棉花沖水庫除險加固工程建設管理的有效措施

劉 凱

(貴州省麻江縣水利局，貴州麻江 557600)

1 工程概況

棉花沖水庫位于麻江縣谷硐鎮黃泥村，是一座以農田灌溉為主的水利工程，原設計灌溉面積3600畝，大壩于1977年5月動工，1982年11月竣工。水庫壩址以上流域面積4.1km2，水庫總庫容67.8萬m3,大壩為均質土壩，壩頂高程1058.00m，最大壩高20.5m。壩頂寬4m，壩頂長61m，壩底寬95.48m，樞紐工程是由大壩、溢洪道、放水涵洞三部份組成。

由于受當時條件限制，邊設計和施工，加上施工條件較差，主要是人力施工，工程質量難保證，大壩建成后一直不能正常蓄水，僅能保證500多畝農田灌溉，大壩建成至今已30年，年久失修，稍遇洪水，水位上漲到1049.0m高程開始出現滲漏，水洪上漲滲漏更為嚴重。

根據《貴州省水庫大壩安全管理辦法》及《水庫大壩安全評價導則》（SL258-2000），水庫大壩鑒定為三類壩，需進行除險加固，根據相關的規范、徑流調節與調洪計算其規模如下。

在不增加任何的泄洪措施，保持原有設計左岸溢洪道和右岸放水涵洞的情況下，增設1.2m高防浪墻，壩頂寬度4.0m不變、大壩壩頂高程1059m仍保持不變。壩肩及水庫左岸進行回填、削坡、砌護處理，而且要對砌護加固和壩體進行防滲。同時也要將放水臥管改造成塔式進水口，改變水庫的運行方式。將溢洪道堰頂高程進行降低并拓寬，也要對其左岸的高邊坡進行削坡處理。

2 存在的主要問題及管理措施

2.1 水庫除險加固工程設計中存在的主要問題

（1）壩頂的高度不符合要求：經過調洪計算，大壩壩頂高程不符防洪指標；溢洪道在宣泄 20年至200年洪水時，水位均高出壩頂，造成水流沖刷下游壩面。

（2）大壩清基質量差，且未經灌漿處理，存在壩體與地基接觸帶、壩基淺層滲漏；壩基滲流性態存在嚴重安全隱患，危及大壩安全，當水庫處于高水位運行時，易產生擠壓，黃土層極易發生坍塌，預計塌岸會向壩體內方向延伸，造成壩體產生缺口，影響壩體的穩定。

（3）危及大壩安全之溢洪道功能失效：溢洪道現有導墻高度不滿足設計及校核洪水情況的高度要求，泄槽洪水將翻越邊墻，沖刷右岸下游壩坡。消能設施現有結構也不滿足規范要求，下泄洪水將對下游壩腳、農田及村寨造成重大的影響。現基礎變形，砌石混合砂漿嚴重脫落，砌筑工程失效，左岸存滑塌現象，出口沒有消能設施，這降低溢洪道以及土壩的穩定性。

（4）壩體壓實系數不符要求，碾壓不嚴實，均勻性差。

（5）需加固放水臥管：放水臥管長期受庫水的沖刷，出現滑塌、沉陷以及滲漏的險象，威脅放水臥管的穩定。

（6）反濾存在設計不合理：由于歷史的原因，壩址反慮排水體長僅 40m，不能滿足壩體下游排水的需要，造成左壩體浸潤線升高，導致半坡出流，引發唄坡變形，降低其穩定性。

（7）工程未設置基本的水情及工程監測設施，缺乏必要的交通、通訊等管理設施，不利于水庫的運行管理和防洪調度。

2.2 水庫除險加固工程設計管理措施

2.2.1 大壩加固設計的具體措施

根據《貴州省黔東南州麻江縣棉花沖水庫大壩安全復核報告》，參考引用壩坡穩定分析、大壩滲流穩定以及相關的標準得出，需要對左右壩肩、壩體、排水棱體及水庫左岸進行除險加固處理。

（1）壩頂處理：現壩頂高程不變為1058m,壩頂寬4m，并增設防防浪墻，為鋼筋混凝土，寬0.8m，高1.2m。

（2）對上游壩面進行處理：在壩踵處增設混凝土截水墻。然后沿截水墻布置壩基帷幕灌漿孔，用水泥進行帷幕灌漿，使壩面防滲與壩基防滲形成一個封閉的防滲體。清除其迎水面剝脫、風化破碎的表面亂石及表層松散的粘土，呈臺階式開挖到密實粘土層，再用粘土分層夯實碾壓達到設計壩坡體型1:2.5，然后對整個迎水壩坡面采用二布一膜復合土工膜防滲層（PE膜厚0.5mm、兩布700g/m2）鋪在15cm厚壓實細砂下墊層上，膜上鋪15cm厚砂壤土上墊層，上墊層上為6cm厚干砌C15混凝土預制塊（六角形板、邊長20cm、厚6cm ）防護層。

（3）對下游坡處理：先清除下游壩面0.3m厚的表層土體，然后在培厚堆石排水棱體頂以上按1:2.5的壩坡用粘土夯筑培厚下游側壩體。培厚堆石排水棱體頂面高程1042.15m，頂寬1.5m，外側邊坡1:2.0。種植草皮來護坡，而且按要求設置橫向、豎向排水溝并和下游排水棱體相銜接。

（4）加固原有的排水棱體。

2.2.2 改進放水洞進口的設計

由于歷史的設計原因，大壩上游迎水面原來的放水洞臥管放水設計已不符當前的需求，應廢棄，在原放水涵洞進口處增設放水鋼管及封堵混凝土。采用C15混凝土將涵洞進口處封堵，在放水鋼管進口處設置消力井，消力井為現澆C25鋼筋混凝土，其頂部高程即為死水位1044.34，底板高程為1042.87m，平面尺寸為2.0m×2.0m。井口尺寸為直徑50cm的圓形。采用φ500的斜拉式雙向轉動閘門作為檢修用，閘門采用手搖啟閉機啟閉。

2.2.3 溢洪道改進設計的具體做法

拓寬加固改造設計溢洪道：現溢洪道太窄，按洪水復核計算結果對溢洪道進拓寬加固，按現堰頂高程不變，將原溢流前緣凈寬改為12m的正槽實用堰，增設挑流消能設施，用C20鋼筋混凝土底板和側墻。

2.2.4 大壩安全監控設計的具體做法

位移、沉降、滲透以及氣象監測是大壩安全監控項目設計的主要內容。在這個安全監控項目中，需要安裝4個觀測孔在壩最大斷面處社浸潤線；設置位移兩條沉降斷面在上下游壩坡處；設置一處滲流監測在反濾體下游。

3 除險加固主體工程建設中的管理措施

3.1 放水洞進口施工過程中采取的管理措施

在麻江縣棉花沖水庫除險加固工程中，由于放水洞的改造繁瑣，需要將水庫放空且要修筑圍堰才能進行施工。采用人工的方式進行基坑內的淤泥開挖。采用拌和站拌制的0.4m3移動式混凝土建造進水口，沿溜槽入倉。由于放水濺口的混凝土澆筑施工期是在安排在12～1月，而此時當地的氣溫在5℃～-8℃之間，屬于低溫冬季施工，必須嚴格采取必要的監控工程質量的相關控制措施，以免工程出現質量問題。具體做法如下。

（1）對拌和水的水溫不應該超過60℃。在混凝土拌和前，應對拌和機進行沖洗，用熱水沖洗，拌和時間延長約50% 。

（2）所有的運輸設備在使用之前，用熱水沖洗干凈；恢復運輸的時候，對所有的運輸設備進行加熱。

（3）冬季混凝土澆筑應采用蓄熱法，此法適合冬季施工，施工簡單，是最為經濟的施工措施，不需額外混凝土加熱設備。

（4）采用蓄熱法施工的混凝土模板選用保溫模板，混凝土澆筑完成后立即用保溫材料覆蓋其頂面。

（5）混凝土澆筑是在水庫的河床中進行施工，應做好防風措施。

3.2 溢洪道工程施工過程中采取的管理措施

麻江縣棉花沖水庫除險加固工程中針對溢洪道施工，主要從下述幾個方面進行了管理。

3.2.1 混凝土的質量控制方法

在開始混凝土的澆筑作業之前，需要對倉內基礎進行徹底檢查，確保模板、鋼筋以及預埋件的位置都符合設計要求，全部驗收合格之后才可以開始澆筑。在澆筑的過程中一定要按照相應的厚度、順序以及具體的方向等進行分層澆筑。注意在澆筑斜面時應該從低處逐漸向高處澆筑，確保水平分層，避免出現骨料集中的問題。

利用振搗器提高密實度，振搗工作在混凝土的下降不再明顯、沒有氣泡出現、開始泛漿以后停止。對于不合格的混凝土一律不得入倉，已經變硬的混凝土不得繼續使用。在對施工縫進行處理的過程中，需要根據混凝土的硬化程度，通過采用鑿毛等方法進行有效處理，將混凝土表面殘留的松弱層等全部清除并確保其表面保持干凈。在完成混凝土的澆筑工作之后要做好覆蓋保護工作，并保持混凝土表面濕潤，根據設計規定合理安排混凝土的養護時間，確保混凝土表面具有較高的平整度。

3.2.2 鋼筋的質量控制措施

在溢洪道工程施工過程中采用的鋼筋必須具有出場證明書以及相關的試驗報告單；每批鋼筋在進入施工現場之前都應該進行冷彎試驗，檢驗合格后才可以使用；保證鋼筋的數量、安裝的位置與施工設計的相一致；焊縫一定要結實不能有裂縫，也要避免漏焊。

3.2.3 干砌石的質量控制

在施工的過程中一定要確保使用的材料能夠有很好的抗風化的能力，禁止使用有裂縫的石頭。通過錯縫鎖結的方式進行砌筑工作，裂縫寬度控制在25mm內，保證其邊緣能夠順直。

4 除險加固工程建設中的其他管理措施

（1）為確保工程質量，麻江縣棉花沖水庫除險加固工程建設應嚴格按“四制”組織實施。設計圖紙的規定和解釋、施工驗收的相關規范、技術交底要求以及工程施工中簽署的各項合同要求等內容要熟知；嚴格監督現場的質量檢驗工作，及時掃清干擾阻礙物，做好高程點的檢查以及軸線的定位工作；嚴格審核施工情況，落實檢查制度，保證項目經理、監理工程師和業主工程負責人達到工作崗位；嚴格控制施工過程中所用的材料、設備的質量；認真檢查承包商提供的設計；控制并改善生產環境中的各項相關措施，嚴守工程質量關。

（2）為施工方提供必要的幫助以及監督，棉花沖水庫除險加固工程要嚴格按規程規范進行施工，嚴格執行質量檢查控制體系；健全施工工序移交過程的驗收規范；對隱蔽工程的檢查工作不能放松；對于工程變更要做好相關的手續并備案留底；合理行使質量監督權，為保證質量必要時行使停、復工令；發生事故時，做好處理工作并建立施工質量日志保證施工質量。

（3）嚴格檢查和審核竣工資料、質量檢查報告以及工程相關的質量技術文件，撰寫施工技術目錄，建立相關文檔；先對工程質量狀況做出科學的評估然后組織試運行工作，并對工程做出初步驗收。

5 結 語

簡而言之，該水庫的除險加固工程的實現會產生積極的影響，不僅能夠保護下游人民的財產安全，也能改善周邊的自然環境。所以，在進行除險加固工程的過程中，要嚴格執行各項監督審核措施，嚴把質量關，確保工程能夠順利完工，使該工程發揮應有的效益。

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[2]劉應宗,郭漢丁,孟俊娜.我國政府建設工程質量監督工作的轉變[J].建筑濟,2002,(2)

[3]中國水利水電基礎工程局.DL/T5148－2001水工建筑物水泥灌漿施工技術規范[S].北京:中國電力出版社,2001

[4]黔東南州水利電力勘察設計院 《貴州省黔東南州麻江縣棉花沖水庫大壩安全復核報告》2011

[5]中國水利部.土石壩養護修理規程 (SL210－98).中國水利水電出版社,1998