浅谈小型水库除险加固工程绿色施工

曹清明 刘双泉

作者简介：曹清明（1962.03-），男，湖南益阳人，水利水电工程建筑专业工程师，研究方向：水利水电工程建筑施工、水利水电工程勘测设计、水利水电工程运行管理。

摘 要： 小型水库是发展国民经济和防汛抗旱的基础，对促进乡村经济发展和粮食的安全生产具有重要意义，其安全度汛和安全运行至关重要。文章以樟木冲水库除险加固工程绿色施工为例，阐述了工程施工程序和注意事项，达到了除险加固后安全运行的目的。

关键词： 小型水库;除险加固;绿色施工;技术要点

【中图分类号】TV62 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.060

1 工程概况

樟木冲水库位于益阳市赫山区鱼形山街道灵宝山社区，属于烂泥湖撇洪新河一级支流沧水铺河流域。水库坝址控制集雨面积0.28km2，设计总库容10.54万m3，正常库容9.50万m3，死库容4.0万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合效益的水利工程。灌溉耕地面积350亩，保护人口1500人。

2 樟木冲水库除险加固主要实施项目内容及绿色施工特点

2017年9月，益阳市水利水电勘测设计研究院对樟木冲水库进行了勘测与设计，根据到位资金与设计概算资金数额相差较大的情况，按照先主体工程，后辅助工程;先水下工程，后水上工程;先大坝上游工程，后大坝下游工程的原则施工。实施项目内容：①输水涵管明挖重建，新建出口消力池;②拆除重建卧管及消力井;③大坝上游坝坡整修护坡;④大坝下游坝坡整修、坝脚加固;⑤溢洪道加固改造;⑥大坝粘土固化剂灌浆防渗。

3 主要除险加固工程项目绿色施工

3.1 材料运输及绿色施工可用场地

樟木冲水库外部交通运输较为便利，村级水泥公路直达大坝坝顶，大坝右端旁场地宽敞，基本可满足施工工棚搭建和施工材料存放。

3.2 输水建筑物加固改造施工

3.2.1 绿色施工程序及方法

①人工结合机械明挖拆除现有涵管、消力井及卧管;②自下而上安装承插管，并浇筑涵管进、出口段砼连接段;③新建消力井、放水卧管及消力池。

3.2.2 输水涵管加固改造施工

先测量放样确定开挖边界及高程后采用1m3挖机结合人工，明挖拆除输水涵管，同时挖除现有消力井及卧管，开挖坡比1：1;开挖底部基槽需留出足够的工作面宽度，实施时先将坝体开挖土方堆置一旁，作为回填土料，所有废渣、淤泥和杂质均外弃运，待原涵管、消力井、卧管拆除干净后，对基槽进行平整，输水涵管、消力井、卧管基础均需座落在未扰动的原状土上，基槽平整完后，按照设计浇筑砼管底座，并制安￠800钢筋砼承插管，同时在进口、出口段浇筑消力井和卧管及消力池。浇筑时需按设计要求留好伸缩缝及止水，洒水养护，待砼强度达到75%后方可进行回填。

回填土料上游坡选用素粘土，压实度不小于0.96。下游坡采用碎石土，压实度不小于0.91。

涵管顶部1m以下范围内填土采用人工夯填，与涵管结合部位填土先涵管洒水湿润，并边涂刷浓泥浆、边铺土、边夯实。涵管顶部1m以上采用挖机回填，2.8KW蛙式夯机结合人工夯实，分层填土厚度不大于30cm。

3.3 大坝上游坝坡护坡施工

3.3.1 绿色施工程序及方法

①机械结合人工拆除上游原浇砼护坡;②将大坝上游坝坡平整;③开挖阻滑坎基槽，坡比1：0.5;④人工浇筑阻滑坎砼，采用粘土回填基槽;⑤自下而上人工铺筑粗砂垫层，再进行预制六角砼块护坡;⑥人工浇筑砼压顶和封边及踏步。

3.3.2 阻滑坎基槽土方开挖、回填施工

土方开挖前需先测量放样确定开挖边线，土方采用人工开挖，人工浇筑阻滑坎砼和回填夯实沟槽土方。

3.3.3 铺筑粗砂垫层施工

①执行铺筑粗砂的操作手法要求，人工进行摊铺，按虚铺厚度一次铺平，摊铺均匀一致;②边缘和转角处须夯打密实。

3.3.4 现浇砼施工

①模板制安与拆除：模板采用钢板制作和人工安装;待砼强度达到规范规定的砼强度值后方可人工拆模。②砼生产运输：本工程采用0.4m3移动式拌和机现场拌制砼，采用胶轮车运输至施工现场，砼运输途中时间在10分钟以内。③砼浇筑：砼用人工入仓后，采用1.1KW插入式振捣器平仓，平仓结束后必须仔细振捣一遍。振捣时快插慢拔，同时避免振捣过度，发生离析现象。砼成型后24小时覆盖好草袋或稻草，洒水养护。

3.4 大坝下游坝坡整修、坝脚加固

3.4.1 绿色施工程序及方法

①机械结合人工整修壩坡;②新建干砌石挡墙及反滤层;③人工开挖排水沟沟槽土方;④人工浇筑排水沟及踏步等;⑤草皮护坡等。

3.4.2 草皮护坡施工

草皮选用狗牙根草皮，坝坡平整后即可铺植草皮，草皮块切成0.3×0.3m、厚度0.02-0.03m的方块，铺设采用间铺草块，各草块间缝隙5cm。草块铺植后压实、浇水。

3.5 溢洪道加固改造施工

3.5.1 绿色施工程序及方法

①人工结合机械开挖溢洪道基槽;②自下而上浇筑砼垫层;③人工立模浇筑侧墙;④待砼强度达到设计要求后进行土石方回填。

3.5.2 溢洪道施工

先测量放样确定开挖边线及高程，采用1m3挖机结合人工开挖至设计基面，验槽保障基槽地基承载力达到设计要求（基础为砂质板岩）。开挖土堆放于沟槽两侧，验槽完成后自下而上浇筑底板及侧墙砼，并按设计要求设置好伸缩缝及橡皮止水。侧墙砼养护期到期后，回填粘土或粉质粘土，分层铺料厚度不大于30cm，采用2.8KW蛙式夯实机结合人工压实，压实度达到0.96。

3.6 大坝粘土固化剂防渗施工

3.6.1 绿色施工程序

平整材料和制浆场地—测量放样—钻机就位—钻探施工—清孔—安装灌浆管—打制粘土原浆—配制浆液—灌浆—停灌—卸灌浆管—封孔。

3.6.2 施工方法

3.6.2.1 灌浆方法

①大坝防渗采取自上而下分段灌浆，第一段还兼有压浆的作用，套管0.5-1.0m深，将栓塞拴在套管内进行灌浆;②土体下段的钻孔必须在前段灌注后2h以后进行;③灌浆时加灌浆尾管，以将浆液送至灌浆段尾50cm处;④采用循环式和纯压式相结合的综合灌浆方式，确保浆液能达到细小缝隙和有效扩散距离;⑤孔口由专人查看压力表和回浆阀，确保回浆压力达设计值;⑥灌浆压力控制在0.1—0.15MPa。

3.6.2.2 封孔方法

孔口开挖至土层以下30cm处，封口袋扎紧筑实，然后粘土夯紧，防止因孔壁不规则造成浆液沿套管外壁冒出。

樟木冲水库除险加固工程于2017年11月18日动工，至2018年3月20日完工。2018年4月10日进行了蓄水验收，2018年12月26日进行了完工验收。该水库除险加固已有两年多时间，现运行状况良好。

3.7 土工膜防渗处理技术应用

小型水库项目运行期间，使用土工膜防渗处理技术按照灌区防渗作业要求，建立支持层、防渗层以及过渡层为一体的防渗体系，从仍然可以将材料的性能发挥到极限，土工膜是一种复合材料，目前因其具备的突出防渗作业效果，已经被广泛的应用于平原水库、渠道、堆石坝防渗、人工景观湖等工程中，但是使用土工膜防渗处理技术应该掌握水利工程作业内容，进行土工膜防渗处理作业，需要掌握影响土工膜防渗处理技术作业效果的因素，一旦作业人员不按照技术工艺文件要求推进各项施工行为，难以发挥合成材料在水利工程项目中的防渗效果。另一方面，现场作业人员必须掌握土工膜防渗技术要点，进行基础面开挖，完成土工膜铺设作业，并在铺设作业结束后，进行接缝、焊接工作，并在后期进行实地勘测，修补土工膜，最终完成回填作业，在土工膜防渗处理技术实施过程中，必须加强现场管控力度，规范现场作业人员行为，确保合成材料能够在工程中拥有良好的防渗效果。

4 结束语

鱼形山街道属于山丘区，现有18座小型水库，均建于20世纪60年代，大坝安全鉴定等别均为三类。2011年至2018年，由中央、省级投资，对18座水库相继进行了除险加固。通过对18座小型水库实施除险加固，消除了水库安全隐患，保障水库安全运行，提高了水库防汛抗旱能力，有效地保护了水库下游人民生命财產安全，促进了鱼形山街道经济发展。

参考文献

[1] 罗云.博罗县水东陂水库突发事件应急管理体系刍探[J].广东水利电力职业技术学院学报，2020，18（01）：24-26+73.

[2] 温鹏，童学卫，赵春，陈煜.全国小型病险水库除险加固进度管理系统研究[J].中国水利水电科学研究院学报，2016，14（05）：334-339.

[3] 刘俊，黄生伟，彭锦典，刘长伟.浅谈中小型水库除险加固的建设与管理[J].湖南水利水电，2016（04）：84-85+91.