水庫除險加固工程的施工技術方法探討

馬 強

(彰武縣水庫移民工作辦公室，遼寧 彰武 123200)

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水庫除險加固工程的施工技術方法探討

馬 強

(彰武縣水庫移民工作辦公室，遼寧 彰武 123200)

水庫除險加固有兩大目的，一是發掘地方水庫的巨大潛力，二是提高水庫的運行安全性。文章主要以彰武縣大板一水庫為例，在全面了解該區域氣候、地質、水文等相關資料基礎上，闡述了水庫除險加固的必要性，并分別對該水庫土壩加固施工、溢洪道施工等主要施工技術內容和實踐經驗進行總結，以期維護水庫工程結構，促進彰武縣生態、經濟效益協同提升。

彰武縣；大板一水庫；除險加固；施工技術

位于彰武縣境內的大板一水庫主體初建于1967年，至今已有40多年的運行歷史。經技術人員勘查復合，結合現有工程資料進行分析后，發現該水庫當初在施工筑壩時主要從壩址周圍高地和上、下游取土，施工中的土料運輸及土層結構夯實全部由畜力協助人工完工。因此，經過幾十年的運行，該水庫結構嚴重老化，加之水庫多年失修。盡管該水庫庫區壩基穩定，未發生嚴重的涌水、冒水和滑坡險情事故，但長年壩體受當地降雨、風蝕和人力破壞，壩體土方大量流失，且輸水洞嚴重破損。因此，經技術論證，亟需對其采取合理的工程措施進行加固除險。

1 彰武縣大板一水庫基本概況

大板一水庫始建于20世紀70年代，其位于彰武縣西北部的滿堂紅鄉大板村柳河右岸支流上，實際地理坐標為E42°38′—N122°11′。40多年來，該水庫一直由彰武縣滿堂紅鄉水利站和鄉政府一同管理。該水庫屬于小型水庫，主要功能為水利灌溉，集防洪、養魚為一體。防洪設計和校核標準分別為10a與50a一遇。由于該地區氣候類型屬于溫和半濕潤季風大陸性氣候。因此，全年光照時間長，雨熱同期，四季分明，年均氣溫和多年平均降水量分別為7.4℃與506.6mm，故該地區降水量較多。另外，大板一水庫壩址地層結構總體構造簡單，無不良地質存在，水庫地質結構穩定。如表1數據所示為該水庫工程在除險加固前提供的相關力學指標：

表1 巖土物理力學設計指標

2 水庫除險加固的必要性

彰武縣大板一水庫興建至今，在40多年的運行歷史中，為當地經濟、社會發展與區域生態效益提升做出了巨大貢獻。但由于興建之初技術、資金、監察等投入力度不夠。因此，該水庫工程施工質量難以得到保障，經過多年的運行，水庫中潛存的問題日益凸顯，如壩頂結構高低不平、壩頂上游防護不到位；水庫在風蝕及雨蝕等作用下，壩體土大量流失；該大壩下游浸潤線出逸點較高，壩腳部位排水設施不全；水庫木閘門破損失修，輸水洞閘門啟、閉不靈活；輸水洞受水流侵蝕和氣候影響，鋼筋生銹、混凝土脫落、洞體水流滲漏問題嚴重。除此之外，該水庫一直以來缺少安全的溢洪設施。因此，上述多種安全隱患威脅著彰武縣大板一水庫安全運行。故出于防洪和灌溉等生態與經濟效益的角度考慮，對水庫進行除險加固具有重要意義[1]。

3 水庫除險加固工程主要施工技術

3.1 施工前期準備

施工前期結合工程實測結果，嚴格按照工程結構原始地形圖和斷面圖進行測量定線作業。分別完成除險加固施工場內和場外的道路建設，并做好除險加固施工中的水電供應及相關臨時基礎設施、設備的供應工作，確保施工前達到“三通一平”的工作目標。

3.2 施工結構布置

本工程在結構總體布置時，主要結合彰武縣自然氣候條件，在準確了解當地工程地質結構及水文情況等資料基礎上，本著“交通便利，便于施工生產、生活、管理，少占農田，減少干擾”等原則進行除險加固工程結構布設[2]。為了提升工程生態效益，降低成本，充分結合該區域地理區位優勢減少物料運轉，提高施工效益。經過研究，確定在該水庫大壩左岸平地布設臨時工程，擬計劃占用2000m2荒地，同時不影響當地交通，易于對整個水利工程進行管護。

3.3 施工進度控制

本文考慮到彰武縣大板一水庫隱患大、問題多、除險加固任務緊。因此，嚴格控制工程進度，在保證工程質量和效益不斷提升的前提下，縮短施工周期[3]。本除險加固工程經建設與施工單位協同研究、合理安排、精心籌化，擬定總施工期為90天。

3.4 土壩加固施工

土壩加固施工按以下作業流程進行：①全面清理和平整大板一水庫上游邊坡；②下游邊坡填土；③在大板一水庫上游砌筑鋼筋混凝土護坡，在其下游開挖砌筑與回填濾水壩；④在大板一水庫下游鋪筑人工草皮護坡；⑤大板一水庫壩頂路面施工。

具體施工技術如下：

1)平整大板一水庫上游壩坡：本次施工主要利用功率為74kW的大型推土機施工設備 ，對水庫上游壩坡進行碾壓及整平處理。碾壓過程中，若局部區域碾壓不到位，可利用功率為2.8kW的小型蛙式夯實機，在人工輔助作業下進行碾壓及整平處理。

2)大板一水庫上游護坡施工：在澆筑護坡混凝土前，首先需通過人工作業的方式平整、夯實壩坡，然后澆筑混凝土護坡作業，同時按2m×2m的標準，支模和鋼筋綁扎。其次，現場澆筑混凝土護坡作業。拌制混凝土時要采用攪拌機，在膠輪車、機動翻斗車或溜槽配合作業下，將其運輸入倉，再采用插入式振搗器或平板振搗器進行振搗施工。最后，要進行人工抹平壓光處理。但需注意，嚴禁在高溫時段進行混凝土澆筑施工。在此過程中，需加強工程結構養護管理，防止出現混凝土裂縫；若養護不到位出現結構性裂縫，需采用瀝青木板回填作業進行分縫處理[4]。

3)大板一水庫下游壩坡填土施工：本階段首先利用1.0m3挖掘機挖土作業，然后采用功率均為74kw的推土機和拖拉機進行推土壓實作業，相關作業內容如下：①砌筑排水體施工：同時進行下游壩坡培厚與排水體砌筑施工。砌筑排水體施工前，先采用挖掘機(1m3)在人工輔助作業下開挖大板一水庫排水體基礎土方，并對其進行平整作業。在此基礎上，結合工程設計標準，由人工自下而上砌筑排水體；使用膠輪車運輸場內塊石；為保證塊石表面美觀、平整且砌體錯縫無通縫，塊石間應緊密咬扣，避免相互浮塞和疊砌。土方開挖后，部分用于回填排水體上游，部分將其堆存于排水體上游壩坡，其余開挖土方用于壩坡培厚作業[5]；②大板一水庫下游人工草皮護坡施工：砌筑排水體施工完成后，首先由人工對壩坡灑水濕潤和夯實平整處理，然后鋪設厚度為0.05m的草皮，進行人工護坡作業。草皮鋪筑過程中，要結合實際設計要求和厚度，按照自下而上的順序，由人工帶線進行鋪筑施工，確保筏塊間無縫隙，且緊密結合。另外，還要保證鋪設表面結構平整，草皮護坡結束后，立即對其進行灑水養護，提高草皮的存活率；③大板一水庫壩頂路面施工：人工作業配合功率為74kW的大型推土機碾壓和修整水庫壩頂，在此基礎上，科學布置軸線樁和路面邊樁，并將路緣石設置于水庫壩頂上、下游兩側，然后進行路面砂石料墊層鋪設作業。鋪筑時，利用人工作業的方式，結合功率為74kW的推土機進行攤平、找平處理施工，最后對其進行壓實處理。

3.5 大板一水庫溢洪道施工

溢洪道主要位于大板一水庫土壩右壩一側，因此按照本次除險加固方案的技術實施要求，分別需要新建溢洪道進口、控制、漸變、陡槽和海漫段。

1)拆除砌體施工：拆除砌體時，主要由人工和1m3挖掘機配合拆除作業。拆除的石料完整塊石保留并就近堆放，主要用于砌筑濾水壩；拆除的破碎部分，運至水庫壩頂，主要用于水庫壩頂砂石路面的鋪筑[6]。

2)漿砌石施工：漿砌石施工同樣由人工和1m3挖掘機配合開挖作業。開挖基體后，側墻基礎需由人工修整，同時需采用人工作業的方式，結合功率為2.8kW的蛙式夯實機夯實土基施工。完成基礎部位的施工任務后，通過人工作業的方式砌筑砌體施工。施工時，采用機械拌合砌筑砂漿，在砌筑側墻時，按照先砌角石、后砌鑲面石的順序進行作業，最后填腹砌筑[7]。砌筑完工后，要確保塊石上下錯縫、內外搭接，而且均勻布置丁砌石，面積≥墻砌體面積的1/5。砌筑后，采用M20砂漿對護坡和側墻臨空面進行抹面作業；墻后回填土采用人工作業，并利用功率為2.8kW的蛙式夯實機進行人工夯實處理。

3)底板施工：底板施工采用鋼筋混凝土結構布置，混凝土采用C25混凝土，全部由人工施工完成。加工廠制作好鋼筋后，運至工程場地；底板鋼筋由人工布設，采用機械現場拌制和澆筑混凝土，人工與機械配合輔助作業，混凝土采用膠輪小車入倉，混凝土澆筑后要密實振搗施工[8]。

4)石籠海曼施工

采用1m3挖掘機對工程結構基礎進行開挖，并通過人工作業的方式，對基礎面進行修整，然后由人工作業鋪設土工布。最后，現場編制石籠鐵絲網并進行鋪設作業，與此同時，人工砌筑干砌石[9]。

4 結 語

綜上所述，水庫作為水利工程中的重要工程設施，其不僅能夠產生經濟效益，而且能夠創造巨大社會生態效益。因此，水庫除險加固對于穩定水利工程總體結構而言，具有至關重要的作用。本文通過對彰武縣大板一水庫的主要除險加固措施進行分析，實踐證明，上述技術方法行之有效，取得了明顯的治理成效，滿足了彰武縣居民正常的生產與生活需求。

[1]韋利珠.南流江水環境質量狀況研究及生態保護修復探討[J].水利規劃與設計，2014(11):17-20.

[2]劉愛春.祁家店水庫除險加固工程水利建設監理投資控制措施探究[J].水利水電建設，2014(20):64-66.

[3]袁劍軍.土石壩防滲墻黏土混凝土材料的工程應用初探[J].水利建設與管理,2013(02):33-35.

[4]蘇艷宇.瓦房店市小嶺水庫除險加固工程建設探究[J].黑龍江水利科技，2015(01)：127-129.

[5]任妍儒.瓦房店市東溝水庫除險加固工程分析[J].水利規劃與設計，2016(04):35-37.

[6]章皖東.淺談監理工程師對水利工程項目投資的控制[J].水利科技，2012(04):117-118.

[7]夏建軍.膠結材料筑壩技術在白土嶺水電站的應用[J].中國水能及電氣化，2014(11)：14-16.

[8]劉仲池.水利工程監理中的“三控制”研究[J].河南水利與南水北調，2015(06):43-44.

[9]徐飛.沈陽地區水資源短缺原因分析及對策研究[J].水資源開發與管理，2015(01)：24-26.

1007-7596(2017)04-0147-03

2017-03-12

馬強(1981-)，男，遼寧阜新人，工程師，從事水利工程建設管理、移民工程管理等工作。

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