淺談林州市沙蔣水庫除險加固工程

□楊帥兵 □原中亮（林州市水務局）

0 引言

在當前我國的各項基礎設施建設中，水利設施建設仍處于薄弱環(huán)節(jié)，頻繁發(fā)生的水災和旱災時刻提醒著加強水利建設的重要性。因為除險加固工程的質量直接關系到水庫病害的發(fā)生，與人民群眾的生命財產(chǎn)安全也息息相關，所以對水庫進行除險加固工程尤為重要。沙蔣水庫于1975年10月動工修建，1977年12月完成，位于河南省林州市，是?。?）型水庫，由于多年運行存在一些病險問題，需要對沙蔣水庫進行除險加固。

1 沙蔣水庫概況

1.1 工程條件

沙蔣水庫位于河南省林州市陵陽鎮(zhèn)沙蔣村東約1km處，屬于海河流域衛(wèi)河水系，是洹河支流上的一座以防洪、工業(yè)供水和灌溉為主的小(2)型水庫，是紅旗渠灌區(qū)調蓄配套工程。洪水標準為20年一遇設計，200年一遇校核。水庫總庫容18萬m3，興利庫容13萬m3，死庫容0.70萬m3，設計灌溉面積33.33hm2。

1.2 自然條件

水庫流域屬暖溫帶大陸性氣候，氣候變化受季風影響，四季分明，春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季涼爽季短，冬季寒冷干燥。多年平均氣溫13℃，最高氣溫40.80℃，最低氣溫-23.60℃。最大風速20m/s，標準凍結深度0.40m，無霜期205d。多年平均降雨量650mm，年內(nèi)平均分配很不均勻，7-9月份降雨量占全年的70%左右。由于降雨集中，洪水暴漲暴落，極易造成洪災，冬春季干旱少雨，又容易形成旱災。

2 沙蔣水庫存在病險的原因

沙蔣水庫由于多年運行存在一些病險問題：大壩防洪標準低；筑壩材料不合格、填筑質量差；上游壩坡無護坡；下游邊坡不穩(wěn)定，下游壩坡浸潤線出溢點高，下游無排水設計等。存在這些病險原因如下：

2.1 設計防洪標準低

沙蔣水庫建于20世紀70年代，屬于?。?）型水庫，由于歷史原因，當時水利工程制定的防洪標準低。雖然20世紀80年代后期完善了與水利工程相關的建設標準和規(guī)范，但之前建設的中小型水庫普遍存在防洪能力低的情況。

2.2 設計缺陷

由于20世紀的生產(chǎn)力有限，工程洪水計算通常采用查圖法或參照鄰近工程的資料，導致計算成果與實際有很大出入，因此，造成沙蔣水庫設計布局不合理，如上游壩坡無護坡，下游無排水設計等設計缺陷。

2.3 施工質量控制不嚴格

當時我國仍處于施工技術完善，施工機械短缺的年代，對水庫筑壩材料沒有統(tǒng)一的要求，以及土體的處理無法達到設計要求。因此，沙蔣水庫存在著筑壩材料不合格、填筑質量差等問題，這些問題累積起來就會導致水庫壩體出現(xiàn)滲漏至滑坡。

沙蔣水庫由于受當時經(jīng)濟力量以及技術條件的約束，水庫壩體為均質土壩，與如今的混凝土大壩相比，砌體結構的強度和抗腐蝕性都不如混凝土大壩。在經(jīng)幾十年的腐蝕后容易產(chǎn)生裂縫，嚴重時甚至會失穩(wěn)坍塌。

3 沙蔣水庫除險加固工程

3.1 除險加固工程包括的內(nèi)容

水庫除險加固工程主要包括：①樁號(0+000～0+200)壩頂以下2m厚壩體翻修；樁號(0+000～0+300)上游壩坡護砌，新建踏步；樁號(0+000～0+300)下游壩坡培厚、整修、植草，新建踏步、排水溝及壩腳排水棱體；樁號(0+000～0+370)壩項路面硬化，新建壩頂防浪墻。②整修溢洪道進口導墻，（進口～樁號0+020）底板混凝土護砌，控制段、泄槽段漿砌石局部修補，末端設消能設施。③輸水洞加長，末端原砌石拱圈拆除重建；更換閘門及啟閉設施。④增設大壩觀測設施。⑤新建管理房50m2。

除險加固工程需完成工程量：混凝土0.11萬m3；土石方開挖0.41萬m3；土石方填筑1.48萬m3。工程施工主要材料有：土料、水泥、砂、碎石、鋼材、塊石等。土料可在周邊開采，砂料、碎石等均可由當?shù)夭少彙?/p>

3.2 大壩工程施工

3.2.1 壩頂翻修、下游壩坡培厚

沙蔣水庫壩頂及下游壩坡需填筑部位填筑前應清除施工范圍內(nèi)草皮，采用人工清理、推運。先將壩坡清理成臺階狀后進行壩體填筑，填筑時分層碾壓夯實，每層填土厚0.20～0.30m，采用74kW推土機攤鋪平整，羊角碾碾壓，邊角部位采用2.80kW蛙式打夯機夯實，壓實標準應符合設計要求。填筑完成后按設計邊坡進行削坡。

壩頂回填碾壓后，上游側現(xiàn)澆混凝土防浪墻，下游側埋設路緣石。壩頂泥結碎石路面采灌注法施工，拌制泥漿，碎石攤鋪，采用雙輪壓路機進行初次碾壓，灌漿并使用8t壓路機進行帶漿碾壓，待表面已干內(nèi)部泥漿尚屬半濕狀態(tài)時，進行最終碾壓。

3.2.2 上游壩坡護砌

將沙蔣水庫上游壩坡削坡平整后，鋪筑砂礫墊層，澆筑混凝土護坡面板?；炷撩姘宓臐仓夯炷涟韬蠙C安置在壩頂上，所用原材料的水泥、沙、碎石都沿壩軸線堆放，由0.40m3攪拌機拌制，機動翻斗車水平運輸用溜槽至壩坡模板方格處，按從下至上順序澆筑。

3.2.3 下游壩坡修整

沙蔣水庫下游壩坡按設計培厚平整后，先按照設計進行排水溝、踏步的施工，然后撒播草籽。排水溝、踏步采用C20混凝土現(xiàn)場澆筑。

沙蔣水庫下游壩腳排水棱體應與壩坡培厚同時施工，先鋪筑反濾墊層，再砌筑干砌塊石。干砌石施工應符合以下要求：石塊要用手錘加工，打擊口面。不得使用裂石和風化石。長度在30cm以下的石塊，連續(xù)使用不得超過4塊，且兩端須加丁字石。一般長條形丁向砌筑，不得順長使用。墊層鋪設與干砌石砌筑配合進行，隨鋪隨砌。

3.3 溢洪道工程

沙蔣水庫溢洪道工程主要包括溢洪道清理、混凝土護底、漿砌石擋墻等工程。

3.3.1 溢洪道清理

人工清理溢洪道內(nèi)雜草及風化巖石，清理進口降至設計高程，棄渣由人工裝車運至棄渣場，運距300m。

3.3.2 混凝土工程

溢洪道混凝土護底所需混凝土采用移動式0.40m3攪拌機現(xiàn)場攪拌，人工支設模板，混凝土由人工輔助入倉，振搗密實、養(yǎng)護。

3.3.3 槳砌石擋墻工程

要嚴格控制塊石大小及砂漿標號，石料應質地堅硬，無風化。施工要做到砂漿飽滿，錯縫砌筑，勾縫整齊密實，大石砌面，小石填縫。

3.4 輸水洞工程

輸水洞工程主要包括混凝土工程、漿砌石擋墻工程等。

3.4.1 混凝土工程

沙蔣水庫的輸水洞混凝土工程，主要為工作洞拱圈改造。

輸水洞工作洞出口砌石拱圈拆除后，采用混凝土重新澆注并加長。在輸水洞出口附近設置1臺0.40m3混凝土攪拌機，采用混凝土罐吊裝混凝土入倉，人工振搗。

混凝土工程應按技術規(guī)范施工。施工時要注意以下幾個問題：①要把好骨料質量關，其中包括強度、抗凍、化學成分、顆粒形狀、級配和雜質含量等；②模板要符合要求，應安裝和拆除方便，拼裝嚴密準確不漏漿，表面平整，不產(chǎn)生過大變形，有足夠強度等；③鋼筋抗壓抗拉強度要符合設計要求，安裝時易采用整裝，這樣可防止過大變形和破壞，有利于提高安裝質量，提高工效，降低成本；④混凝土澆筑的各個施工過程：澆筑前的準備作業(yè)，澆筑時入倉輔料、平倉振搗和澆筑后的養(yǎng)護等必須按照有關施工規(guī)范嚴格執(zhí)行。

3.4.2 出口漿砌石八字墻工程

要嚴格控制塊石大小及砂漿標號，石料應質地堅硬，無風化。施工要做到砂漿飽滿，錯縫砌筑，勾縫整齊密實，大石砌面，小石填縫。

3.4.3 金屬結構

輸水洞鋼管末端更換DN400閥門，必須由持有生產(chǎn)許可證的廠家制造和安裝。閥門安裝調試完畢，應作試運行3次。金屑結構設備制造及安裝應嚴格遵守相關規(guī)范、規(guī)定。

4 結語

沙蔣水庫作為林州市重要的水利工程設施，在防洪、排澇、農(nóng)業(yè)灌溉等方面發(fā)揮著重要作用。由于多年的運行，沙蔣水庫存在病險情況，因此要刻不容緩對其進行除險加固，保持水庫安全順利運行。

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[2]姜倩.王爺陵水庫除險加固工程[J].建筑工程技術與設計，2014（25）.

[3]范朝暉.淺談水庫除險加固工程效果[J].城市建設理論研究，2014（23）.