水庫輸水隧洞除險加固措施分析

田如軍

(松桃苗族自治縣水務局，貴州 松桃苗族自治縣 554100)

水庫輸水隧洞除險加固措施分析

田如軍

(松桃苗族自治縣水務局，貴州 松桃苗族自治縣 554100)

目前，國內的水庫建設數(shù)量不斷增加，且廣泛分布于各個地區(qū)，壩體的結構樣式也變得多種多樣。這些水利工程在防洪減災方面發(fā)揮了巨大的作用，此外，在農業(yè)灌溉、國民日常用水以及工業(yè)生產中也具有不可代替的作用。但是隨著時間的推移以及多種因素的影響，當前許多水庫滲透、老化等情況，極大影響了水庫的正常運行。因此，要對這些老水庫、病水庫進行定期的除險加固，避免病態(tài)水庫帶來的危害。在水庫的除險加固中，輸水隧洞的加固是一個重要組成部分。文章以某一具體水庫的輸水隧洞加固工程為例，分析該工程方案，為相關工程做指導。

水庫；輸水隧洞；除險加固；防洪減災

1 實例概況

以某一水庫為例，探討該水庫輸水隧洞的除險加固。輸水隧洞位于該水庫大壩右岸山體中，為圓型有壓輸水隧洞，鋼筋混凝土結構，主要由進口豎井、洞身、出口閘室及消力池等組成。

進口豎井為鋼筋混凝土結構，井高24.0m，檢修平臺高程119.32m，豎井斷面尺寸5.4×3.6m，壁厚0.4～0.8m。井內設平面檢修閘門和工作閘門各1扇，其孔口尺寸為2.0×2.0m(寬×高)，工作閘門啟閉機容量500kN，檢修閘門啟閉機容量400kN，均為手搖螺桿式啟閉機控制。

2 輸水隧洞存在問題

2.1 輸水隧洞進口豎井方面

進口豎井混凝土澆筑質量差且變形較大，蜂窩麻面嚴重；上下預埋鋼筋爬梯等輔助設施銹蝕損壞嚴重；啟閉機房破爛不堪；工作橋碳化嚴重，橋面欄桿破損，橋面高程(119.32m)低于設計水位(121.76m),運行不安全。檢修閘門門體變形，銹蝕嚴重，不能運行；工作門門體及埋件銹蝕損壞嚴重，強度不滿足要求；起閉設備老化，損壞嚴重，無法正常工作。

2.2 輸水隧洞洞身方面

洞身混凝土強度與C10混凝土，相比低且表面存在不同程度的蜂窩麻面、多條貫穿性環(huán)向裂縫、露筋、沖刷及蝕坑等缺陷，分縫處止水破壞，結構滲水、漏水嚴重[1]。

2.3 輸水隧洞出口方面

出口消力池沖刷嚴重，淤積較深，池深、池長不滿足設計要求；出口控制閘閥銹蝕損壞。

2.4 問題分析

洞身混凝土強度低，存在裂縫，漏水，洞頂未進行回填灌漿。進口豎井、工作橋混凝土碳化、破損、裂縫。出口附近山體滲水嚴重，出口消力池池深、池長不滿足規(guī)范要求。

3 輸水隧洞加固注意事項

在施工時，選擇合理的施工程序、施工工藝和技術措施是保證工程質量的關鍵[2]。

3.1 洞內加固注意事項

在輸水隧道加固施工過程中，通常采用U型鋼支護的方式來對冒頂放段進行支撐，同時在兩側墻進行現(xiàn)澆混凝土，并且對于壩頂噴射出混凝土，并通過混凝土形成一種新型的加固墻體結構，從而確保輸水隧道工程的整體性和安全性。但是，在多數(shù)水庫施工的過程中，普遍都存在著基本數(shù)據(jù)不清、不全或洪水標準偏低的問題。因此，針對這種現(xiàn)狀，在處理病險水庫時應首先通過調查研究，核實、校驗、補充、修整容易受到雨水沖刷的部位、庫容和水文、水力計算等有關參數(shù)，執(zhí)行現(xiàn)行洪水標準，按照國家新頒布的洪水計算方法復核洪水和調洪演算，結合壩坡穩(wěn)定分析計算，確定壩頂高程、壩坡坡比和溢洪道、輸水涵的有關邊界尺寸。

3.2 塌方預防

1)超前支護，分斷面開挖，減少圍巖一次性暴露面及時進行噴錨支護；開挖成洞后，模筑混凝土緊跟；加強收斂量測，校核一次支護。

2)開挖爆破時，避免因強爆破或裝藥過多引起強烈震動而引發(fā)塌方，合理掌握開挖進度。

3)防止在不適當?shù)耐Ｖ故┕r沒有做好施工排水，使圍巖長期浸泡，處于飽和狀態(tài)，山巖壓力增大，圍巖強度下降，一經擾動引起的塌方。

4)施工過程中應經常進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)發(fā)生塌方的種種預兆，及時采取工程技術措施，在掘進到地質不良圍巖破碎地段，應采取“先排水、短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌、勤量測”的施工措施。

4 輸水隧洞除險加固處理措施

4.1 加固處理方案

依照存在的問題，為洞身加固做了詳細的方案設計。實際設計中，選擇的加固方案為黏貼碳纖維布方案。在隧洞上游進口做一施工圍堰，豎井進行碳化處理，新建大壩至啟閉機房的公路及工作橋；洞身進行回填及固結灌漿、止水修復、混凝土表面鑿毛處理，后內襯碳纖維布，洞徑基本不變；拆除并重建出口閘室、消力池及交通橋；更換進口檢修閘門和工作閘門的門槽埋件。該方案的優(yōu)點是直接對原建筑隧洞供水斷水時間較短物加固，閘室、洞身及進口段底板不需拆除，不需埋設鋼管。

4.2 洞身滲水處理

為了處理滲水現(xiàn)象，要對洞身進行加固設計，工序為：基面處理→涂刷新老混凝土界面處理劑→分層粉刷高強砂漿約1～2cm→養(yǎng)護。

洞壁裂縫：根據(jù)檢測報告及現(xiàn)場復查結果，對裂縫按規(guī)范進行處理，縫寬<0.15mm者封閉處理；縫寬≥0.15mm 者均進行灌漿處理。止水修復：沿伸縮縫鑿一梯形槽，深10cm，面寬25cm，底寬30cm，用扁鐵及膨脹螺栓壓10mm厚止水橡皮，梯形槽內回填環(huán)氧砂漿?；靥罴肮探Y灌漿：原隧洞洞頂未進行回填灌漿，出口附近山體滲水嚴重。為加固圍巖，擬進行固結灌漿，兼顧洞頂回填灌漿。灌漿孔排距 3m，每排4孔，梅花形布置，入巖1.5m。門槽埋件更換：更換工作門、檢修門門槽埋件，門槽二期混凝土拆除重建。洞身處理：內壁均黏貼碳纖維布(除伸縮縫外)，以增強結構的整體變型能力和確保結構的強度。從檢驗中發(fā)現(xiàn)洞身混凝土指標偏低，碳化嚴重，鋼筋銹蝕等突出，建議沿洞身自下而上黏貼L—200型碳纖維布，黏貼之前整個內壁的缺陷必須處理到位，然后用高強砂漿找平。黏貼碳纖維布的工藝過程應嚴格按相關施工規(guī)程規(guī)范辦理。待黏貼完畢后外黏粗黃砂一層，增加粗糙面，便于外粉高強抗沖磨材料，粉刷厚度為10～20mm，使之形成整體，達到抗沖刷并保護碳纖維之目的，同時外觀顏色也與混凝土相近，也對城市供水水質的環(huán)保提供了保障。出口閘室：出口閘室拆除重建，設工作門一道。出口消力池、公路橋拆除重建。

供水管埋設：根據(jù)該鎮(zhèn)的供水要求，在輸水隧洞出口工作閘前鋪設2根內徑60cm、壁厚10mm的供水鋼管，與原供水管道連接。岔管與隧洞夾角為45°，為便于輸水管檢修，在兩根鋼管與供水管道連接處分別設2個控制閘閥。

4.3 后期運行管理

為了保證輸水隧洞能夠有效運行，除了在設計前進行有效的設計，還要對輸水涵洞進行有效管理。依據(jù)隧洞的實際情況，制定完善合理的管理制度，對輸水隧洞進行定期的檢查、維護以及修理。這一工作分為進口段、洞身段、出口段3個方面，依據(jù)相關規(guī)定對這3個方面進行分析，充分把握這3個方面的運行工況，從而提出具體的處理措施。

5 結 語

參照該設計方案，有效的對該水庫輸水隧洞進行了加固處理。當前，國內有許多老舊水庫以及小水庫存在各種問題，相關部門要定期的對這些水庫進行除險加固，實際的除險加固中，要事先對輸水隧道的實際情況進行分析，設計出既經濟又合理的加固方案，對水庫輸水隧道進行有效加固，保證水庫的安全運行。

[1]鄧利勇.水庫除險加固工程施工進度保證措施分析[J].內江科技，2011(08):144.

[2]張紅艷,王世勇，過澤慧.聚丙烯纖維混凝土與土工合成材料在水利水電工程上的應用[J].黑龍江科技信息，2009(32)：325.

1007-7596(2014)03-0112-02

2013-12-12

田如軍(1975-)，男，貴州松桃人，工程師，主要從事水利水電工程建筑工作。

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