實(shí)例分析小型水庫除險(xiǎn)加固

包羅福

(思南縣水務(wù)局代家溝水系工程管理所，貴州思南565100)

0 引言

水庫出現(xiàn)病險(xiǎn)，不僅降低對(duì)洪水的調(diào)控能力，削弱其自身的防洪減災(zāi)功能，也會(huì)致使水庫不能安全運(yùn)行，會(huì)給下游廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

小型水庫除險(xiǎn)加固是近年來全國水利工程建設(shè)的重要任務(wù)之一，如何加強(qiáng)施工過程技術(shù)應(yīng)用于管理是水利工作者當(dāng)前面臨的首要問題[1]。

因此，為了確保水庫的安全運(yùn)行，有必要在對(duì)病險(xiǎn)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固建設(shè)中充分發(fā)揮施工技術(shù)的應(yīng)用，并加強(qiáng)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)研究，解決病險(xiǎn)水庫的安全隱患，從而達(dá)到水庫正常的使用效果。

1 工程概況

某水庫是以防洪與灌溉為主的小(2)型水庫，由于水庫建設(shè)年代久遠(yuǎn)，施工技術(shù)較為落后，水庫已經(jīng)難以滿足防洪的要求，當(dāng)前存在滲漏問題，必須對(duì)其進(jìn)行綜合治理，以保證社會(huì)效益。

2 小型水庫除險(xiǎn)加固措施

2.1 施工導(dǎo)流圍堰施工技術(shù)

施工圍堰利用引水渠和放水塔等開挖的土方填筑，引水系統(tǒng)竣工后拆除;渠道防沖設(shè)施和引水洞出口消力池施工導(dǎo)流的結(jié)構(gòu)形式與引水系統(tǒng)施工導(dǎo)流結(jié)構(gòu)形式相同，圍堰高程比水位高出1 m。

圍堰采用黏土堆填，堰頂寬為1 m，迎水面邊坡和背水面均為1∶1.5的自然坡。各施工點(diǎn)的具體施工圍堰和導(dǎo)流待有詳細(xì)的現(xiàn)場水文資料后再作設(shè)計(jì)，導(dǎo)流段剖面圖見圖1。

土石圍堰施工前，根據(jù)施工材料的需用量，做好填筑材料的備料，填筑材料主要利用開挖料，測量放樣圍堰的清基范圍。

土石圍堰采用土料堆填的方式施工，用自卸汽車運(yùn)輸開挖料至圍堰工作面，采用人工配合堆填，打夯機(jī)夯實(shí)，按設(shè)計(jì)要求控制坡比，讓土石緊密結(jié)合，以提高堰體的穩(wěn)定性。

堰體堆土石過程中，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制坡比和堆填順序，現(xiàn)場值班觀測，及時(shí)調(diào)整，確保堆砌的斷面符合設(shè)計(jì)要求[2]。

2.2 土方開挖

土方開挖主要采用1 m3挖掘機(jī)開挖，10 t自卸汽車運(yùn)輸。因土方開挖斷面較大，土方開挖深度較深，因此采取分層開挖，可利用土料和廢棄土料用自卸汽車通過壩頂分別運(yùn)至指定地點(diǎn)堆放，機(jī)械開挖不到處，再配以人工開挖修整找平。

開挖前，需要了解清楚工程的地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水文地質(zhì)狀況，采取有效措施預(yù)防可能發(fā)生的崩塌體、滑坡體。

特別是在陡坡下施工時(shí)，需要查看其穩(wěn)定性，做好必要的清理支護(hù)工作。在開挖過程中注意基礎(chǔ)施工排水，在基礎(chǔ)四周挖一明溝排水，與集水井相連，注意基坑滲水和泡泉，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)處理。

基礎(chǔ)等部位按設(shè)計(jì)要求開挖到位后，應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)、邊坡清理，清除表面所有的松散體，對(duì)陡坎部位，應(yīng)將頂部削成純角或園弧狀，人工整平、打夯機(jī)夯實(shí)開挖松土層，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工，檢查開挖平面的尺寸和標(biāo)高、坡度和平整度。

圖1 導(dǎo)流段剖面圖

2.3 抽排水措施

圍堰填筑形成的基坑較小，基坑排水量不大，每個(gè)基坑形成時(shí)安排若干臺(tái)潛水泵抽排水，初期排水時(shí)基坑內(nèi)每天水位下降幅度控制在有關(guān)規(guī)范允許范圍內(nèi)。

搞好截、排水系統(tǒng)，首先在工作作業(yè)面頂部周圍設(shè)置截、排水溝，將基坑周圍的雨水、施工生產(chǎn)生活水截、排到基坑外。施工過程中，工作面根據(jù)現(xiàn)場具體情況設(shè)置排水溝，排水溝做成1%～2%的坡勢，以利排水[3－6]。

2.4 土方碾壓

土料壓實(shí)是控制施工質(zhì)量的關(guān)鍵工序，由于土料的離散特性，通過碾壓試驗(yàn)確定施工參數(shù)與壓實(shí)機(jī)械，對(duì)于本項(xiàng)工程，要認(rèn)真進(jìn)行土料的碾壓試驗(yàn)，試驗(yàn)位置選在各個(gè)料場，分別取相應(yīng)土料進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。

碾壓試驗(yàn)前先進(jìn)行室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)以初步選定最優(yōu)含水量。碾壓試驗(yàn)前對(duì)土場進(jìn)行充分的調(diào)查，掌握各個(gè)土場材料的物理力學(xué)性質(zhì)，以便選擇代表性土場進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，使其碾壓試驗(yàn)得出的參數(shù)能代表各個(gè)料場。

為了解各料場土料的壓實(shí)性能，首先進(jìn)行土料的室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)，以便根據(jù)設(shè)計(jì)要求初步選定壓實(shí)功能與最優(yōu)含水量。

2.5 止水、伸縮縫設(shè)施和埋設(shè)件安裝

止水片安裝的時(shí)候，首先需要放線，接著進(jìn)行安裝，為了防止撕裂和變形，需要使用鋼筋支架將其固定。

一旦發(fā)現(xiàn)金屬止水片存在不干凈、不平整、有釘孔或砂眼等問題，則應(yīng)該處理后再安裝或者直接放棄使用。根據(jù)銜接的厚度不同，止水銅片存在咬接、折疊及搭接等方式，一般搭接度要≥20 mm，搭接和咬接部位需要焊接雙面。

在安裝之前，所有構(gòu)件都需要進(jìn)行質(zhì)量檢查，不達(dá)到施工圖紙要求的則需要返工后在進(jìn)行安裝操作。

在埋設(shè)件安裝之前，首先需要依據(jù)施工圖紙對(duì)其準(zhǔn)確位置進(jìn)行測量放樣，然后在進(jìn)行下一步施工。

用鋼材進(jìn)行加固，采用電焊點(diǎn)焊或焊接加固，電焊工需要相關(guān)的上崗資格證，否則不能進(jìn)行操作。

2.6 混凝土入倉與平倉

為了使混凝土不出現(xiàn)分離、漏漿和嚴(yán)重泌水現(xiàn)象，從攪拌機(jī)出來的混凝土應(yīng)迅速運(yùn)達(dá)至澆筑地點(diǎn)。入倉時(shí)，應(yīng)防止離析，最大骨料粒徑150 mm的四級(jí)配混凝土自由下落的垂直落距≤1.5 m，骨料粒徑＜80 mm的三級(jí)配混凝土其垂直落距≤2 m。

優(yōu)先采用通倉平鋪鋪料法，這一方法不能滿足通倉澆筑時(shí)，才考慮采用臺(tái)階澆筑法或斜層澆筑法。鋪料的厚度根據(jù)攪拌、運(yùn)輸和澆筑能力、振搗器的性能及氣溫因素和工作倉面的大小來決定。

在斜面上澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)從最低處開始，3 m3臥罐卸料時(shí)，首先均勻多點(diǎn)下料，入倉混凝土隨鋪隨平倉，倉內(nèi)若有粗骨料堆疊時(shí)要均勻分布到砂漿較多處，但不得用砂漿覆蓋，以免造成內(nèi)部蜂窩。在靠近模板和鋼筋較密的地方，輔以人工鏟料平倉，使骨料均勻分布。

不合格的混凝土嚴(yán)禁入倉，已入倉的不合格料必須清除?；炷琳駬v采用插入式高頻振搗器，板梁結(jié)構(gòu)部位采用軟軸插入式振搗器、平板振搗器振搗。

振搗器不能直接碰撞模板、鋼筋和予埋件，以防模板走樣和予埋件移位?；炷翝仓r(shí)，嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水，如發(fā)現(xiàn)和易性較差，應(yīng)采取加強(qiáng)振搗的方法來保證其質(zhì)量[7－9]。

2.7 砌石工程

砌石工程包括砌筑方法和漿砌石施工措施。

2.7.1 砌筑方法

砌石石料采用毛石料，石料必須選用質(zhì)地堅(jiān)硬，不易風(fēng)化，無剝落層，沒有裂紋的巖石。石料的抗水性、抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

砌石前，設(shè)置坡度桿，每層掛線砌筑。塊石砌筑時(shí)，石塊分層臥砌，先砌角石、面石，后砌腹石，角石、面石選用長短不一的大塊石，并要每塊進(jìn)行試放修鑿，砌石做到表面平整，上下錯(cuò)縫，內(nèi)外搭砌，塊石之間空隙用小石塞緊。

砌石按設(shè)計(jì)要求設(shè)置沉降縫。砌體結(jié)構(gòu)尺寸和位置，必須符合施工設(shè)計(jì)規(guī)定，其砌體的允許偏差符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。

2.7.2 漿砌石施工措施

漿砌石的石料一般為毛石料，石料要滿足不易風(fēng)化、質(zhì)地堅(jiān)硬沒有裂紋、無剝落層等要求。石料的抗壓強(qiáng)度、抗水性等需要滿足設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。砂漿需要滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的等級(jí)要求。采用座漿法砌筑漿砌石砌體，邊鋪漿邊砌筑[10]。

砌筑前，需要設(shè)置坡度桿進(jìn)行拉線砌筑。砌筑的時(shí)候，石塊應(yīng)該分層臥砌，采用上下錯(cuò)縫、內(nèi)外搭砌的方式。

丁砌石分布比較均勻，在砌石的時(shí)候，首先要砌角石，然后砌鑲面石，最后才砌腹石。在砌角石的時(shí)候，需要選擇大小適宜、較方正的石塊，進(jìn)行試放，有時(shí)需要修鑿，之后才鋪漿砌筑，要確保角石安放在準(zhǔn)確的位置，砌好角石后需要把樣線掛到上面，再踐行面石(面石直徑≥30 cm)的砌筑。

為了提高砌筑的質(zhì)量，砂漿鋪砌前需在石料上灑水，需被砂漿充分吸收，但不得有積水殘留，一般的灰縫厚度設(shè)置為20～35 mm，灌填砂漿后需要采用小石子填塞較大空隙。

若砌石工作需要中斷，則中斷前需要在石塊間填滿小石子、砂漿，但不需要抹漿，續(xù)砌時(shí)要清掃小石子、砂漿，并灑水濕潤?；A(chǔ)砌石之前，需要在驗(yàn)收合格的地面上鋪設(shè)稠砂漿，其厚度為3～5，第一層石塊需要大面朝下。

砌體的洞穴及交叉、轉(zhuǎn)角及第一層、孔口等處，都需要選擇大塊的平整毛石，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置砌體的沉降縫。依據(jù)不同的部位，每40～100 m3砌體留置一組砂漿試塊，一般每組為3塊。

等級(jí)相同的砂漿試塊的平均強(qiáng)度需要大于等于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)。根據(jù)施工詳圖進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)水泥砂漿抹面的施工，確保抹面達(dá)到一定的厚度，保證表面平整光滑[11－12]。

3 結(jié)語

就目前而言，我國的各類小型水庫都存在一定的病險(xiǎn)狀況。這在很大程度上影響了水庫的性能，而且還會(huì)對(duì)水庫下游地區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成巨大的威脅。因此，病險(xiǎn)小型水庫已經(jīng)成為我國防洪系統(tǒng)中最為薄弱的環(huán)節(jié)，必須要及時(shí)進(jìn)行除險(xiǎn)加固工作。

值得注意的是，相關(guān)企業(yè)在加強(qiáng)小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的同時(shí)，還需要控制好除險(xiǎn)加固工程的施工質(zhì)量，以期徹底解決小型水庫中存在的安全問題。

[1]陳開武，惠仕兵，宋光普．病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固問題探討[J]．四川水利，2005(03):30 －32．

[2]萬達(dá)．水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)分析[J]．廣東科技，2010(24):183－184．

[3]王巖波．關(guān)于小型水庫除險(xiǎn)加固建設(shè)質(zhì)量控制的分析研究[J]．中國水運(yùn):下半月，2011(09):170－171．

[4]張軍儒，牛杰．淺談小型水庫除險(xiǎn)加固建設(shè)中的質(zhì)量問題[J]．陜西水利，2009(04):122 －123．

[5]劉艷芳，徐冬梅，劉玉新．小型水庫除險(xiǎn)加固問題探討[J]．水利科技與經(jīng)濟(jì)，2008(04):61 －62．

[6]孫竹梅．淺談我國小型水庫除險(xiǎn)加固的現(xiàn)狀及對(duì)策[J]．黑龍江科技信息，2011(02):314．

[7]謝祥萬．小型水庫除險(xiǎn)加固工程質(zhì)量控制[J]．中國水利，2012(20):60－61．

[8]陳建設(shè)．淺述水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)與施工[J]．中國水運(yùn):下半月，2012(01):190 －191．

[9]陳建設(shè)．小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固問題探討[J]．水利天地，2012(02):37－38．

[10]孛永平．小水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案的選取[J]．中國農(nóng)村水利水電，2012(04):150 －151，154．

[11]孫海燕．關(guān)于小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)問題的探討[J]．科技風(fēng)，2012(03):122．

[12]張海濤．淺談小型水庫的除險(xiǎn)加固技術(shù)[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012(09):67．