曹楼水库除险加固工程施工组织设计

□李 霞（桐柏县水利局）

1 工程概况

曹楼水库位于桐柏县回龙乡梁岗村，属淮河流域毛集河支流，水库控制流域面积1.74 km2，主河道长2.70 km，河道平均比降0.05，大坝为均质土坝，坝顶高程185.00～185.23 m。最大坝高11.80 m，坝长93.30 m。坝顶高程182.50～183.27 m以上，为风化砂坝，水库于1973年8月开工，1974年11月竣工，是一座集防洪、灌溉为主，结合养殖等综合利用的小（2）型水库。曹楼水库工程等别为V等，主要建筑物级别为5级，水库原设计防洪标准为20 a一遇设计，200 a一遇校核，兴利水位181.80 m，兴利库容31.40万m3；死水位175.10 m，死库容为3.00万m3。水库下游回龙村、袁沟村等6个行政村，人口0.08万人，耕地64.00hm2，地理位置重要。

2 施工条件

2.1 工程条件

2.1.1 工程项目

曹楼水库除险加固工程主要包括大坝加固、溢洪道护砌、输水洞进口段拆除重建、监测设施、防汛路及管理房工程。

2.1.2 对外交通

曹楼水库位于桐柏县回龙乡梁岗村，交通方便。距离大坝不远处既有村村通公路，有农用生产路可进入库区，并直接连接坝顶，小型施工机械可以通过，大型施工机械通行不便，施工时需拓宽，作为临时施工道路。

2.1.3 施工场地条件

坝址下游为丘陵区，土料场充足，运距1000 m。

2.1.4 建筑材料的来源，水电等供应条件

工程所需主要建筑材料有水泥、砂、石料、柴油、黄泥、汽油、钢筋等，大部分材料都可以从桐柏县城购买，运距45 km。位于水库下游10 km处毛集河砂砂场，砂料场开采条件较好，场地开阔，有公路通往料场，运距约10 km。距水库20 km处的毛集镇铁山石料场，石料场岩性为花岗岩，储量及质量满足要求。

工程的施工用水、用电较为方便，施工用水可直接从水库中提取，用水水质和水量均能满足生产需要，施工用电可从曹楼村引入，电源可以满足施工要求。

2.2 自然条件

该流域地处北亚热带北部边缘，属亚热带季风型大陆性气候，季风进退与更迭较为明显，四季分明。多年平均降雨量为1163.00 mm，降雨主要集中在7-9月，约占全年降雨量的80%，且多以暴雨形式出现。夏季炎热多雨，库水位较高，且可能遭遇洪水，故施工应避开汛期。春、秋两季晴和气爽，适宜施工。

3 主体工程施工

3.1 大坝加固工程

3.1.1 大坝清基

清基土方平均厚度30 cm，把坝体上的杂草、灌木连根清除，所开挖的土方均作为弃土堆置。

3.1.2 坝体施工

3.1.2.1 大坝上游护坡整修

大坝上游护坡平均坡度1:2.35，有干砌石护坡，护坡石松动脱落严重，坝坡淘刷，需进行整修。设计以死水位现状坝脚为基点，在清基处理的基础上，将上游坡整修为1:2.35。

3.1.2.2 现浇混凝土板护坡施工

首先进行测量放线，完成浆砌石齿墙施工，并将坝坡用挖掘机反铲夯实，必要时采用人工辅助修整、夯实，经监理验收合格后，开挖防滑槽，进行下道工序施工。

每层混凝土面板浇筑前，先在防滑槽及板与板之间横缝位置铺设40 cm宽无纺土工布，然后采用12 cm×5 cm×300 cm及12 cm×5 cm×200 cm的木模作为模板，用卡具固定好模板，再浇筑混凝土，保证浇筑混凝土振捣后模板不走样。

护坡C20混凝土采用搅拌站集中供应，由于在坡面浇筑，塌落度控制在3～5 cm，且和易性好。在模板内表面涂抹一层脱模剂，再浇筑混凝土。先用振捣梁或平板振动器振捣后，再用人工插钎振捣或平振、整平，人工收面三次，并保证原浆收面。

混凝土养护，每施工完成一段待初凝后，每天洒水1～2次，并用养护膜覆盖密封养护，保证混凝土表面24 h保持湿润。

3.1.2.3 下游坝坡整修施工

施工工序为：清基－分层填筑－碾压－坝坡整修－草皮护坡及修建排水沟。施工时应严格按照规范规定的相关技术要求。土方充分利用整修时消坡土方，消坡土方不足时再采用土料场外调土方。下游坝坡整修后坡度保持为1:2.15。土方开挖运输与填筑碾压均采用机械施工，从库内料场将符合质量指标要求的土料，用小型翻斗车运输至作业面，74 kW推土机推平，平铺厚度0.30 m左右，使小型震动碾进行压实，注意搞好层间结合及施工段落之间的结合，压实度达到96%。机械无法压实的部位，用打夯机压实，夯实干密度应达1.60 t/m3以上。

3.1.2.4 坝顶道路施工

坝顶道路应在坝体灌浆后进行。坝顶道路施工时，先清理、整平坝顶，然后回填泥结石，整平压实，并做成设计横坡。

3.1.2.5 大坝灌浆施工

大坝接触带充填灌浆范围为桩号0+045～0+085，双排，灌浆分两序施工，终孔间距0.75 m，布孔沿原坝轴线布置。灌浆顶部高程在坝基线以上4.00 m；底部深入基岩1.00 m。

充填灌浆钻孔采用干钻法，施工时采用套管护壁。钻孔采用XY-2型地质钻机，φ59～75 mm合金钻头造孔，钻孔必须保证铅直，其孔位偏差不超过钻孔深度的2%。

灌浆材料采用水泥粘土浆，水泥与粘土重量比为2:8。水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，细度要求通过80 um方孔筛的筛余量不大于5%（重量计）。水泥应保持新鲜，受潮结块者不得使用。

坝体充填式灌浆施工时先灌上游排，再灌下游排。采取自下而上循环灌浆，灌浆段长度保持5.00 m不变，灌浆压力≤0.05 MPa。

3.2 溢洪道护砌施工

3.2.1 溢洪道边坡采用M7.5浆砌石护砌。

3.2.1.1 对石料的要求

砌体所用石料应质地坚硬，无风化剥落和裂隙。

3.2.1.2 施工方法

浆砌，施工采用铺浆法，使用前块石必须用水湿润，并洗净表面附着的泥土和水锈，用大的块石砌脚，石料大小搭配，外表面要平整，逐坡卧砌筑浆，砂浆填充饱满。石块之间较大的空隙应先填砂浆，后用小石片嵌实，上下层要互相错缝，内外交叉搭砌。

3.2.2 溢洪道底板主要采用C20混凝土护砌

在溢洪道左侧平缓河滩设置拌和站，混凝土采用泵送模式入仓，插入式震捣器与平板式震捣器结合。震捣密实。施工中应严格按设计标准和规范要求，对材料的质量、规格、配合比、拌和、运输、浇筑、养护等各个环节进行监督检查。

3.3 输水洞加固工程

新建输水洞进口段主要施工内容为原爬坡漏挖除；C20钢筋混凝土洞身；M7.5浆砌石启闭机室基础及砖混结构启闭机室；新建输水洞出口泄洪闸。

爬坡漏钢筋混凝土结构施工。人工绑轧钢筋立模，混凝土浇筑采用1台0.80 m3搅拌机和1台0.40 m3搅拌机拌和，1 t机动翻斗车水平运输200 m，采用履带机吊垂直运输入仓，然后插入式震捣器与平板式震捣器结合，震捣密实，并做好养护。

施工过程中注意按设计要求预留伸缩缝并做好止水。混凝土浇筑的工作缝应按施工规范要求，混凝土表面应用压力水、风砂枪或刷毛机等方法加工成毛面并冲洗干净，排除积水，层面铺2～3 cm厚的高标号水泥砂浆后再浇筑新混凝土。为防止产生温度裂缝，本工程混凝土应避开低温季节。

3.4 防汛路施工

防汛路施工时，先将设计区域内的地面回填至相应高程，然后进行平整，用16 t机械压实后，再在上面铺筑150 mm厚10%水泥稳定土基层，然后铺筑150 mm厚C25混凝土路面，注意做好养护，并预留缩缝和胀缝。土石方本着移挖作填，就近利用，减少运距的原则进行调配。

4 施工总布置

4.1 施工总布置

由于工程施工线较长，施工面较大，为施工方便及节约投资，拌合场设置一个，布置在大坝下游河滩。项目部布置在左坝肩拟建管理站位置，生活和交通都比较方便。大坝下游整修需要外调土方，设计在库区下游滩区设一土料场，就进取土，平均运距1.00 km。

4.2 施工房屋建筑

在满足施工进度的条件下，工程拟定临时水泥工棚建筑面积200 m2，作为项目部生活用房；拟定帆布工棚200 m2，主要用于施工人员住宿及施工材料仓库。

4.3 施工围堰

根据水文分析，设计围堰时非汛期11-12月5 a一遇最高水位为176.80 m，鉴于水库淤积情况，围堰平均建基面高程取死水位175.10 m以下1.00 m，安全超高取0.50 m，则围堰顶高程177.30 m，围堰平均高3.20 m。

围堰设计为土石围堰，迎水面0.50 m宽用袋装粘土防浪，顶宽共2.00 m，两侧边坡均取1:2。

5 施工总进度

秋季10月份进行施工准备，11月初开工，主汛期到来前5月底竣工，总工期8个月。由于总体工程量较小，工作面较大，各个分项工程施工互相干扰较小，可交叉施工以加快施工进度。根据工程特点，大坝整修加固、溢洪道护砌、坝体灌浆、输水洞爬坡漏重建等主体工程可同时进行。

6 结论

根据水库存在的主要问题，为了确保保护区内人民生命财产安全，保障水库受益范围内的城镇供水及农业灌溉，并达到小型水库管理标准，确保工程效益的正常发挥，对曹楼水库进行除险加固是十分必要的，也是十分紧迫的。