹蝕、剝蝕坑滲水、溢流面混凝土防滲面板開裂失效、滲漏嚴(yán)重等等。根據(jù)《水庫大壩安全鑒定方法》第6條：安全分類標(biāo)準(zhǔn)，穆家水庫大壩為Ⅲ類壩，屬病險(xiǎn)庫，亟需加固除險(xiǎn)。

考慮水庫以下水能梯級(jí)開發(fā)各水電站的具體情況，以及水庫一旦失事對(duì)下游大伙房輸水工程出口造成的影響，水庫管理處根據(jù)省廳《關(guān)于穆家水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告的批復(fù)》（遼水計(jì)財(cái)[2008]231號(hào)文件），于 2009—2011年實(shí)施了穆家水庫除險(xiǎn)加固工程。

3 除險(xiǎn)加固工程

將溢流壩右端8 m長一段改建為沖砂閘，安裝閘門及啟閉機(jī)。鑿除堰面及水位變化區(qū)的混凝土，拆除裸露、銹蝕的鋼筋。鑿舊補(bǔ)新，重新澆筑抗沖耐磨混凝土堰面；上游防滲面板裂縫局部處理，表面鑿除，補(bǔ)聚合物砂漿。壩體滲漏采用水泥灌漿處理。

4 除險(xiǎn)加固施工

4.1 原混凝土鑿除

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，溢流壩堰面300 mm厚的老混凝土需鑿除，重新澆筑二級(jí)配C25F300W4混凝土，為此共需鑿除老混凝土2060 m3。鑿除作業(yè)須嚴(yán)格控制鑿除深度，避免超挖或欠挖，標(biāo)準(zhǔn)為超挖不大于3 cm，欠挖不大于1 cm。該項(xiàng)作業(yè)因施工部位高、工作面狹小等不利因素，成為加固工程中難度大、要求高、周期長的項(xiàng)目。

根據(jù)該工程的實(shí)際情況，曾擬定了3種拆除方案：

1）采用電動(dòng)空壓機(jī)和柴油空壓機(jī)配合B87風(fēng)鎬、320D液壓鎬拆除。為了控制鑿除深度控制在允許范圍內(nèi)，作業(yè)前垂直壩軸線布設(shè)控制斷面，即沿堰面栽植錨筋，每20 m為一個(gè)斷面，在錨筋上焊溢流面形狀鋼筋，鑿除時(shí)掛上橫線，測(cè)量出鑿除深度，避免超挖或欠挖?？紤]自然、天氣、人員、設(shè)備等因素，采用此項(xiàng)方案共需62 d。

2）利用挖掘機(jī)破碎錘，機(jī)械拆除。此方案工效可大大提高，但存在極大的危險(xiǎn)性——堰面混凝土僅0.5 m，如果因機(jī)械手操作不當(dāng)，將破壞本欲保留的0.2 m老混凝土，甚至影響到內(nèi)部的漿砌石填充體。

3）用靜態(tài)破裂劑破裂混凝土。混凝土破裂劑系復(fù)合型高效靜態(tài)爆破材料，俗稱“無聲炸藥”。對(duì)混凝土、磚結(jié)構(gòu)、石材有理想的切割和破裂效果，屬非爆炸品，使用時(shí)無噪聲，無震動(dòng)、無飛石、不燃、不爆、無公害。貯存、運(yùn)輸及使用方便，安全快捷，省工省力，加快工程進(jìn)度。破壞負(fù)荷：35～45 MPa。開裂時(shí)間：10～24 h ，氣溫高，開裂時(shí)間短，氣溫低，開裂時(shí)間延長。使用時(shí)輔以人工水準(zhǔn)測(cè)量，按著破裂劑鉆孔參數(shù)，實(shí)測(cè)各點(diǎn)位的絕對(duì)高程，計(jì)算出每個(gè)裝藥孔的深度。采用風(fēng)鉆鉆孔，嚴(yán)格控制孔深。該方案安全可靠，多個(gè)作業(yè)面同時(shí)進(jìn)行，一次性同時(shí)裝藥，同時(shí)破碎混凝土，為后續(xù)作業(yè)贏得了時(shí)間。最為關(guān)鍵的是，對(duì)剩余的0.2 m混凝土不會(huì)造成任何破壞。

經(jīng)過比較，最后采用了方案三，工效及施工質(zhì)量均得到了保證。

4.2 溢流面混凝土施工

4.2.1 滑模

溢流面采用滑模連續(xù)澆筑，滑模系兩根[25 a槽鋼，通過懸掛裝置緊靠滑軌。為了減少滑模阻力和滑模質(zhì)量，兩根槽鋼不連接，分次滑動(dòng)。每節(jié)用兩個(gè)手扳葫蘆向上拉動(dòng)滑模，每次滑模上升高度不大于100 mm。相鄰兩個(gè)滑模高差不大于150 mm。兩個(gè)滑軌中間縫隙30～50 mm，滑模過后用抹子壓實(shí)、抹平、壓光。

4.2.2 滑軌

滑軌為在加工車間冷壓、鉆孔制作成型的20號(hào)B槽鋼（開口向上），每節(jié)長4～5 m。滑軌腹板每100 cm鉆一個(gè)φ22圓孔，穿過與預(yù)埋錨桿焊接的螺栓固定，螺栓長度200 mm。滑模最長段是溢流面第Ⅵ壩塊，長度為23 m，故該段設(shè)6道滑軌，5節(jié)滑模，每節(jié)滑模長度為4.6 m。其它壩塊和第Ⅵ壩塊基本相同，根據(jù)壩塊寬度的大小設(shè)置滑軌數(shù)量和間距。

4.2.3 混凝土澆筑

澆筑時(shí)嚴(yán)格控制混凝土坍落度不大于4～5 cm。初次下料高出滑模20～30 cm，附著式振搗器進(jìn)行第一次振搗，溢出鋼筋網(wǎng)以外的混凝土放回筋網(wǎng)內(nèi)?；Ｇ暗诙握駬v，振搗后再進(jìn)行滑模。為保證混凝土外觀質(zhì)量，滑模移動(dòng)后粘結(jié)的水泥漿應(yīng)及時(shí)刮除干凈。

5 結(jié)語

1）除險(xiǎn)加固工程必須結(jié)合工程實(shí)際，在確保不會(huì)造成保留部分結(jié)構(gòu)破壞的原則下，選用安全可靠的施工技術(shù)。

2）堰面混凝土表面平整度，取決于滑軌的安裝精度和滑軌的牢固度。該工程滑軌安裝時(shí)用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀控制安裝誤差，按金屬結(jié)構(gòu)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了驗(yàn)收。