某水库除险加固工程施工技术探析

徐超 徐满全

【摘要】文章以某水库为实例，阐述了该水库除险加固（包括主坝、输水洞的加固，以及闸门、金属结构的安装）工程，分析了水库除险加固工程相关施工技术，以期对其类似工程施工提供借鉴。

【关键词】水库；除险加固；施工技术

1、工程概况

某水库是一座以防洪、灌溉为主的小型水库，附属建筑物等级为Ⅴ。其正常蓄水位289.23m，设计水平年相应库容36.49X104m3，为完全年调节水库。水库现有主要建筑物为土坝和输水洞。大坝存在隆起、沉陷变形，下游坡面有冲坑，库内淤积严重等问题。输水洞洞身有裂缝，进出水口段翼墙全部损坏，洞出口无消力设施，漏水严重，已不能使用，急需维修加固。整个工程主要组成部分为：挡水建筑物（大坝）、泄洪建筑物（溢洪道）和输水建筑物（输水洞）。

2、主要工程施工技术及其质量要求

2.1 坝体工程

土坝施工按以下程序依次进行：开挖清除原输水洞，且挖深成导流明渠一原坝坡干砌石拆除一棱体排水一坝体加高培厚（回填筑土料达到设计高程）一上游护坡（10cm砂砾垫层一迎水坡铺设土工布一10cm砂砾垫层一30cm干砌石护坡）一下游排水体一观测设备安装—竣工清理。

2.1.1 坝体填筑工程

（1）坝体土料：坝体填筑料粉质粘土，筑坝时粉质粘土按击实最大干密度的0.96倍考虑，粘土最大干密度为1.53g/cm3，碾压控制干密度γd≥1.47g/cm3，控制含水量W=25%。并要求在土坝填筑之前，进一步核实料场土料情况，重新进行土料的击实实验，核实土料物理参数。根据施工现场碾压试验结果，最终核实筑坝土料设计标准的合理性、选择相应的施工碾压参数和具体的施工工艺与措施。

（2）坝上游干砌石护坡及下游排水沟块石粒径不小于20cm，块石质地坚硬，其抗水性、抗冻性应满足要求。

（3）土料分层碾压，铺土厚度小于25cm，不得超厚，及时平料并铺筑均匀、平整。

（4）溢流坝及输水洞段坝体开挖边坡不陡于1：3.0，可采用原坝料回填碾压，碾压分层厚度小于25cm，控制干容重1.60g/cm3。

（5）必须用钢丝刷等工具清除坝体与建筑物砼面接合部位的乳皮、粉尘、油毡等并吹扫干净。填土时应注意先洒水湿润，后将涂刷泥浆、铺土、夯实同步进行。严格确保泥浆涂刷高度与铺土厚度的一致性，做到与下层涂层的无缝衔接。泥浆可按1：2.5～3.0（土：水）的重量比配比，涂层厚度3～5mm，铺浆、压实应及时。

（6）坝体与岸坡（岩石、土质或混凝土板）结合处宽度1.5～2.0m范围内或边角处，为避免坝体结构受损，应采用轻小型压实机具压实并保证与坝体碾压搭接宽度1.0m以上。

此外，坝料的运输机械选择取决于土料含水率大小，上坝方式选择可采用自卸汽车直接上坝。坝面铺土压实时，土料水分要保持在最优含水量，严禁在表土干燥情况下，在其上铺设新土。要备好足够合格土料和帆布，以备雨季施工所需，同时注意雨后将表面湿土进行清理或翻晒之后，方可继续施工。

2.1.2 砌石工程

（1）严禁砌体缝口出现架空，必须保证砌紧、填实。

（2）不得使用翅口石和飞口石。

（3）禁止叠砌和浮塞，可选择立砌法，但应注意石料最小边厚度在150mm以上。

（4）自下而上，分层分段铺设砂砾石垫层。

2.2 溢流坝及输水洞工程

输水洞对于水库的正常运行起着至关重要的作用。本次设计，输水洞为钢管涵，外部尺寸为宽1.0m×高1.0m构造混凝土，内部为钢管圆涵，外直径为914mm，管壁厚15mm。输水洞施工按以下程序进行：基础开挖一排水一模板加工安装一钢筋加工安装一砼拌制运输、浇筑一砼养护一拆模。

2.2.1 温控措施

砼入模温度要控制在20～25℃之间，同时应做到：

（1）采用深水井井水配置混凝土；

（2）为避免日光曝晒，粗细骨料均搭设遮阳棚；

（3）选用P.O.普硅水泥，充分发挥其水化热低的优点，加入适量替代掺合料减少水泥单方用量。

（4）混凝土水灰比宜控制在0.5—0.55間，坍落度3—9cm。

2.2.2 模板工程

（1）本工程采用普通钢模板。严格按照设计要求，确保浇筑后混凝土结构物形状、尺寸与相对位置的符合规格。

（2）一般混凝土的拆模时间，按混凝土浇筑后气温的高低来确定；对于浇筑输水洞及竖井等板梁结构的混凝土建筑物，其强度必须在大于设计强度50%以后才能拆模。

2.2.3 钢筋工程

（1）对于接头采用搭接、帮条电弧焊且直径≥10mm的热轧钢筋，应做到：

A、搭接焊、帮条焊的应做成双面焊缝。Ⅰ、Ⅱ级钢筋焊缝长度分别不小于钢筋直径的4和5倍，焊缝采用双面焊。

B、帮条的截面面积：主筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋时分别不小于主筋截面的1.2倍和1.5倍。

C、搭接焊和帮条焊的焊缝高度与宽度分别为被焊钢筋直径的0.25倍，同时不小于4mm与0.7倍，同时不小于10mm。

（2）钢筋接头应分散布置。受力钢筋分散布置在混凝土结构内，接头的截面面积应符合如下规定：

A、焊头处于受拉区时应不超过受力钢筋截面面积的50%，在受压区不受限。

B、绑扎接头，在构件的受拉区与受压区中分别不超过25%和50%。

C、焊接与绑扎接头距钢筋弯起点应最大弯矩处且不小于10倍的钢筋直径。

3、结语

综上所述，通过对该水库大坝、输水洞和溢洪道等部位的出险加固，采取相应的措施，并提出了相应的施工质量要求，达到了该水库除险加固的目的，解决了该水库由于常年运行存在的问题。同时，本次除险加固工程，确保了水库除险加固工程达到安全、高效、经济的目标，也为发挥水利工程在农业灌溉、居民生活及生态环境中的作用提供了保障。

参考文献：

[1]刘吉贵，罗振中.德州市平原水库建设现状与对策[J].水利发展研究，2010，（4）：72.

[2]黄精强.对加快病险水库除险加固工作的思考和实践[J].水利电力.2011，（11）：37.

[3]吴淑林.探讨水利水电工程施工管理中存在问题和对策[J].经营管理，2010，（10）：37.

作者简介：徐超，男，（1986.07—），江西崇仁人，毕业于天津工业大学，本科。