湖南省隆回縣清塘水庫加固施工分析

文滿蕓

（湖南省隆回縣元木山電灌管理站，湖南 隆回 422200）

研究當(dāng)前小型水庫的基本情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前小型水庫存在技術(shù)限制、材料因素和維護(hù)因素等的影響，導(dǎo)致小型水庫的功能性降低，對(duì)下游農(nóng)耕造成干擾。部分小型水庫存在水涵洞破損、漏水等、大壩無觀測(cè)水尺等問題，亟需改進(jìn)[1]。基于此，本文已湖南省隆回縣清塘水庫為例，對(duì)具體加固施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 工程概況

湖南省隆回縣清塘水庫興建于1975 年，至今已經(jīng)運(yùn)行40多年。水庫干流全長(zhǎng)0.34 km，平均坡降18.9%，正常蓄水位291.68 m，相應(yīng)庫容 9.46 萬 m3，死水位 284.84 m，死庫容 0.03 萬 m3。壩頂軸線長(zhǎng)131.0 m，最大壩高9.5 m，壩頂高程292.82 m，壩頂寬2.05 m。經(jīng)過調(diào)查，該小型水庫壩頂路面為泥質(zhì)路面，受到降雨的影響，大壩路面變化明顯，影響正常行走；內(nèi)外坡不平且無踏步，對(duì)水庫的日常管理造成干擾；放水涵洞出現(xiàn)破損、漏水，臥管經(jīng)過長(zhǎng)期使用后，出現(xiàn)管身沉陷、漏水現(xiàn)象，且較為嚴(yán)重；壩腳渠道為土渠，易造成水流四溢，對(duì)下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不良影響[2]。

2 水庫加固工程影響因素分析

2.1 水庫水文與工程地質(zhì)

2.1.1 水文

本工程的樞紐部分主要是由大壩、溢洪道、輸水設(shè)施、啟閉設(shè)施等構(gòu)成。其中水庫建筑物等級(jí)為5 級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)20 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200 年一遇。在具體的設(shè)計(jì)暴雨中，結(jié)合水庫位置，遵循CV=0.4，CS=3.5CV，實(shí)現(xiàn)對(duì)暴雨的設(shè)計(jì)。再結(jié)合實(shí)際情況，簡(jiǎn)單對(duì)調(diào)洪演算進(jìn)行分析，起調(diào)水位為正常蓄水位291.68 m。在水量平衡的基礎(chǔ)上，可以得到具體的調(diào)洪演算方程[3]：

式中：q=f（Q，V，q），溢洪道泄流曲線，其Q、q 分別表示出入庫流量；V 則用于描述庫容；Δt 則用于描述計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)；i 為時(shí)段標(biāo)號(hào)。

在上述工程的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)洪的演算工作，為后續(xù)水庫改造提供基礎(chǔ)。另外，還需要對(duì)滲流曲線進(jìn)行分析，分析方法見下式：

式中：Q 為下泄流量；m 為流量系數(shù)；h 堰前水頭；ε 用于描述側(cè)收縮系數(shù)；B 為堰頂寬度。

結(jié)合上述公式，能夠獲取水庫下泄曲線，見圖1。

圖1 水庫下泄曲線

2.1.2 工程地質(zhì)

工程地質(zhì)中，主要對(duì)天然建筑材料進(jìn)行分析，水庫右岸的地形平坦，且以粉質(zhì)粘土、礫質(zhì)粘土為主，土質(zhì)相對(duì)較好，可滿足壩體的施工，且運(yùn)距相對(duì)較近，為1 km，故此，可以實(shí)現(xiàn)就地取材，實(shí)現(xiàn)對(duì)土料的運(yùn)用[4]。

3 加固設(shè)計(jì)

3.1 壩坡、壩頂改造

（1）先對(duì)上游壩坡護(hù)坡實(shí)施改造。本工程擇取C20 預(yù)制混凝土塊護(hù)坡，其形狀為六角形，厚度10 cm，并設(shè)置砂卵石反濾層，并設(shè)置1 個(gè)踏步，寬度1.8 m，擇取C20 混凝土。在具體混凝土板厚度設(shè)計(jì)中，遵循以下公式：

按照上述公式中，各項(xiàng)參數(shù)的基本含義，對(duì)t 進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合本工程的實(shí)際參數(shù)，計(jì)算得到t=0.0962 m，因此將預(yù)制塊厚度取10 cm。對(duì)于預(yù)制塊和反濾層的鋪設(shè)，先鋪設(shè)砂墊層，保障均勻、平整，確認(rèn)壓實(shí)度合格后，可實(shí)施預(yù)制塊的鋪設(shè)[5]。

（2）對(duì)于下游壩坡護(hù)坡的設(shè)計(jì)，先實(shí)施有效的整形工作，對(duì)下游壩坡節(jié)能性整形，再擇取臺(tái)階式開挖后回填，并擇取蛙式打夯機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，壩頂至排水棱體頂部采用草皮護(hù)坡。

（3）對(duì)于壩頂部分，擇取將原本你路面進(jìn)行改造，設(shè)置為混凝土路面，且改造中，實(shí)施壩頂加高，寬度為2.0 m，并設(shè)置0.3 m 的混凝土路肩[6]。

3.2 泄水建筑物改造

經(jīng)查實(shí)，本水庫的排水棱體運(yùn)行狀態(tài)較好，故此，改造中不對(duì)排水棱體進(jìn)行改造。再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘，發(fā)現(xiàn)溢洪道狀態(tài)尚可，無需進(jìn)行除險(xiǎn)加固[7]。而實(shí)際情況顯示，輸水建筑物的狀態(tài)不佳，為本工程加固內(nèi)容。

（1）臥管新建。實(shí)際結(jié)果顯示，臥管存在管身沉陷、漏水現(xiàn)象，針對(duì)這種情況，進(jìn)行臥管新建。具體的新建中，將臥管置于大壩左岸山體，再擇取消力井連接，破比控制在1∶2，放水孔設(shè)置門蓋式鑄鐵閘門。在具體臥管新建中，需要對(duì)灌溉取水口過流能力的復(fù)合。其中，取水口d=0.28 m，再實(shí)施過流能力的計(jì)算，采用下式計(jì)算：

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按照上述公式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)閘孔流量的計(jì)算，經(jīng)過計(jì)算后，可以得到Q=0.37 m3/s，且與實(shí)際情況對(duì)比，發(fā)現(xiàn)能夠滿足灌溉需求。再對(duì)臥管水力進(jìn)行復(fù)核，結(jié)合本工程擇取的臥管尺寸，按照下式對(duì)管內(nèi)下泄流量展開計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算，臥管的過流能力符合水庫的基本需求。臥管的強(qiáng)度部分，則是關(guān)系到臥管服務(wù)年限和質(zhì)量的關(guān)鍵，故此，需要實(shí)施有效的強(qiáng)度復(fù)核工作，檢查混凝土厚度，為0.25 m，較比標(biāo)準(zhǔn)中的0.22 m，說明符合要求。

（2）低涵建設(shè)。針對(duì)本工程放水涵洞的損壞和漏水情況，則需要展開對(duì)涵洞的重新建設(shè)。具體建設(shè)中，擇取1.2 m×1.6 m 箱涵，其流量可擇取計(jì)算，結(jié)合計(jì)算結(jié)果，判斷施工是否符合流量要求。具體施工中，本工程距消力井21.2 m處，設(shè)置鋼筋砼截水環(huán)，并在截水環(huán)到大壩之間中，回填C15 混凝土，回填時(shí)分層夯實(shí)，厚度控制在0.3 m。對(duì)低涵回填的灌漿混凝土，灌漿孔梅花布置，壓力0.1 MPa～0.2 MPa，且灌漿水灰比控制在0.5，如側(cè)墻、底板下存在空隙，需要增加灌漿孔補(bǔ)漿[8]。而擋墻部分則選擇M75 漿砌石結(jié)構(gòu)，確保出口效果。

4 小型水庫加固工程質(zhì)量控制措施

為確保小型水庫的施工效果，需要實(shí)施有效的控制措施，詳細(xì)控制措施如下。

（1）前期準(zhǔn)備工作。為保障加固效果，需要實(shí)施有效的方案審核工作，結(jié)合各項(xiàng)復(fù)核工作，確保設(shè)計(jì)合理，再結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，對(duì)設(shè)計(jì)可行性進(jìn)行研究。如果發(fā)現(xiàn)不合理的部分，需要及時(shí)更正，確保水庫質(zhì)量與安全。此外，需要做好材料的準(zhǔn)備工作，結(jié)合具體加固的內(nèi)容，對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，按照質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施合理配合比設(shè)計(jì)，確?；炷翉?qiáng)度。

（3）新建低涵回填灌漿施工控制。需要合理對(duì)回填灌漿區(qū)進(jìn)行劃分，不宜超出3 個(gè)砌段。注意灌漿結(jié)束條件，當(dāng)規(guī)定壓力下，濕灌漿管孔停止吸漿后，持續(xù)灌注10 min，停止灌漿。

5 結(jié)語

結(jié)合湖南省隆回縣清塘水庫工程，對(duì)具體的小型水庫加固施工進(jìn)行研究，并分析具體的小型水庫加固施工技術(shù)要點(diǎn)。對(duì)臥管破損和放水涵洞損壞滲漏的情況進(jìn)行處置，實(shí)現(xiàn)新建加固，有效增強(qiáng)水庫的可靠性與穩(wěn)定性，降低水庫安全問題，確保小型水庫功能。對(duì)加固施工控制進(jìn)行研究，旨意綜合提升小型水庫加固效果，為水庫安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。