棉花沖水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)管理的有效措施

劉 凱

(貴州省麻江縣水利局，貴州麻江 557600)

1 工程概況

棉花沖水庫位于麻江縣谷硐鎮(zhèn)黃泥村，是一座以農(nóng)田灌溉為主的水利工程，原設(shè)計(jì)灌溉面積3600畝，大壩于1977年5月動(dòng)工，1982年11月竣工。水庫壩址以上流域面積4.1km2，水庫總庫容67.8萬m3,大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程1058.00m，最大壩高20.5m。壩頂寬4m，壩頂長(zhǎng)61m，壩底寬95.48m，樞紐工程是由大壩、溢洪道、放水涵洞三部份組成。

由于受當(dāng)時(shí)條件限制，邊設(shè)計(jì)和施工，加上施工條件較差，主要是人力施工，工程質(zhì)量難保證，大壩建成后一直不能正常蓄水，僅能保證500多畝農(nóng)田灌溉，大壩建成至今已30年，年久失修，稍遇洪水，水位上漲到1049.0m高程開始出現(xiàn)滲漏，水洪上漲滲漏更為嚴(yán)重。

根據(jù)《貴州省水庫大壩安全管理辦法》及《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL258-2000），水庫大壩鑒定為三類壩，需進(jìn)行除險(xiǎn)加固，根據(jù)相關(guān)的規(guī)范、徑流調(diào)節(jié)與調(diào)洪計(jì)算其規(guī)模如下。

在不增加任何的泄洪措施，保持原有設(shè)計(jì)左岸溢洪道和右岸放水涵洞的情況下，增設(shè)1.2m高防浪墻，壩頂寬度4.0m不變、大壩壩頂高程1059m仍保持不變。壩肩及水庫左岸進(jìn)行回填、削坡、砌護(hù)處理，而且要對(duì)砌護(hù)加固和壩體進(jìn)行防滲。同時(shí)也要將放水臥管改造成塔式進(jìn)水口，改變水庫的運(yùn)行方式。將溢洪道堰頂高程進(jìn)行降低并拓寬，也要對(duì)其左岸的高邊坡進(jìn)行削坡處理。

2 存在的主要問題及管理措施

2.1 水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)中存在的主要問題

（1）壩頂?shù)母叨炔环弦螅航?jīng)過調(diào)洪計(jì)算，大壩壩頂高程不符防洪指標(biāo)；溢洪道在宣泄 20年至200年洪水時(shí)，水位均高出壩頂，造成水流沖刷下游壩面。

（2）大壩清基質(zhì)量差，且未經(jīng)灌漿處理，存在壩體與地基接觸帶、壩基淺層滲漏；壩基滲流性態(tài)存在嚴(yán)重安全隱患，危及大壩安全，當(dāng)水庫處于高水位運(yùn)行時(shí)，易產(chǎn)生擠壓，黃土層極易發(fā)生坍塌，預(yù)計(jì)塌岸會(huì)向壩體內(nèi)方向延伸，造成壩體產(chǎn)生缺口，影響壩體的穩(wěn)定。

（3）危及大壩安全之溢洪道功能失效：溢洪道現(xiàn)有導(dǎo)墻高度不滿足設(shè)計(jì)及校核洪水情況的高度要求，泄槽洪水將翻越邊墻，沖刷右岸下游壩坡。消能設(shè)施現(xiàn)有結(jié)構(gòu)也不滿足規(guī)范要求，下泄洪水將對(duì)下游壩腳、農(nóng)田及村寨造成重大的影響?，F(xiàn)基礎(chǔ)變形，砌石混合砂漿嚴(yán)重脫落，砌筑工程失效，左岸存滑塌現(xiàn)象，出口沒有消能設(shè)施，這降低溢洪道以及土壩的穩(wěn)定性。

（4）壩體壓實(shí)系數(shù)不符要求，碾壓不嚴(yán)實(shí)，均勻性差。

（5）需加固放水臥管：放水臥管長(zhǎng)期受庫水的沖刷，出現(xiàn)滑塌、沉陷以及滲漏的險(xiǎn)象，威脅放水臥管的穩(wěn)定。

（6）反濾存在設(shè)計(jì)不合理：由于歷史的原因，壩址反慮排水體長(zhǎng)僅 40m，不能滿足壩體下游排水的需要，造成左壩體浸潤(rùn)線升高，導(dǎo)致半坡出流，引發(fā)唄坡變形，降低其穩(wěn)定性。

（7）工程未設(shè)置基本的水情及工程監(jiān)測(cè)設(shè)施，缺乏必要的交通、通訊等管理設(shè)施，不利于水庫的運(yùn)行管理和防洪調(diào)度。

2.2 水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)管理措施

2.2.1 大壩加固設(shè)計(jì)的具體措施

根據(jù)《貴州省黔東南州麻江縣棉花沖水庫大壩安全復(fù)核報(bào)告》，參考引用壩坡穩(wěn)定分析、大壩滲流穩(wěn)定以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)得出，需要對(duì)左右壩肩、壩體、排水棱體及水庫左岸進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理。

（1）壩頂處理：現(xiàn)壩頂高程不變?yōu)?058m,壩頂寬4m，并增設(shè)防防浪墻，為鋼筋混凝土，寬0.8m，高1.2m。

（2）對(duì)上游壩面進(jìn)行處理：在壩踵處增設(shè)混凝土截水墻。然后沿截水墻布置壩基帷幕灌漿孔，用水泥進(jìn)行帷幕灌漿，使壩面防滲與壩基防滲形成一個(gè)封閉的防滲體。清除其迎水面剝脫、風(fēng)化破碎的表面亂石及表層松散的粘土，呈臺(tái)階式開挖到密實(shí)粘土層，再用粘土分層夯實(shí)碾壓達(dá)到設(shè)計(jì)壩坡體型1:2.5，然后對(duì)整個(gè)迎水壩坡面采用二布一膜復(fù)合土工膜防滲層（PE膜厚0.5mm、兩布700g/m2）鋪在15cm厚壓實(shí)細(xì)砂下墊層上，膜上鋪15cm厚砂壤土上墊層，上墊層上為6cm厚干砌C15混凝土預(yù)制塊（六角形板、邊長(zhǎng)20cm、厚6cm ）防護(hù)層。

（3）對(duì)下游坡處理：先清除下游壩面0.3m厚的表層土體，然后在培厚堆石排水棱體頂以上按1:2.5的壩坡用粘土夯筑培厚下游側(cè)壩體。培厚堆石排水棱體頂面高程1042.15m，頂寬1.5m，外側(cè)邊坡1:2.0。種植草皮來護(hù)坡，而且按要求設(shè)置橫向、豎向排水溝并和下游排水棱體相銜接。

（4）加固原有的排水棱體。

2.2.2 改進(jìn)放水洞進(jìn)口的設(shè)計(jì)

由于歷史的設(shè)計(jì)原因，大壩上游迎水面原來的放水洞臥管放水設(shè)計(jì)已不符當(dāng)前的需求，應(yīng)廢棄，在原放水涵洞進(jìn)口處增設(shè)放水鋼管及封堵混凝土。采用C15混凝土將涵洞進(jìn)口處封堵，在放水鋼管進(jìn)口處設(shè)置消力井，消力井為現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土，其頂部高程即為死水位1044.34，底板高程為1042.87m，平面尺寸為2.0m×2.0m。井口尺寸為直徑50cm的圓形。采用φ500的斜拉式雙向轉(zhuǎn)動(dòng)閘門作為檢修用，閘門采用手搖啟閉機(jī)啟閉。

2.2.3 溢洪道改進(jìn)設(shè)計(jì)的具體做法

拓寬加固改造設(shè)計(jì)溢洪道：現(xiàn)溢洪道太窄，按洪水復(fù)核計(jì)算結(jié)果對(duì)溢洪道進(jìn)拓寬加固，按現(xiàn)堰頂高程不變，將原溢流前緣凈寬改為12m的正槽實(shí)用堰，增設(shè)挑流消能設(shè)施，用C20鋼筋混凝土底板和側(cè)墻。

2.2.4 大壩安全監(jiān)控設(shè)計(jì)的具體做法

位移、沉降、滲透以及氣象監(jiān)測(cè)是大壩安全監(jiān)控項(xiàng)目設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。在這個(gè)安全監(jiān)控項(xiàng)目中，需要安裝4個(gè)觀測(cè)孔在壩最大斷面處社浸潤(rùn)線；設(shè)置位移兩條沉降斷面在上下游壩坡處；設(shè)置一處滲流監(jiān)測(cè)在反濾體下游。

3 除險(xiǎn)加固主體工程建設(shè)中的管理措施

3.1 放水洞進(jìn)口施工過程中采取的管理措施

在麻江縣棉花沖水庫除險(xiǎn)加固工程中，由于放水洞的改造繁瑣，需要將水庫放空且要修筑圍堰才能進(jìn)行施工。采用人工的方式進(jìn)行基坑內(nèi)的淤泥開挖。采用拌和站拌制的0.4m3移動(dòng)式混凝土建造進(jìn)水口，沿溜槽入倉。由于放水濺口的混凝土澆筑施工期是在安排在12～1月，而此時(shí)當(dāng)?shù)氐臍鉁卦?℃～-8℃之間，屬于低溫冬季施工，必須嚴(yán)格采取必要的監(jiān)控工程質(zhì)量的相關(guān)控制措施，以免工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。具體做法如下。

（1）對(duì)拌和水的水溫不應(yīng)該超過60℃。在混凝土拌和前，應(yīng)對(duì)拌和機(jī)進(jìn)行沖洗，用熱水沖洗，拌和時(shí)間延長(zhǎng)約50% 。

（2）所有的運(yùn)輸設(shè)備在使用之前，用熱水沖洗干凈；恢復(fù)運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，對(duì)所有的運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行加熱。

（3）冬季混凝土澆筑應(yīng)采用蓄熱法，此法適合冬季施工，施工簡(jiǎn)單，是最為經(jīng)濟(jì)的施工措施，不需額外混凝土加熱設(shè)備。

（4）采用蓄熱法施工的混凝土模板選用保溫模板，混凝土澆筑完成后立即用保溫材料覆蓋其頂面。

（5）混凝土澆筑是在水庫的河床中進(jìn)行施工，應(yīng)做好防風(fēng)措施。

3.2 溢洪道工程施工過程中采取的管理措施

麻江縣棉花沖水庫除險(xiǎn)加固工程中針對(duì)溢洪道施工，主要從下述幾個(gè)方面進(jìn)行了管理。

3.2.1 混凝土的質(zhì)量控制方法

在開始混凝土的澆筑作業(yè)之前，需要對(duì)倉內(nèi)基礎(chǔ)進(jìn)行徹底檢查，確保模板、鋼筋以及預(yù)埋件的位置都符合設(shè)計(jì)要求，全部驗(yàn)收合格之后才可以開始澆筑。在澆筑的過程中一定要按照相應(yīng)的厚度、順序以及具體的方向等進(jìn)行分層澆筑。注意在澆筑斜面時(shí)應(yīng)該從低處逐漸向高處澆筑，確保水平分層，避免出現(xiàn)骨料集中的問題。

利用振搗器提高密實(shí)度，振搗工作在混凝土的下降不再明顯、沒有氣泡出現(xiàn)、開始泛漿以后停止。對(duì)于不合格的混凝土一律不得入倉，已經(jīng)變硬的混凝土不得繼續(xù)使用。在對(duì)施工縫進(jìn)行處理的過程中，需要根據(jù)混凝土的硬化程度，通過采用鑿毛等方法進(jìn)行有效處理，將混凝土表面殘留的松弱層等全部清除并確保其表面保持干凈。在完成混凝土的澆筑工作之后要做好覆蓋保護(hù)工作，并保持混凝土表面濕潤(rùn)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定合理安排混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，確?；炷帘砻婢哂休^高的平整度。

3.2.2 鋼筋的質(zhì)量控制措施

在溢洪道工程施工過程中采用的鋼筋必須具有出場(chǎng)證明書以及相關(guān)的試驗(yàn)報(bào)告單；每批鋼筋在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之前都應(yīng)該進(jìn)行冷彎試驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后才可以使用；保證鋼筋的數(shù)量、安裝的位置與施工設(shè)計(jì)的相一致；焊縫一定要結(jié)實(shí)不能有裂縫，也要避免漏焊。

3.2.3 干砌石的質(zhì)量控制

在施工的過程中一定要確保使用的材料能夠有很好的抗風(fēng)化的能力，禁止使用有裂縫的石頭。通過錯(cuò)縫鎖結(jié)的方式進(jìn)行砌筑工作，裂縫寬度控制在25mm內(nèi)，保證其邊緣能夠順直。

4 除險(xiǎn)加固工程建設(shè)中的其他管理措施

（1）為確保工程質(zhì)量，麻江縣棉花沖水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按“四制”組織實(shí)施。設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定和解釋、施工驗(yàn)收的相關(guān)規(guī)范、技術(shù)交底要求以及工程施工中簽署的各項(xiàng)合同要求等內(nèi)容要熟知；嚴(yán)格監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，及時(shí)掃清干擾阻礙物，做好高程點(diǎn)的檢查以及軸線的定位工作；嚴(yán)格審核施工情況，落實(shí)檢查制度，保證項(xiàng)目經(jīng)理、監(jiān)理工程師和業(yè)主工程負(fù)責(zé)人達(dá)到工作崗位；嚴(yán)格控制施工過程中所用的材料、設(shè)備的質(zhì)量；認(rèn)真檢查承包商提供的設(shè)計(jì)；控制并改善生產(chǎn)環(huán)境中的各項(xiàng)相關(guān)措施，嚴(yán)守工程質(zhì)量關(guān)。

（2）為施工方提供必要的幫助以及監(jiān)督，棉花沖水庫除險(xiǎn)加固工程要嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)范進(jìn)行施工，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量檢查控制體系；健全施工工序移交過程的驗(yàn)收規(guī)范；對(duì)隱蔽工程的檢查工作不能放松；對(duì)于工程變更要做好相關(guān)的手續(xù)并備案留底；合理行使質(zhì)量監(jiān)督權(quán)，為保證質(zhì)量必要時(shí)行使停、復(fù)工令；發(fā)生事故時(shí)，做好處理工作并建立施工質(zhì)量日志保證施工質(zhì)量。

（3）嚴(yán)格檢查和審核竣工資料、質(zhì)量檢查報(bào)告以及工程相關(guān)的質(zhì)量技術(shù)文件，撰寫施工技術(shù)目錄，建立相關(guān)文檔；先對(duì)工程質(zhì)量狀況做出科學(xué)的評(píng)估然后組織試運(yùn)行工作，并對(duì)工程做出初步驗(yàn)收。

5 結(jié) 語

簡(jiǎn)而言之，該水庫的除險(xiǎn)加固工程的實(shí)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生積極的影響，不僅能夠保護(hù)下游人民的財(cái)產(chǎn)安全，也能改善周邊的自然環(huán)境。所以，在進(jìn)行除險(xiǎn)加固工程的過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)監(jiān)督審核措施，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保工程能夠順利完工，使該工程發(fā)揮應(yīng)有的效益。

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[2]劉應(yīng)宗,郭漢丁,孟俊娜.我國政府建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督工作的轉(zhuǎn)變[J].建筑濟(jì),2002,(2)

[3]中國水利水電基礎(chǔ)工程局.DL/T5148－2001水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國電力出版社,2001

[4]黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院 《貴州省黔東南州麻江縣棉花沖水庫大壩安全復(fù)核報(bào)告》2011

[5]中國水利部.土石壩養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程 (SL210－98).中國水利水電出版社,1998