羊牯坳水庫除險加固施工研究

鐘陽軍

(江西省富大建業(yè)有限公司，江西 贛州 342300)

1 除險加固施工管控對策

1.1 落實好前期準備

除險加固前期，要落實好有關的工作，比如現(xiàn)場勘察與測量，全面檢查壩體的安全，安排專人進行勘察，根據(jù)勘察資料，確立行之有效的加固方案，確保除險加固可以正常開展。具體操作時，需要根據(jù)工程情況，精準采集有關信息與設置標準，不斷完善設計方案，確保工程建造的科學與規(guī)范。準確定位水庫功能，引入先進的技術工藝，在水庫建造中充分發(fā)揮其作用。正式開工前，需要落實好交底，全面檢查圖紙，有效處理矛盾與沖突，確保建設方案的合理可行。相關人員要以身作則，把設計圖紙、質(zhì)量規(guī)范等納進職能導向，在全面執(zhí)行的基礎上，真正提升建設效率。另外在前期準備工作中，還要做好匯流計算，見式(1)～式(4)[1-3]：

Q=0.278h/τ·F

(1)

τ=0.278L/mJ1/3Q1/4

(2)

θ=L/J1/3

(3)

m=0.323θ0.265

(4)

式中：Q為洪峰流量，m/s；h為高度，m；τ為匯流歷時，s；F為流域面積，m2；m為匯流系數(shù)；θ為水力特性經(jīng)驗指數(shù)；L為匯流長度，m；J為時間，s。

1.2 嚴控安全質(zhì)量關

在工程管理中安全生產(chǎn)是非常重要的，尤其是除險加固施工，安全管理有著不可忽視的地位。需要大力宣傳安全第一的思想，充分體現(xiàn)管理機制價值。安全生產(chǎn)應注意以下幾點。①構(gòu)建并且完善監(jiān)管機制，充分遵循以人為本的原則，將安全檢查落實到位，根據(jù)結(jié)果的反饋與歸納，進行相應的獎勵與懲罰。②全面執(zhí)行安全生產(chǎn)責任制，把其應用于生產(chǎn)管理，讓每一項工作更為標準。如當生產(chǎn)和成本有著矛盾時，把安全生產(chǎn)置于第一位，強化投入，確保生產(chǎn)能夠正常開展。③定期進行教育活動，讓廣大職工正確認知安全生產(chǎn)的意義，注重規(guī)范個人行為。④完善預警機制，如果有安全事故，需要第一時間反饋，在遵循行為準繩的基礎上，把反饋意見執(zhí)行于根本[4]。⑤在建設現(xiàn)場內(nèi)，充分把控車輛及其行駛速度，通過專人監(jiān)督管理，確保工程建造順利進行。

1.3 強化監(jiān)理部門管理

對于除險加固作業(yè)，全面執(zhí)行監(jiān)管機制，可以從源頭上避免種種問題的發(fā)生。如工程建設期間，需要事先落實好對現(xiàn)場的勘察與監(jiān)督，再全面落實行為準則，以確保工程整體建造質(zhì)量。復檢中如果發(fā)生問題，需要第一時間同專業(yè)人士溝通，合理調(diào)整建設方案，這樣可以避免違規(guī)建造情況的出現(xiàn)。此外，需要把好質(zhì)量關與技術關，避免不達標材料進入現(xiàn)場，如當開展?jié)仓鳂I(yè)時，需要落實好調(diào)查以及抽樣掌控，如果有不科學的地方，需要立刻糾正，在滿足相關要求之后，才能開展后續(xù)作業(yè)。

2 水庫除險加固實例研究

羊牯坳水庫位于于都縣羅坳鎮(zhèn)羅坳村，同羅坳鎮(zhèn)之間的距離為7.5 km，同縣城之間的距離為22.5 km，該水庫處在中埠河上，地理位置是東經(jīng)115°16″，北緯25°57″，所控流域面積約達到2 km2，庫容約為56萬m3，灌溉面積約為66.67 hm2。主要樞紐工程為大壩、引水隧洞等，屬于小型水庫。該水庫于1975年開工，1977年 春竣工，同年開始蓄水灌溉發(fā)揮效益。在1988年的時候，對溢洪道進水渠進行了擴寬。次年對西邊引水隧洞進行了局部襯砌加固處理，并對大壩進行了壩體黏土充填灌漿處理。2006年對溢洪道進水渠新建了漿砌石邊墻，對泄槽末端10 m左右的底板及其邊墻進行了加固，對挑流鼻坎及其邊墻進行了加固處理，對大壩下游壩坡排水系統(tǒng)進行了修補完善。2010年對溢洪道進行了臨時應急降低加固處理。2012年 9月—2014年8月期間，該水庫進行了除險加固處理，對大壩、溢洪道、壩下涵管及進場公路均進行了加固處理，并新建了灌溉引水系統(tǒng)。

2.1 水文

該水庫處于中埠河上，集水面積約達到2 km2，河長約為2.4 km。中埠河發(fā)源于羅坳村的仙人井，主峰高度808 m(黃海高程)，流域形狀呈扇形，流域內(nèi)河谷狹窄，屬山溪細流，地貌屬中低山丘陵，植被相對較好。該水庫水位與容積關系，是按照庫區(qū)地形圖測量計算而獲得的，詳情見表1。本流域內(nèi)無水文測站與雨量觀測站，工程于1975動工興建后，也未設立水文觀測設施，無水庫水文觀測資料。根據(jù)省水文總站編制的《手冊》來進行查算設計暴雨。查得水庫壩址年最大24 h、年最大6 h、年最大1 h時段的暴雨均值與Cv值，Cs/Cv倍率取3.5，詳細成果見表2。設計洪水，就此次研究的工程而言，集雨面積約達到2 km2，根據(jù)實際狀況，通過推理公式法計算洪水過程線。流域特征參數(shù)分別為F=2.0 km2，L=2.42 km，J=164‰。洪水成果見表3。

表1 水庫水位與容積關系

表2 設計暴雨成果

表3 壩址設計洪水成果

2.2 工程任務與規(guī)模

羊坳牯水庫存在的主要問題有壩下涵管出口處及附近壩腳區(qū)域、右岸山體存在滲水現(xiàn)象。若不進行處理，有形成管涌的風險，危及羊坳牯水庫大壩安全，工程一旦出現(xiàn)問題，會帶來較大的損失。應急處理的核心任務有：①對涵管再次實行封堵，并在涵管上游端設黏土防滲體，防滲體外側(cè)采用混凝土預制塊護坡。②對壩下涵管兩側(cè)一定范圍內(nèi)的壩基及右岸部分山體進行帷幕灌漿處理，處理項目中出現(xiàn)的隱患，為水庫的正常運轉(zhuǎn)提供有力保障。按照相關的標準規(guī)定：此次項目等別是Ⅴ等。水工建筑等級：無論是主、次建筑，都是五級。在洪水位方面，設計值是285.82 m，校核值是286.28 m，蓄水位依次是284.41 m、263.21 m，庫容一共達到56萬m3。

2.3 總體布置

針對該水庫目前所存在的問題，本次應急處理的總體方案為：①壩下涵管。拆除壩下涵管原堵頭，新建5 m長C20混凝土封堵段及C20混凝土堵頭，堵頭外側(cè)設黏土防滲體，對于防滲體外側(cè)邊坡，通過對混凝土預制塊的使用，進一步來進行護坡處理；在探清壩下涵管位置后，在壩頂對壩下涵管進行封堵處理。②壩基帷幕灌漿。對壩下涵管左側(cè)6 m至引水隧洞右側(cè)10 m范圍內(nèi)壩基及山體進行帷幕灌漿，以便能夠形成穩(wěn)定的防滲帷幕，有效截斷滲漏通道。

2.4 應急處理設計

2.4.1 壩下涵管封堵設計

拆除壩下涵管原堵頭之后，使用C20混凝土對壩下涵管進行封堵處理，形成不小于5 m的封堵段。封堵后，在壩下涵管上游端新建C20混凝土堵頭，混凝土堵頭呈矩形，它的厚度是1 m，寬度為壩下涵管左右兩側(cè)各深入0.5 m，高度為壩下涵管上下兩端各延伸0.5 m。C20混凝土堵頭外側(cè)設黏土防滲體，壩下涵管上游及左右側(cè)黏土防滲體厚度以不小于壩下涵管處最大水頭的1/4為準。考慮到有利于黏土的碾壓，與此同時，參考其他類似工程經(jīng)驗，本工程黏土填筑體頂高程為275.00 m，頂寬為3 m，上游邊坡坡度為1∶3.5，黏土防滲體底部平行壩軸線方向總寬度為14 m。黏土防滲體上游端及左右兩側(cè)均設截水槽，截水槽須深入基巖深度不小于0.5 m，截水槽兩側(cè)邊坡均為1∶1。黏土填筑體外邊坡設0.1 m厚混凝土預制塊護坡，在混凝土預制塊下添加墊層，厚度為15 cm。坡腳設置混凝土齒槽，厚度為50 cm，高 0.8 m。具體施工操作時，可以采取鉆孔的方式，進一步來探清壩下涵管在壩頂段的具體位置，確定壩下涵管位置后，在壩軸線及其上下游各1 m處設110 mm鉆孔，通過該3處鉆孔采用細砂及1∶1純水泥漿對壩下涵管進行封堵。

2.4.2 帷幕灌漿設計

灌漿孔布置范圍為壩下涵管左側(cè)6 m至引水隧洞右側(cè)10 m處，一共設置31個孔。中心線同壩軸線處于同一方向，實行單排設置，孔徑均為110 mm，孔距為2 m。在設計概算方面，工程共投入127.2623萬元，建筑費107.9271萬元，獨立費以及預備費依次是13.2751萬元、6.0601萬元。

3 結(jié) 論

水庫建設為一項非常重要的工程，在諸多方面可以發(fā)揮較大的作用，比如防洪防汛以及灌溉，實際上，一些水庫因為修建時間較久，當時技術與經(jīng)濟約束，使得部分水庫工程質(zhì)量不夠高，對此有必要對其開展除險加固。第一，對于除險加固環(huán)節(jié)，需要找到其中出現(xiàn)的問題，主動尋找適當渠道來處理，切實強化作業(yè)效率。第二，正式開展操作之前，需要安排專人做好現(xiàn)場勘察工作，精準定位水庫病險，同時據(jù)此給出行之有效的設計方案。