中型水庫除險加固工程主要施工方法簡介

趙建波

（新疆油田公司供水公司 新疆 克拉瑪依 834000）

1 概述

某水庫是一座引水式中型水庫。經過將近三十年的蓄水，水庫產生很多隱患：上游壩體產生沉陷變形；壩后產生多處滲水；蘆葦叢生，每年大風季節，水庫會出現水浪翻越大壩、損壞壩體等情況。因此，管理單位組織專家對水庫大壩的安全性進行了鑒定，結果顯示水庫安全性級別為C級，屬三類壩，應采取相應施工措施對大壩進行除險加固。

2 工程設計方案

對可行性研究階段采用的基礎資料進行了綜合分析。根據補充收集的資料，對壩頂高程、壩體滲流、壩坡穩定等重新進行了復核計算，確定水庫加固后水庫總庫容仍為1950.5萬m3，基本同意死庫容700萬m3，正常蓄水位282.0m，死水位275.4m。最后確定壩頂高程284.8m，防浪墻頂高程為286m。通過方案論證提出推薦方案，主要內容如下（大壩0+120m～1+600m段）：

（1）對壩頂和防浪墻進行加高整治；

（2）對上、下游壩坡進行培厚加固處理，修建壩體上游格柵混凝土漿砌石護坡，下游局部段砌石護坡，下游壩腳增設反濾排水體；

（3）壩體心墻局部段作水泥攪拌連續防滲墻加固；

（4）壩基帷幕灌漿防滲處理。

3 主要施工方法及技術措施

3.1 壩體培厚加高填筑工程

在護坡拆除后，根據設計要求和計劃安排分段測量放樣，清理清除填筑基面或接觸面的表層腐殖土、草皮、樹根、雜物、垃圾，平整基礎，進行四方聯合驗收，驗收合格后方可進行壓實填筑。對基礎面局部軟弱部位等問題，根據設計要求專門進行了置換處理。0＋500～0＋800區段上游采用了水下填筑方案。在0＋120～0＋250上游進行填筑壓實生產試驗，通過試驗確定了鋪土厚度40cm、灑水3～4遍、壓實機械18T震動碾、碾壓6～7次數和含水量等施工參數，報監理批準后根據確定的碾壓參數全面應用于生產。

壩體填筑所需土料來此壩西4km的天然料場，采用挖掘機或裝載機配合裝車，自卸汽車運至工作面，推土機推平、灑水車灑水悶料、等待土料水分分布均勻后用18T振動碾壓實成型，壓實遵循先輕后重、先穩后振、先低后高、先慢后快以及夯跡重疊的原則施工。然后進行現場取樣試驗，填筑滿足壩體最小干密度1.77g/cm3、最大干密度2.16g/cm3的要求。每層填筑時內側均根據設計要求進行了與老壩的臺階接茬處理，外側放寬1m，保證有效地設計寬度以內壩體填筑壓實度，超寬部分通過機械和人工結合方式進行削坡處理。上游面填筑達到▽283.2m高程后，暫停施工，待防浪墻施工后再采用同樣方法施工，對頂部寬度不能滿足大型設備施工條件時，人工上料蛙式打夯機填筑頂部窄條帶。漿砌石護坡之下的兩層反濾料，采用人工鋪料、灑水、平板振搗器和打夯機壓實。

3.2 上游護坡工程

上游護坡主要是漿砌石（C15F200細石砼）和網格梁（C20F200）施工，漿砌石施工首先采用原護坡拆除后的可利用材料，在上游填筑分段達到▽283.2m高程后，分段驗收，然后進行護坡基礎齒槽開挖。在完成齒槽漿砌石后，根據現場實際情況和設計要求，現場分兩種方法施工：其一先打網格梁混凝土后填充漿砌石；其二先砌筑漿砌石后澆筑網格梁。漿砌石和網格梁拌合物采用3.5m3拌和機拌合，小型自卸車運至壩頂，通過溜筒或溜槽輸送到工作部位。片石材料根據施工高程分為壩頂和坡腳向坡面人工運輸方案，外購片石主要通過壩頂向下人工搬運。施工過程中嚴格控制拌合物質量，防止不合格材料用于施工，砌石時漿料應飽滿，石塊間較大的空隙先填塞細石混凝土，嚴格控制石料之間的砌縫寬，施工后及時勾縫覆蓋養護。坡面鋼筋混凝土格柵按水工混凝土施工驗收規范進行施工。漿砌石砌筑同時按設計部位放置￠100PVC排水管，排水孔排距1.5m，列距1.5m，梅花形布置排水管內填無砂砼，管孔底加500×500無紡布。在砌筑前，首先人工進行壩坡面修整，拉線砌坡，砌筑時要求平整、穩定、密實、錯縫。同一層面應大致砌平，相鄰砌石高差宜小于2cm～5cm，在砌筑時要大面朝下，漿砌石砌筑用標號為C20細石砼砌筑。按監理工程師批準的配合比計量配料，在砌筑時，砌石均坐于新拌砂漿上，分層砌筑，外露照面及角隅面石塊選平整的石料，先砌周邊交勾縫，再填灌漿搗實，使砌體飽滿無空隙。漿砌石砌體從低處開始砌筑，砌筑厚度40cm，上游護坡砌石宜新鮮、完整、質地堅硬，不得有剝落層和裂紋且飽和和抗壓強度不小于30MPa、粒徑不小于100mm塊石。采用臥砌，上、下錯縫、內外搭砌。砌體分縫厚度為20mm～30mm，砂漿飽滿，石塊間較大的空隙先填砂漿，后用小直徑的卵石嵌實，石塊間不相互接觸。塊石砌體第一層及轉角處，交接處選用較大的平塊石砌筑，砌體基礎的第一層石塊大面向下。砌石體表面要保持砌體的自然接縫，力求美觀、勻稱，塊石形狀突出、表面平整，砌體表面刷洗干凈，至少用浸濕物覆蓋保持21天，在養護期間經常灑水，使砌體保持濕潤，避免碰撞和振動。漿砌法砌筑的砌石轉角處和交接處同時砌筑，對不能同時砌筑的面，留置間斷處，并砌成斜槎。漿砌石砌筑施工時砂漿填充飽滿，黏結牢固，不得直接貼靠或脫空。

3.3 帷幕灌漿工程

大壩帷幕灌漿分部工程根據壓水試驗計算孔的深度，采用上下游兩排帷幕灌漿，從上部至下部分段進行開孔取樣，進行排序、拍照、繪制柱狀圖，最后實施灌漿。由于當地土質含鹽量較高，采取了42.5MPa高抗硫酸鹽水泥，共設置檢查孔67個，每段長度不大于10m，經驗收合格，均達到設計要求。

3.4 深層攪拌樁防滲墻工程

深層攪拌樁是一種加固處理軟基地層的新方法，施工有兩種參入固化劑的模式，即干噴和漿噴，本工程采用的是漿噴連環套接樁施工方法，可形成一道連續的防滲墻。本工程噴漿攪拌法是利用水泥漿作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，在設計深度內對心墻粘土和水泥漿充分拌和，使粘土凝結成更強的防滲效果的連續防滲墻體。

根據設計要求，深層攪拌樁處理區段是0＋050～0＋350和0＋700～0＋900段，沿壩軸線方向總長500m。墻體位于粘土心墻中線上，深度最大13m。樁徑50cm，墻厚30cm，樁距40cm。PH-5D樁機進場，通過現場施工試驗開始正常施工。施工方法是先在壩頂中線上開挖0.6m寬、深0.8m的先導槽，然后采用四噴四攪方式，即噴漿下沉、噴漿提升、復攪下沉和復攪提升，鉆進和提升速度小于1m/min。噴漿材料為32.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥參入量為13%。施工結束后采取了開挖深坑、芯樣試驗和現場注水試驗，結果均符合設計要求。

3.5 防浪墻鋼筋混凝土施工

因為防浪墻高2.8m，基礎埋入在壩頂高程以下1.4m，因此其施工與上游填筑、護坡以及墻后壩頂加高存在相互制約問題，經研究確定，在上游護坡達到▽283.2m高程后，跳倉、分層、分段預留缺口進行防浪墻施工。在防浪墻基礎進行開挖、整平夯實后，澆筑C10墊層混凝土澆。然后對每倉（長15m）混凝土兩層澆筑，每大約90m預留一個15m長的缺口作為上游施工通道。在上游作業完成后再施工缺口防浪墻。由于1＋200～1＋600段位于大壩主風浪取，為了保證大壩蓄水進度和安全，該段混凝土在每倉澆筑了下層混凝土后即停止作業，在上游施工結束后再進行了上層澆筑。

為了加快進度、達到混凝土美觀的效果，根據防浪墻設計體型專門定做了專用鋼模板及支撐設備。現場設置兩臺0.35m3小型拌合站，5t自卸汽車水平運輸，搭架人工入倉，電動插入式振搗棒振搗。

4 結語

通過水庫除險加固工程設計方案施工，基本解決了壩基滲漏問題，工程至今運行正常，初步發揮了社會和經濟效益。由于壩基薄石膏夾層溶蝕，會對壩基滲漏產生不利影響，就目前的材料技術和施工技術而言，通過防滲帷幕灌漿只能在一定時期內發揮作用，但通過方案比較，這也是目前唯一可選的合理技術措施。根據水庫多年的運行經驗，工程竣工后，特別是15年～20年后，應隨時掌握水庫滲漏情況，分析發展趨勢，及時采取措施進行控制。※