水利水電工程中的水庫加固施工管理探討

王曉莉

摘要：水庫作為攔洪蓄水和調節水流的水利工程建筑物，在農田灌溉用水、居民發電、防洪抗旱當中發揮著至關重要的作用。尤其在近十年來，我國的水庫建設數量呈現出指數級上升態勢，據統計數據表明，截至目前，我國的水庫數量已經達到98000座以上，其中大型水庫數量已經突破750座。但是，在這喜人數據的背后不得不看到，許多在用的水庫由于年久失修，以至于抵御洪水災害的能力逐步弱化，甚至一些水庫面臨著決堤和垮塌的風險，因此，這就需要采取一些行之有效的加固措施，來提高水庫的災害防御能力，進而使水庫的實際應用價值得到切實體現。本文將針對水利水電工程中的水庫加固施工管理存在的問題以及采取有效措施展開全面論述。

關鍵詞：水利水電;水庫;加固施工;有效管理措施

水庫在保證農業灌溉用水和抵御洪水等方面扮演著重要角色，一旦水庫出現險情，或者水庫的部分使用功能喪失，將給當地的農業生產活動造成巨大打擊。因此，隨著水庫數量的逐年增長，水庫的加固施工也在緊鑼密鼓的進行當中。但是，受到管理機制、技術水平、思想觀念、管理模式等因素的影響，水庫加固施工管理工作也暴露出一些需要亟待解決的問題，這就需要施工單位應當從管理源頭抓起，認真總結和汲取經驗教訓，以此提升施工管理水平，進而為水庫各項功能的正常發揮提供堅實保障。

1 水庫的常見病害與風險

1.1 防洪設計不滿足標準要求

防洪御險是水庫所具備的一項基本功能，而在水庫設計階段，由于設計人員個人專業能力有限，加之在前期勘查工作中，收集的水庫所在地的地質信息、氣象信息、水文信息資料不全，以至于水庫防洪能力與標準要求相差甚遠。當雨季來到以后，隨著雨量的增加，水庫本身抵御暴雨侵蝕的能力大打折扣，進而引發潰壩等事故，這就給當地的農業生產以及居民的人身安全構成直接威脅。

1.2 基礎失穩，抗震能力差

影響水庫穩定性的一個關鍵指標是水庫本身的抗震能力較差，一旦發生地震災害，水庫壩體的局部區域將出現大面積的裂縫現象，進而給水庫的穩定性造成嚴重影響。另外，在水庫修建過程中，由于施工隊伍專業能力欠缺，導致水庫壩體的局部應力遠遠超出壩體材料的允許強度，在這種情況下，水庫壩體發生裂縫與垮塌的風險也將陡然上升[1]。

1.3 抗滲性能差

影響水庫抗滲性能的主要原因是填充材料質量不過關，或者施工單位的主觀人為失誤所致。比如在大壩基礎施工過程中，由于施工單位選用填充材料與施工方案中規定的材料嚴重不符，同時，在碾壓施工時，壓實度也無法滿足施工標準，使得大壩基礎的穩定性受到嚴重影響，并且局部區域也將出現大面積裂縫，這就使水庫的抗滲性能大幅下降。

1.4 年久失修，建筑物老化

水利水電工程始終處于持續運轉狀態，這就加快了水庫壩體以及水工建筑物的老化速度，尤其對于農業水利水電工程來說，當工程交付使用以后，后續維護保養工作主要由當地鄉政府與村委會負責，但是，由于缺少維護資金，導致一些水庫附屬設施的使用功能大受影響。比如管道老化、淤堵、斷裂、漏水等現象頻繁發生，這就給水庫運行埋下了重大的安全隱患。

2 水利水電工程中水庫加固施工管理存在的問題

2.1 前期基礎資料缺失

水庫加固施工管理不僅僅需要對施工現場的施工質量與安全進行有效控制與管理，同時，也需要大量參考資料的支持，比如水庫所在區域的水文資料、氣象資料、地質資料、周邊建筑物資料、交通狀況資料等。但是，部分施工單位往往將關注焦點集中在工程進度與經濟效益上面，進而忽略了前期基礎資料的重要性，以至于在后續施工過程中，由于缺少當地的水文與地質資料，使得水庫的各項加固指標與施工標準相差甚遠，這不僅給水庫運行的安全性與穩定性造成嚴重影響，同時，也給施工單位造成巨大的經濟損失。以當地的地下水位資料為例，由于施工單位對當地的地下水位情況不甚了解，進而在施工過程中，選用了常規的加固方法，當施工結束以后，受到地下水的侵蝕，水庫壩體的局部區域開始出現沉降現象，在這種情況下，施工單位只有采取返工與返修的方式對水庫壩體重新予以加固處理，這就耗費了大量的人力資源成本與時間成本。

2.2 施工技術水平受限

水庫加固施工具有較強的專業性，而且涉及到的加固技術類型呈現出多樣化特點，但是，由于施工單位的技術人員在施工經驗、專業技術等方面嚴重欠缺，加之投入的機械設備老化，應用的技術類型落后，導致在施工過程中頻繁出現質量與安全事故。比如在水庫加固施工時，技術人員忽略了邊施工、邊觀測水庫水位的重要性，以至于在大壩加固后，未及時對水庫中的蓄水量進行合理調度，當水庫水位突然上升為高水位時，加固后的大壩難以在短時間內適應高水位的沖蝕，使得大壩再一次出現潰壩現象，進而給周邊群眾的生命財產安全構成嚴重威脅[2]。

2.3 加固設計環節薄弱

在加固施工前期，設計人員需要根據水庫的運行狀況以及加固部位進行現場勘查，以獲取更為精準的數據，進而編制一套切實可行的加固方案。但是，由于施工單位過度追求施工進度，導致設計單位在未收集相關有效資料的情況下，便確定了加固方案的內容，一旦水庫加固進入到施工階段，由于加固技術選擇有誤，或者設計圖紙存在諸多設計缺陷，使得水庫的加固效果差強人意。當加固施工結束以后，水庫的正常運行也受到嚴重影響。

2.4 重施工，輕維護

當前，水庫壩體裂縫與滲漏已成為水庫的一種常見病害，而這一病害是經過長期水體侵蝕所致，雖然施工單位對裂縫與滲漏部位采取了加固措施，但是，在加固施工結束以后，卻忽略了后續水庫維護與保養工作的重要性，以至于小問題慢慢演化成為大事故。比如以農業水利水電工程中的水型水庫為例，由于施工單位疏于對下游排水管網以及反濾料等設施的維護，導致排水管網出現堵塞現象，在這種情況下，大壩的浸潤線直線上升，進而引發壩體滲漏。

3 提升水庫加固施工管理質量的有效措施

3.1 做好充足的事前準備工作

在加固施工開始之前，施工單位應對加固方案進行廣泛研討和分析，并指派專業技術人員負責對水庫所在區域的水文地質條件進行調查和了解，通過與當地水文氣象部門、地質部門的溝通和交流，獲取水文、氣象、地質信息的第一手資料。然后對加固方案內容進行優化與調整，以提高方案的可行性。另外，在選擇加固技術類型時，施工單位應當根據水庫病害部位的類型以及實際運行狀況，遵循“優中選優”的原則，來確定加固施工方案的內容，最后與監理單位、建設單位就方案的合理性進行有效溝通，以保證后續加固施工能夠順利進行。

3.2 健全施工管理體系

保證施工質量，提高施工管理績效的前提條件是需要一個科學完善的施工管理體系的支撐，因此，施工單位在加固項目實施之前，應當由項目經理牽頭，負責組建一個水庫加固施工管理機構（如圖1所示），并明確每一個崗位的工作職責權限。首先項目經理負責對施工全過程實施有效控制與管理，項目技術負責人專門負責施工技術的選擇與操作規范的現場指導，質檢部門負責對加固施工質量進行檢查與監督。材料人員負責對采購相關的施工材料，并對材料質量負全責，施工作業隊與施工班組負責具體的施工任務，并在技術人員與管理人員的統一調度與指揮下開展施工活動[3]。

3.3 水庫大壩加固管理措施

大壩是水庫當中極為重要的水工建筑物，在抵御洪水侵蝕方面發揮著至關重要的作用。因此，在對水庫大壩進行加固施工時，施工單位應當注意以下問題：第一，技術人員事先應當準確計算出水庫大壩的泄洪能力、放沖能力，并對這些數據進行統一記錄，進而為加固方案的編制提供有力的參考數據。第二，對關鍵部位與工序進行嚴格審查，比如壩體的邊墻結構、主要控制段、泄槽底板等位置，當準確獲取這些部位的運行數據以后，來確定最后的加固方案。第三，加固方案的實時調整。在施工過程中，由于常常出現一些突發事件，以至于現行的加固方案與實際情況出現沖突，為了切實解決這一問題，施工單位應當及時對方案內容進行優化和調整，以保證水庫的泄洪能力能夠滿足設計標準要求。

3.4 水庫抗震加固管理措施

由于水庫在設計過程中，設計人員忽略了水庫的抗震性能，以至于部分水庫在使用過程中受到地震的影響，水庫的壩體、壩基等部位嚴重失穩，甚至發生了嚴重的垮塌事故。針對這種情況，施工單位在加固施工開始之前，應當對地震震級以及地震烈度等參數進行分析，然后結合地震反應譜的特征編制一套科學合理的抗震加固措施。同時，需要著重做好以下幾方面工作：第一，結合地震震級與烈度適當加高的水庫壩頂的高度，并延緩壩坡的坡度，以此來提高水庫大壩的整體穩定性。第二，科學選擇護坡材料，尤其對抗震性能相對較差的壩頂位置來說，盡量選擇一些強度較高的材料，比如水泥砌石，這種材料既可以增強壩頂的穩定性，也可以起到美化護坡的作用。

4 水庫加固施工技術

4.1 高壓噴射灌漿技術

高壓噴射灌漿是水庫壩基加固施工中一種常用技術類型，這種技術主要利用高壓泥漿泵，通過安裝在噴桿端的噴嘴，向地下土體高壓噴射固化漿液，進而使漿液與土體形成一個堅固的凝結體，這樣能夠使壩基的穩定性得到大幅提升。該技術常用的漿液類型主要包括三種，即普通型漿液、速凝-早強型漿液以及高強型漿液，普通型漿液的主要材料是普通硅酸鹽水泥，并且不添加任何外摻劑，在拌合時，水灰比通常為0.8：1—1.5—1，應用這種材料，固結體的最大強度值能夠達到20Mpa左右。速凝-早強型漿液主要是在水泥漿當中加入氯化鈣、三乙醇胺等早強劑，以摻入2%的氯化鈣漿液為例，固結體的抗壓強度能夠保持在1.6Mpa左右，如果將氯化鈣的摻入量提升至4%，那么固結體的強度值也將上升至2.4Mpa左右。 而高強型漿液，一般是選擇高標號的水泥作為主要原料，或者在水泥當中添加水玻璃、無機鹽擴散劑等，應用這種材料，固結體的抗壓強度能夠達到20Mpa以上[4]。

4.2 深層攪拌加固技術

深層攪拌加固技術也稱之為水泥土加固法，這種方法主要將水泥作為固化劑，在施工過程中，利用深層攪拌機械，在水庫壩底將軟土層與水泥漿液進行強制攪拌，使二者之間通過固化反應而形成一個堅固的整體結構，因此，利用這種加固技術能夠大幅提升軟土層的抗壓強度，使軟土層的防滲性得到有效改善。該技術的加固原理是在攪拌機械的作用下，軟土層與水泥漿液能夠發生一系列物理與化學反應，在這反應過程中，軟土層中的含水率大幅降低，土層散狀顆粒的粘結力大大增加，進而對軟土產生固化與硬結作用。目前，深層攪拌樁主要包括成柱狀、壁狀、塊狀三種類型，在水庫加固施工中，多采用壁狀式攪拌樁，因為這種攪拌狀防滲加固性較好，利用壁狀加固樁可以在被加固部位形成一道堅固的水泥土擋墻，這就相當于給水庫大壩設置了一道隔水帷幕，進而使水庫大壩的抗滲漏能力得到大幅提升。與其它壩基加固技術相比，深層攪拌加固技術具有加固效果好、施工速度快、投入成本低、加固方式靈活等特點。比如截面積為0.71m的深層攪拌樁，造價約為100元左右，如果按照成墻厚度0.22m計算，那么成墻造價約為70元/m，與混凝土墻截滲、垂直鋪塑截滲、高噴水泥土墻截滲技術相比，能夠節省大量的施工投入資金，因此，深層攪拌加固技術在水庫加固施工中得到普遍推廣和應用。

4.3 水庫堤身填筑加固技術

在對水庫堤身進行加固施工時，首先應當清除堤身表層的腐殖土、雜填土以及多余雜物，并利用壓實機械對進堤基進行碾壓作業，在清基過程中，清基范圍應當超出設計邊線50cm的距離。如果堤身所在位置有房基、孔洞或者建筑基礎，應當徹底予以清除，技術人員需要對清除效果進行檢查。在填筑土料時，應當按水平分層向上鋪土填筑，不得順坡填筑，在對堤身邊坡進行鋪土作業時，如果超出設計邊線，那么，應當預留出一部分余量，采用人工鋪筑的方式，需要預留10cm的余量，采用機械鋪筑的方式，需要預留30cm的余量。在壓實作業當中，碾壓機械的行走方向應當始終與堤軸線平行，切忌垂直堤軸線碾壓。如果采取分段分片碾壓方式時，應當合理控制相鄰兩個工作面碾跡的搭接寬度，一般情況下，平行堤軸線方向，搭接寬度不得小于0.5m，垂直堤軸線方向，搭接寬度應當介于3～5m之間。在夯實階段，可以利用夯實機械實行分段、分片夯實，夯跡搭接寬度不得超過10cm。

5 結語

水庫加固施工管理水平的高低與水庫的各項功能是否能夠正常使用存在著必然聯系，因此，為了最大限度的降低各類災害與安全事故的發生概率，施工單位應當進一步加大對施工全過程的控制與管理力度，一方面通過完善內部組織機構與內控機制，來構建一個科學的施工管理體系。另一方面，在加固施工過程中，應當積極應用新技術、新工藝、新材料，在保證水庫加固效果的前提下，延長水庫的使用壽命。

參考文獻

[1] 歐陽釗.水庫大壩除險加固施工安全管理問題分析[J].四川建材，2021，47（7）：215-216.

[2] 馬洲.水庫加固工程施工管理研究[A].2020年5月建筑科技與管理學術交流會論文集[C].2020：195-196.

[3] 施正協.小型水庫除險加固工程的施工管理分析與研究[J].珠江水運，2020（1）：82-83.

[4] 董凌伯.水利水電工程中的水庫加固施工管理研究[J].綠色環保建材，2019（11）：232，235.