淺談小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程綠色施工

曹清明 劉雙泉

作者簡(jiǎn)介：曹清明（1962.03-），男，湖南益陽(yáng)人，水利水電工程建筑專業(yè)工程師，研究方向：水利水電工程建筑施工、水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)、水利水電工程運(yùn)行管理。

摘 要： 小型水庫(kù)是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和防汛抗旱的基礎(chǔ)，對(duì)促進(jìn)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和糧食的安全生產(chǎn)具有重要意義，其安全度汛和安全運(yùn)行至關(guān)重要。文章以樟木沖水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程綠色施工為例，闡述了工程施工程序和注意事項(xiàng)，達(dá)到了除險(xiǎn)加固后安全運(yùn)行的目的。

關(guān)鍵詞： 小型水庫(kù);除險(xiǎn)加固;綠色施工;技術(shù)要點(diǎn)

【中圖分類號(hào)】TV62 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.060

1 工程概況

樟木沖水庫(kù)位于益陽(yáng)市赫山區(qū)魚形山街道靈寶山社區(qū)，屬于爛泥湖撇洪新河一級(jí)支流滄水鋪河流域。水庫(kù)壩址控制集雨面積0.28km2，設(shè)計(jì)總庫(kù)容10.54萬(wàn)m3，正常庫(kù)容9.50萬(wàn)m3，死庫(kù)容4.0萬(wàn)m3，是一座以灌溉為主，兼有防洪等綜合效益的水利工程。灌溉耕地面積350畝，保護(hù)人口1500人。

2 樟木沖水庫(kù)除險(xiǎn)加固主要實(shí)施項(xiàng)目?jī)?nèi)容及綠色施工特點(diǎn)

2017年9月，益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院對(duì)樟木沖水庫(kù)進(jìn)行了勘測(cè)與設(shè)計(jì)，根據(jù)到位資金與設(shè)計(jì)概算資金數(shù)額相差較大的情況，按照先主體工程，后輔助工程;先水下工程，后水上工程;先大壩上游工程，后大壩下游工程的原則施工。實(shí)施項(xiàng)目?jī)?nèi)容：①輸水涵管明挖重建，新建出口消力池;②拆除重建臥管及消力井;③大壩上游壩坡整修護(hù)坡;④大壩下游壩坡整修、壩腳加固;⑤溢洪道加固改造;⑥大壩粘土固化劑灌漿防滲。

3 主要除險(xiǎn)加固工程項(xiàng)目綠色施工

3.1 材料運(yùn)輸及綠色施工可用場(chǎng)地

樟木沖水庫(kù)外部交通運(yùn)輸較為便利，村級(jí)水泥公路直達(dá)大壩壩頂，大壩右端旁場(chǎng)地寬敞，基本可滿足施工工棚搭建和施工材料存放。

3.2 輸水建筑物加固改造施工

3.2.1 綠色施工程序及方法

①人工結(jié)合機(jī)械明挖拆除現(xiàn)有涵管、消力井及臥管;②自下而上安裝承插管，并澆筑涵管進(jìn)、出口段砼連接段;③新建消力井、放水臥管及消力池。

3.2.2 輸水涵管加固改造施工

先測(cè)量放樣確定開挖邊界及高程后采用1m3挖機(jī)結(jié)合人工，明挖拆除輸水涵管，同時(shí)挖除現(xiàn)有消力井及臥管，開挖坡比1：1;開挖底部基槽需留出足夠的工作面寬度，實(shí)施時(shí)先將壩體開挖土方堆置一旁，作為回填土料，所有廢渣、淤泥和雜質(zhì)均外棄運(yùn)，待原涵管、消力井、臥管拆除干凈后，對(duì)基槽進(jìn)行平整，輸水涵管、消力井、臥管基礎(chǔ)均需座落在未擾動(dòng)的原狀土上，基槽平整完后，按照設(shè)計(jì)澆筑砼管底座，并制安￠800鋼筋砼承插管，同時(shí)在進(jìn)口、出口段澆筑消力井和臥管及消力池。澆筑時(shí)需按設(shè)計(jì)要求留好伸縮縫及止水，灑水養(yǎng)護(hù)，待砼強(qiáng)度達(dá)到75%后方可進(jìn)行回填。

回填土料上游坡選用素粘土，壓實(shí)度不小于0.96。下游坡采用碎石土，壓實(shí)度不小于0.91。

涵管頂部1m以下范圍內(nèi)填土采用人工夯填，與涵管結(jié)合部位填土先涵管灑水濕潤(rùn)，并邊涂刷濃泥漿、邊鋪土、邊夯實(shí)。涵管頂部1m以上采用挖機(jī)回填，2.8KW蛙式夯機(jī)結(jié)合人工夯實(shí)，分層填土厚度不大于30cm。

3.3 大壩上游壩坡護(hù)坡施工

3.3.1 綠色施工程序及方法

①機(jī)械結(jié)合人工拆除上游原澆砼護(hù)坡;②將大壩上游壩坡平整;③開挖阻滑坎基槽，坡比1：0.5;④人工澆筑阻滑坎砼，采用粘土回填基槽;⑤自下而上人工鋪筑粗砂墊層，再進(jìn)行預(yù)制六角砼塊護(hù)坡;⑥人工澆筑砼壓頂和封邊及踏步。

3.3.2 阻滑坎基槽土方開挖、回填施工

土方開挖前需先測(cè)量放樣確定開挖邊線，土方采用人工開挖，人工澆筑阻滑坎砼和回填夯實(shí)溝槽土方。

3.3.3 鋪筑粗砂墊層施工

①執(zhí)行鋪筑粗砂的操作手法要求，人工進(jìn)行攤鋪，按虛鋪厚度一次鋪平，攤鋪均勻一致;②邊緣和轉(zhuǎn)角處須夯打密實(shí)。

3.3.4 現(xiàn)澆砼施工

①模板制安與拆除：模板采用鋼板制作和人工安裝;待砼強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范規(guī)定的砼強(qiáng)度值后方可人工拆模。②砼生產(chǎn)運(yùn)輸：本工程采用0.4m3移動(dòng)式拌和機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拌制砼，采用膠輪車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，砼運(yùn)輸途中時(shí)間在10分鐘以內(nèi)。③砼澆筑：砼用人工入倉(cāng)后，采用1.1KW插入式振搗器平倉(cāng)，平倉(cāng)結(jié)束后必須仔細(xì)振搗一遍。振搗時(shí)快插慢拔，同時(shí)避免振搗過(guò)度，發(fā)生離析現(xiàn)象。砼成型后24小時(shí)覆蓋好草袋或稻草，灑水養(yǎng)護(hù)。

3.4 大壩下游壩坡整修、壩腳加固

3.4.1 綠色施工程序及方法

①機(jī)械結(jié)合人工整修壩坡;②新建干砌石擋墻及反濾層;③人工開挖排水溝溝槽土方;④人工澆筑排水溝及踏步等;⑤草皮護(hù)坡等。

3.4.2 草皮護(hù)坡施工

草皮選用狗牙根草皮，壩坡平整后即可鋪植草皮，草皮塊切成0.3×0.3m、厚度0.02-0.03m的方塊，鋪設(shè)采用間鋪草塊，各草塊間縫隙5cm。草塊鋪植后壓實(shí)、澆水。

3.5 溢洪道加固改造施工

3.5.1 綠色施工程序及方法

①人工結(jié)合機(jī)械開挖溢洪道基槽;②自下而上澆筑砼墊層;③人工立模澆筑側(cè)墻;④待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行土石方回填。

3.5.2 溢洪道施工

先測(cè)量放樣確定開挖邊線及高程，采用1m3挖機(jī)結(jié)合人工開挖至設(shè)計(jì)基面，驗(yàn)槽保障基槽地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求（基礎(chǔ)為砂質(zhì)板巖）。開挖土堆放于溝槽兩側(cè)，驗(yàn)槽完成后自下而上澆筑底板及側(cè)墻砼，并按設(shè)計(jì)要求設(shè)置好伸縮縫及橡皮止水。側(cè)墻砼養(yǎng)護(hù)期到期后，回填粘土或粉質(zhì)粘土，分層鋪料厚度不大于30cm，采用2.8KW蛙式夯實(shí)機(jī)結(jié)合人工壓實(shí)，壓實(shí)度達(dá)到0.96。

3.6 大壩粘土固化劑防滲施工

3.6.1 綠色施工程序

平整材料和制漿場(chǎng)地—測(cè)量放樣—鉆機(jī)就位—鉆探施工—清孔—安裝灌漿管—打制粘土原漿—配制漿液—灌漿—停灌—卸灌漿管—封孔。

3.6.2 施工方法

3.6.2.1 灌漿方法

①大壩防滲采取自上而下分段灌漿，第一段還兼有壓漿的作用，套管0.5-1.0m深，將栓塞拴在套管內(nèi)進(jìn)行灌漿;②土體下段的鉆孔必須在前段灌注后2h以后進(jìn)行;③灌漿時(shí)加灌漿尾管，以將漿液送至灌漿段尾50cm處;④采用循環(huán)式和純壓式相結(jié)合的綜合灌漿方式，確保漿液能達(dá)到細(xì)小縫隙和有效擴(kuò)散距離;⑤孔口由專人查看壓力表和回漿閥，確?；貪{壓力達(dá)設(shè)計(jì)值;⑥灌漿壓力控制在0.1—0.15MPa。

3.6.2.2 封孔方法

孔口開挖至土層以下30cm處，封口袋扎緊筑實(shí)，然后粘土夯緊，防止因孔壁不規(guī)則造成漿液沿套管外壁冒出。

樟木沖水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程于2017年11月18日動(dòng)工，至2018年3月20日完工。2018年4月10日進(jìn)行了蓄水驗(yàn)收，2018年12月26日進(jìn)行了完工驗(yàn)收。該水庫(kù)除險(xiǎn)加固已有兩年多時(shí)間，現(xiàn)運(yùn)行狀況良好。

3.7 土工膜防滲處理技術(shù)應(yīng)用

小型水庫(kù)項(xiàng)目運(yùn)行期間，使用土工膜防滲處理技術(shù)按照灌區(qū)防滲作業(yè)要求，建立支持層、防滲層以及過(guò)渡層為一體的防滲體系，從仍然可以將材料的性能發(fā)揮到極限，土工膜是一種復(fù)合材料，目前因其具備的突出防滲作業(yè)效果，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于平原水庫(kù)、渠道、堆石壩防滲、人工景觀湖等工程中，但是使用土工膜防滲處理技術(shù)應(yīng)該掌握水利工程作業(yè)內(nèi)容，進(jìn)行土工膜防滲處理作業(yè)，需要掌握影響土工膜防滲處理技術(shù)作業(yè)效果的因素，一旦作業(yè)人員不按照技術(shù)工藝文件要求推進(jìn)各項(xiàng)施工行為，難以發(fā)揮合成材料在水利工程項(xiàng)目中的防滲效果。另一方面，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員必須掌握土工膜防滲技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)行基礎(chǔ)面開挖，完成土工膜鋪設(shè)作業(yè)，并在鋪設(shè)作業(yè)結(jié)束后，進(jìn)行接縫、焊接工作，并在后期進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，修補(bǔ)土工膜，最終完成回填作業(yè)，在土工膜防滲處理技術(shù)實(shí)施過(guò)程中，必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管控力度，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員行為，確保合成材料能夠在工程中擁有良好的防滲效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

魚形山街道屬于山丘區(qū)，現(xiàn)有18座小型水庫(kù)，均建于20世紀(jì)60年代，大壩安全鑒定等別均為三類。2011年至2018年，由中央、省級(jí)投資，對(duì)18座水庫(kù)相繼進(jìn)行了除險(xiǎn)加固。通過(guò)對(duì)18座小型水庫(kù)實(shí)施除險(xiǎn)加固，消除了水庫(kù)安全隱患，保障水庫(kù)安全運(yùn)行，提高了水庫(kù)防汛抗旱能力，有效地保護(hù)了水庫(kù)下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)了魚形山街道經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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