广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司 南宁 530023
摘要：为保障水库高效运行，发挥灌溉效益，保护人民群众生命财产安全，实施加固是迫在眉睫的。然而，水库大坝放水涵洞常年运行，本身就存在安全风险，且隐患突出。放水涵洞兼顾发电和灌溉任务，对加固进度要求紧迫。涵洞空间狭窄且为地下工程，有限作业空间，施工难度大，安全风险突出。加固失败会加剧险情发展，引发溃坝风险。所以对加固此类放水涵洞的质量安全进度保障措施要求较高。
关键词：工程总承包；放水涵洞；加固技术；安全管理；工作实践。
1 放水涵洞加固前现状
官成水库6#副坝2#放水涵洞为坝内填埋式有压洞，涵洞断面为圆形，由进口段、洞身段、闸门竖井段组成，涵洞“Y”型连接发电厂房，全长130m。进水口至闸槽段为DN2000mm的混凝土圆洞；闸槽至涵洞分流点（本次钢管衬砌加固段）由方形1600（宽）x2000mm（高）渐变为DN2000mm的圆洞，渐变段长3米，圆洞长59米，混凝土结构；分流点至发电厂方为DN2000mm渐变为DN1200mm的钢管。
放水涵洞自2001年建成投入使用以来，出现不同程度的不安全因素，渗流安全性评价为“C”级。主要问题有：在水库高水位放水运行时，涵洞顶部的坝坡存在冒水现象，为涵管漏水；混凝土管壁与坝体之间出现多处大小不一的空洞，且混凝土管壁出现严重侵蚀，多处可见露筋等。
2 设计及优化方案
2.1设计加固方案
放水涵洞进口段采用丙乳砂浆进行裂缝修补加固，洞身段管壁凿毛10mm后采用厚度为10mm的钢板进行衬砌（每隔2m设加劲环）、钢管与旧混凝土间回填灌浆、洞身段进行充填灌浆（设5排、孔距1.5m、排距均为1m），闸门坚井二期混凝土拆除重建、更换金属结构设备。洞身段钢衬，按水流方向依次由方形转圆形（宽1.6mx高2.0m方管变为DN1800mm的圆管，长度2.979m）、DN1800mm钢管钢衬长56.818m（原设计内径2m，管壁厚度0.3m，加固后钢管内径1.8m）、渐变段钢衬DN1800/DN2000mm长2.203m，钢板厚度均为10mm，材质为Q345B。
2.2设计施工融合优化施工方案
放水涵洞钢衬原设计施工方法是在连接发电厂房段开挖临时基坑作为施工入口，拆除部分原洞壁混凝土（钢衬完成后恢复），按每节钢管2m从基坑吊入洞内进行钢管衬砌安装施工。
项目开工后，施工单位考虑原设计方案存在深基坑、占用村级主要交通公路、吊管施工危险性较大、施工工期较长且影响水库蓄水灌溉等因素，在确保质量安全投资可控的前提下，提出将闸门坚井段洞壁混凝土（宽1.6×高1.9米）凿除，扩展至2×2米，即可满足从涵洞进口运输钢管到达施工作业面，大大缩短施工工期和减少工程投资，对凿除的洞壁混凝土范围亦采用钢管衬砌支护及灌浆处理。项目法人组织参建单位召开现场技术研讨会，一致同意施工单位提出的处理方案，并对细节问题进行完善。
本项目采用设计施工联合体的工程总承包模式，承包阶段从施工图设计阶段开始。
3 施工过程控制
3.1工艺流程
本工程放水涵洞钢管衬砌施工工艺流程为：施工准备、测量放样→洞内通风照明安装→涵洞内原混凝土凿毛→钢管运输就位→钢管对口拼接→钢管焊口焊接→质量检查→补口、补伤、防腐→回填、充填灌浆→灌浆孔堵塞→质量检测、验收。
3.2准备工作
开工前，由施工单位技术负责人组织制定专项施工方案和安全事故应急救援预案，报监理机构审批同意后组织实施，并组织管理、作业人员进行施工方案技术交底，明确施工工序、关键点、难点的施工及管理要求。
以钢衬中心轴线为基础线控制测量放样，保持轴线的圆滑过度。钢衬施工主要配备葫芦、切割器具（采用氧气、乙炔混合气切割）、焊接器具（气体保护焊、手工焊机）、卷扬机、降压变压器等设备。
钢管进场检查验收：在钢管进场后，由专职质检员组织施工三检合格后，组织参建各方共同进行钢管验收，重点检查钢管管口变形和损伤情况、管节外形尺寸、焊接外观质量、是否按要求标识清楚管节位置、节号、水流方向以及制造商提供的质量技术保证材料。
3.3 洞内通风及照明
洞内通风：利用连接厂房原有钢管的进人孔（DN500mm）与涵洞进口存在的高差进行自然通风，同时增设一套通风设备长期供风，可满足通风排气要求。
洞内照明及用电线路：为减少和保护用电线路影响钢管运输安全，洞内所有用电线路从厂房进人孔接入，线路均采用有防护胶皮的铜芯线，并把线路套入绝缘软胶管，提高用电安全系数。动力和照明用电独立设置，均采用三芯线，电压等级分别为380V、24V，配电箱内均设置有漏电保护开关、过载保护开关、接地保护，照明采用防爆移动灯。
3.4钢管运输安装及焊接
本工程采用10KN卷扬机，运用定滑轮原理运输钢管到达指定位置，卷扬机布置在进水口左侧，在涵洞内洞顶焊接一个挂导向滑轮的吊耳，用钢丝绳（D12mm）一端固定在卷扬机上，另一端从需托运的钢管内穿过至导向滑轮后返回待就位的钢管，与钢管上焊接的临时吊耳通过U型卡环连接。托运钢管时在底部前端加装一个临时导向托头，防止钢管直接冲撞洞壁。
通过控制卷扬机的倒顺开关，将钢管托运至指定安装位置。在托运至前一个钢管接口0.5m处后，采用3t手拉葫芦吊装实现精准对接，对接时管与管的间距为3mm，相邻管节的纵向焊缝位置错开60℃，并将预留的灌浆孔转至正上方。
钢管连接采用手工焊接，打底层用二氧化碳气体保护焊，面层焊接用焊条焊接，所有焊缝均为连续焊缝，纵缝、环缝为一类焊缝，加劲环、止水环与钢管内壁连接的角焊缝为二类焊缝。
3.5砂浆修补、灌浆施工
本工程采用丙乳砂浆对进口段原衬砌混凝土的裂缝、蜂窝麻面及孔洞等缺陷进行修补加固。在钢管衬砌完成并经监理机构验收合格后，利用钢管预留孔作为回填灌浆孔，对钢管与原衬砌混凝土间灌注M30水泥砂浆，回填灌浆结束后14天进行接触灌浆。
3.6 工序验收
在钢管焊接完成后，由专职质检员带队进行全面检查，重点对母材损伤、焊缝外观、中心轴线等进行质量检查，并报监理机构审核。之后，在焊缝处涂刷环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆，涂刷环氧面漆，做好金属防腐工作。在专职质检员组织参建各方验收钢管衬砌安装施工质量合格后，开展回填、接触灌浆施工，后续须对在钢管上预留的灌浆孔进行堵塞。施工完成后，须全面检查并清理洞内所有的施工废弃物，避免废弃物进入厂房影响电站运行安全，并向监理机构报验。
3.7 质量检测
施工单位委托具有相应水利资质的检测公司进场，分别采用单斜反射法对钢衬焊缝进行超声波探伤检验，采用注浆法对灌浆工程进行质量抽检，检验检测结果均符合设计和施工规范要求。
4 钢衬施工安全风险分析及应对措施
放水涵洞为有限作业空间，加固施工条件十分不理想，施工极其不便。稍有不甚，极容易发生生产安全事故，对人员安全健康影响、经济财产损失存在严重的潜在风险。项目安全生产费用从建安造价中提取2%专款专用，制定年度、季度、月份安全费用投入计划及审核，并向监理机构报验。梳理本项目放水涵洞作业主要有以下安全风险及应对措施：
4.1 人为风险：人员思想意识薄弱，容易存在麻痹、侥幸心理。
本项目引进了集用身份证刷卡考勤、自动建档、多媒体动漫培训和无纸化考试为一体的多媒体安全培训工具箱开展三级安全教育，有效解决了受训人员对培训内容不感兴趣、培训课程资源不全面不系统、受训时间不足、识字困难等实际问题，有效提高了安全培训的质量和频次，补充了受训人员对安全知识的认识和学习，提高了安全生产的思想认识。同时，选派具有丰富经验的专业安装人员进场作业，逐级签订安全生产责任书。
4.2 物体风险：洞内导电性能良好的物体较多，极易造成群体性触电。
项目技术负责人组织制定施工临时用电方案和应急救援处置方案，报监理机构审批同意后实施。临时用电安装完成后，向监理机构报验，各方联合验收合格后，方可投入使用。要求专职电工每周至少检查一次漏电保护装置，检验漏保灵敏度，形成书面记录。重点检查施工用电线路防护要求，防止防护套在施工过程被刮破而漏电。
物体风险还涉及到氧气乙炔瓶爆炸、人员行走发生剌割伤等风险，从专项安全生产费用中配备劳保用品，提高人员安全防护，配备气瓶保护装置，提高设备安全性能。
4.3 环境风险：空间狭窄，光线昏暗，通风不畅，不利于气体扩散，特别是焊接过程产生的有害气体，极易造成作业人员中毒、窒息。
每天开始作业前30min，由安全人员负责组织洞内通风，即在厂房原有钢管的进人孔通过鼓风机提前向洞内送风，保障洞内空气畅通、新鲜。
4.4管理风险：缺乏应急救援体系及救援能力、安全技术交底流于形式。
规范工程总承包项目的安全生产管理，做好项目施工过程突发事件应急处置工作.组织制定生产安全事故应急救援预案、专项应急预案、现场处置方案，报监理机构审批同意后实施。制定的安全生产综合应急演练方案（包含触电、医疗急救、消防、防洪抢险等），报监理机构审批同意后实施，并邀请专业消防人员、医疗人员到场指导应急演练，提高突发公共事件应急处置能力和提高项目参建各方的安全生产知识，增强全体员工安全意识，促进员工掌握应急突发事件的逃生、自救、互救的基本方法，强化安全生产责任的落实，进一步确保项目生产安全。
建立质量安全生产周检、月检制度，定期组织开展检查工作，发现问题，限期整改；采用多媒体安全培训工具箱开展三级安全教育，确保安全技术交底到位，受训人员会知会做；为保证涵洞内外通信畅通，对管理及作业人员配备无线对讲机，在涵洞进出口派驻安全人员，负责内外通信及进出管理；规范特殊工种人员持证上岗；配备应急救援物资，酒精、创可贴、绷带、担架、止血带、灭火器、应急车辆等。
5 项目加固成效
官成水库6#副坝2#放水涵洞于2019年2月17日开工，于2019年4月15日完成，历时59天。确保了在2019年春季灌溉前圆满完成了加固任务，施工过程未发生质量安全事故。放水涵洞后续又经历了同年的秋季灌溉及2020年春季灌溉的安全运行。在项目质安监督站全程监督下，建设单位组织参建各方对该分部工程进行了质量验收和评定，一致同意该分部工程质量等级评定为优良，进一步佐证了本次除险加固的成效。
6 结束语
以保安全保质量、缩短工期为目的，合理优化钢管衬砌设计施工方案，从规范化管理、储备技术人才和积累施工经验、掌握钢衬施工技术要求、熟悉技术控制细节上保障了项目质量。施工安全管理应充分体现安全生产方针和以人民为中心的科学发展理念，重在预防、治理、绩效管理和持续改进等循环闭合管理工作，从而全面推进安全生产标准化建设。
作者简介：梁祥荣（1986-），男，广西平南人，广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司工程师，主要从事水利水电工程管理工作。