水利工程常见质量问题及解决措施探究——以引水工程为例

袁兴珍

（安徽水安建设集团股份有限公司，安徽 合肥 230601)

0 引言

引水工程主要是指利用隧洞、干渠、管道等形式将河流、水库中的水源输送到或流经某一地区。这是水资源配置工程当中的关键组成，也是当前国内水利改革发展的一项重大举措，有利于解决区域水资源分配不均、城市生活和工业用水不足等问题。在其实际建设中，往往涉及大量资金投入、多主体参与，有时还要落实环境保护、征地移民等工程之外的工作。因此如何保证工程质量，关乎国计民生，必须加以重视。在此基础上，将引水工程作为主要研究对象，通过分析其常见质量问题，提出有效的解决措施，是目前一项极具现实意义的研究内容。

1 引水工程常见质量问题和解决措施

在实际施工过程中，受到施工环境复杂度、交叉建筑工程数量等因素的影响，通常会引起水文、地质和施工等方面的一些特殊问题，但从整体上可以将其质量问题归纳为以下几方面：

1.1 裂缝类

（1）常见质量问题。在引水工程中，混凝土裂缝是渠道以及渠系建筑最常见的质量问题。普通的表面裂缝会导致砼保护层开裂，从而在过水的时候使得内部钢筋被锈蚀。如果裂缝长期存在，则可能会引发渗水渗漏以及结构耐久性降低等问题。有些贯穿性和较深层次的裂缝还会导致结构本身的受力状态与承载能力受到影响，从而给整个工程的安全稳定带来影响。裂缝问题产生的原因比较复杂，但整体可以归纳为结构荷载引起和非结构荷载引起的。其中前者中的结构荷载包含了水压力、波浪压力、泥沙压力、地震荷载、结构与设备自重等。对于渠道类和渠系建筑类的工程来说，受到的荷载主要有水压力、外水压力、渗透压力等，这些都可能会导致结构受力开裂，并且还可能会在各构筑物连接位置产生不同的沉积积累，由此引起不均匀沉降[1]。引起后者的因素主要包含温湿度、钢筋锈蚀、砼干缩、添加剂化学反应等，因此裂缝类型主要有温差裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、干缩裂缝等等。

在当前的引水工程裂缝当中，最常见的表现形式有：①渠道衬砌板开裂。引起原因比较复杂，整体包含模板支护存在偏差、砼温度控制不当、衬砌板切缝较晚、基面压实度和设计要求不一致、养护与防护不当、基础不均匀沉降超过标准范围等；②沉降裂缝。引起原因主要是施工不当以及交叉构筑物基础周边碾压和要求不符；③建筑物类裂缝。引起原因包含基地不均匀沉降，致使上部产生结构裂缝、水以及温度荷载、钢筋锈蚀以及碱骨料反应、砼干缩。

（2）解决措施。对于上述问题，在实际处理时往往要依照不同裂缝类型使用不同的处理措施，通常可以应用表面涂抹、拆除重做、凿槽嵌缝等。对于表面涂抹，通常适合应用在裂缝小于0.4mm的情况中，主要使用水泥基渗透结晶材料，以在保证原本砼完整体的基础上，通过其渗透作用进行缝隙填塞，实现有效防水[2]；对于凿槽嵌缝，一般适合应用在裂缝宽度超过0.4mm或者贯穿性的裂缝中，主要使用水泥基柔性防水材料；对于拆除重做，主要是针对单块砼板存在多处超过4mm的裂缝。其中如果发生土工膜被破坏的问题，还需基于相关修补要求实施修补。

1.2 沉降类

（1）常见质量问题。在沉降类的质量问题中，主要包含了渠道衬砌板沉降、沉降裂缝以及地基不均匀沉降等问题，其中沉降裂缝的引起原因与上述裂缝部分的讨论一致。①渠道衬砌板沉降，引起原因主要有降水不到位、地基夯实加固处理不达标、排水设施设置缺乏合理性以及砼下部回填土和沙垫层的平整度与压实度和要求不相符；②地基不均匀沉降，引起原因主要有地质勘探工作落实不当、基础填筑压实度不足、基础刚度不达标、施工时并未使用合理的排水措施、建筑荷载过大或作用不均匀、侧墙模板出现位移、没有设置沉降缝或设置缺乏合理性、地理处理不当、允许沉降范围或者预留沉降量缺乏合理性等[3]。

（2）解决措施。在处理这类问题时，基本都是在重点检测和勘查的基础上，给地基、上部结构以及基础结构等使用针对性的措施，实现有效补强。①地基加固，即地基土压实、固结、脱水、置换，具体需基于实际的损害程度和地基土的实际性质确定；②基础结构加固，主要是另设支撑结构，选用具有一定硬度的持力层，通过支墩等措施把上部结构荷载转移到地基当中；③上部结构加固，重点以裂缝修补的方式进行，或者使用整体结构加固法。

1.3 渗水类

（1）常见质量问题。在渗水类的问题当中，最常见的表现形式主要有砼裂缝渗水、结构缝渗水、建筑物点或面渗水等。①砼缝隙渗水。引起原因主要有砼浇筑时温度控制不当、混凝土材料选用不当、浇筑后养护不当、缝面处理不当、没有铺筑砂浆或浇水；②结构缝渗水。形成原因主要有止水安装存在偏差、浇筑砼导致止水产生位移、橡胶止水带质量不佳、超过允许沉降量；③建筑物点或面出现渗水，引起原因包含砼的抗渗性与要求不符、砼浇筑密实度不足、新旧砼接缝处理不当、建筑的细微裂缝发展成贯穿性裂缝。

（2）解决措施。对于这类问题在实际处理时，往往要先找到具体的渗水位置，然后基于表现形式找寻渗水原因，从而采取有效措施。在引水工程完全运行正常之后，还需对基础、构筑物外部、渠坡等地进行详细观察，只要出现渗水或洇湿必须立即认真对待，避免因为疏忽导致事态扩大，从而使得整个工程结构出现安全事故。

1.4 机电与金属结构安装类

机电与金属结构安装方面最典型的质量问题主要包含了闸门启闭以及闸门漏水问题。①闸门启闭问题。引起原因主要有闸门和预埋件本身与设计要求不相符、实际安装时未使用正确的焊接顺序、闸门中心和起吊中心没有重合、轨道安装时偏差较大、设备本身振动频率和结构频率之间形成共振等；②闸门漏水问题。引起原因主要有闸门和门槽埋件本身密封性不佳、吊装时橡胶水封没有做好、闸门埋件出现变形问题，或者制作过程和规范不一致。

通常这类问题在实际处理时往往要基于具体的表现形式采用适合的补救和处理措施，重点以后续的论述为主。

2 引水工程质量问题控制措施

2.1 土石方工程质量问题控制

在引水工程中，土石方工程是极为常见的一类项目，其中包括了石方开挖与填筑、基坑开挖、渠道土方开挖等等。实际进行质量控制时，应按照基本流程进行。

（1）土石方开挖。①对开挖边坡坡度、平整度进行有效控制；②开挖洞室时，应对开挖轴线进行控制，同时确保纵向深度、断面尺寸等与设计保持统一；③避免基坑遭受水的浸泡，防止开挖的边坡出现滑塌、变形等；④对测量放样结果进行反复测量，选用适合的精削方式，避免渠道底部和边坡欠挖、超挖；⑤在土石方开挖爆破时加强安全监测；⑥对已经开挖成型的基面需要加强保护，使其含水率能达到基本标准[4]。

（2）土石方回填。①在所有土料进场时进行严格检查，并控制好含水率；②对基面进行有效清理；③检查渠堤填筑压实程度是否能达到具体的设计要求，如果使用沙砾料，相对密度必须达到一定设计要求；④避免填筑时产生弹簧土问题，进行改性土换填时，需对配比进行严格检查；⑤高填方段必须预留充分的沉降量，尽可能设置沉降观测点，以对沉降进行有效控制，避免产生沉陷问题；⑥在回填构筑物两侧时，必须基于规范进行，对于机械碾压不到位的部分，必须使用小型的夯具进行完善。

2.2 地基与基础质量问题控制

在引水工程中，实施有效的地基处理主要是为了强化地基土本身的抗剪力，以达到设计本身对于地基承载力和稳定性的具体要求，同时优化地基变形性质，避免构筑物出现巨大沉降，并对抗渗性、抗震性加以提升，尽可能减少诸如胀缩性膨胀土以及湿陷性黄土这类特殊地基土[5]。目前最有效的地基处理手段主要包含桩基、强夯、重夯、灌浆等。

2.3 渠道面板类质量问题控制

在引水工程中，渠道是最重要的畅通载体，为保证运输效率，降低水头损失，渠道面板还必须加强清理，铺设聚苯乙烯泡沫板以及复合土工膜等，并安装逆止阀，整个过程的质量控制如图1所示。

（1）复合土工膜作业。①加强进场验收，禁止在太阳下暴晒；②在铺设时进行适当松弛，不能出现褶皱，同时避免折损，严禁烟火，电气焊必须远离；③在渠坡部分应该基于垂直渠道轴线方向进行铺设，渠底则平行于渠道轴线，同时要保证上游膜压下游膜；④在浇筑衬砌砼时，模板支立与固定都不能给土工膜带来破坏，外露预留的必须及时进行保护，避免遭到破坏。

（2）渠道砼衬砌作业。①在正式铺设之前先完全清理基面，并在铺设时，将板之间的接缝错开30~50cm；②控制好砼的摊铺厚度，确保衬砌面板厚度达到设计要求；③控制好砼的切缝事件，对于与切缝深度位置不相符的情况还需马上实施补切；④对于聚硫密封胶的使用，必须先严格依照相关比例配制，并按照说明书涂刷界面剂。

（3）逆止阀安装作业。①控制好安装角度，避免安装方向出现差错；②对逆止阀和排水管的连接进行全面检查，确保连接的通畅度；③在实际浇筑时由专人负责，当衬砌机行至逆止阀位置时保持低速度，同时及时进行位置的复核纠正。

2.4 钢筋砼工程质量问题控制

在钢筋砼工程中，主要包含了渡槽、隧洞、倒虹吸、桥梁等构筑物，在实际进行质量控制时需从这几点着手：①控制好砼的配合比，具体应与试验数据保持统一；②模板与支架需达到一定刚度、强度和稳定性，拆模之后及时对表面残渣进行清理，然后再使用脱模剂；③进行钢筋加工时，无论是焊接、安装，都需重点基于图纸设计进行；④浇筑砼时要重点使用钢尺划线定位，并完全绑扎牢固。

2.5 机电和金属结构质量控制

在引水工程中，机电设备安装是金属结构设备正常运行的基础，其中主要包含液压启闭设备、固定卷扬启闭设备、水泵和电气设备。

（1）金属结构方面。①加强闸门和预埋件的工艺流程控制，确定科学的焊接顺序；②在安装闸门时重点检查主轨和反轨的距离，确保其不出现超差；③弧形闸门支铰在安装之前必须对高程与里程等关键控制点进行严格测量，同时给轴孔当中加注润滑油，安装结束后及时检查是否有漏水问题；④在焊缝涂装作业之前必须实施表面预处理，同时检查金属表面的粗糙与清洁程度。

（2）机电设备方面。①安装固定卷扬机时，应使钢丝绳缠绕满足相关要求；②液压启闭机需进行严密性试验，并在安装之前对油缸实施反复推拉试验，确保空腔当中的空气被完全排出；③安装水泵之前需对泵体的水平度和垂直度进行重点检查，同时应保证主轴和电机主轴的同轴度达到施工要求。

3 结论

引水工程的存在有效解决了国内水量分布不均匀的问题，目前已经成为水资源配置的一项主要发展趋势。由于该类工程质量和人民群众的切身利益紧密相关，因此实际建设时必须加大重视，控制好每一个细节。在具体探究常见质量问题时，可从最常见的裂缝类、沉降类、渗水类和设备与金属结构类着手，通过分析具体产生原因确定有效的解决对策。同时，在实际施工当中，以重点工程为主，如土石方工程、地基和基础工程、钢筋混凝土工程、机电和金属结构工程，从各自的主要作业环节着手加强检查防控，使质量问题被扼杀在源头，避免给工程后续整体正常运行埋下隐患，以促进水利工程建设发展。