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浅谈水库除险加固工程设计及施工管理

发表时间：2020/9/22 来源：《基层建设》2020年第17期作者：韦志军

[导读] 摘要：笔者主要以实际工程概况出发，分别阐述了水库除险加固设计，以及水库除险加固工程的施工技术，以期为行业提供有效的参考与借鉴。

        潮州市凤溪水库管理处
        摘要：笔者主要以实际工程概况出发，分别阐述了水库除险加固设计，以及水库除险加固工程的施工技术，以期为行业提供有效的参考与借鉴。
        关键词：水库设计   加固   案例
        水库，一般的解释为“拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼。”它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。有时天然湖泊也称为水库（天然水库）。水库规模通常按库容大小划分，分为小型、中型、大型等。水库是我国防洪广泛采用的工程措施之一。在防洪区上游河道适当位置兴建能调蓄洪水的综合利用水库，利用水库库容拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。水库对洪水的调节作用有两种不同方式，一种起滞洪作用，另一种起蓄洪作用。

        水利水电枢纽工程的分等指标
        一、病险水库除险加固现状分析
        1. 1 整体管理水库有待进一步的提升
        受传统观念的影响，我国对水库的管理存在一定的漏洞，花费巨大的人力、物力建设水库之后，没有形成有效的管理机制，管理人员的专业素质没有达到管理水库的要求，管理观念和管理水平有待进一步提升。
        1. 2 对水库的检修工作不够深化
        水库检修工作是我国病险水库除险加固工作的一个重要方面。而目前，我国对水库质量检修还没有形成一个科学的发展机制，无法对水库进行安全合理的评价，不能够深入细致地工作，会对水库的检修工作带来误诊现象。
        1. 3 技术的落后使病险水库的防治工作滞后
        我国水库众多，分布的范围比较广，所以病险水库的除险加固技术在使用上不能够做到尽善尽美，这也是水库的复杂性所决定的。在工程建设的过程中不能够进行细致深入的研究，只是凭借经验判断，这样就会造成大量资金的浪费，同时还会降低水库除险加固的效果，无法达到目的。
        1. 4 对水库的建设缺乏科学有效的评价
        水库能够缓解人们的用水压力，减轻水资源短缺危机，同时还能够加强水生态资源的保护工作，但是水库的资源毕竟有限，水库功能在时间的推移下影响因素会下降，这样就加强了风险发生的几率。但是在目前的发展过程中，水库工作人员对水库的处理还不够科学，在很大程度上加剧了资源灾害的出现。
        二、工程概况：
        潮州市某水库加固扩建工程B标合同总价为3100万元，主要建筑物包括副土坝工程和排砂工程两个单位工程。罗岗河泥沙排泄工程由1#～3#排沙渠、1#～4#隔水堤、1#～5#路堤、溢流坝、架空排沙箱涵组成，排沙渠设计排泄流量为100m3/s，排沙渠箱涵设计过流量80m3/s。B标排砂工程包括2～3#排砂渠、2#～5#路堤、2#隔水堤、3#隔水堤、4#隔水堤、1～3＃节制闸及溢流坝和1～4#人行桥、机耕桥七个分部工程。B标副土坝工程包括右3#副土坝、右4#副土坝、右5#副土坝、右6#副土坝、右7#副土坝、右8#副土坝和副土坝连接公路七个分部工程。
        溢流坝坝基上部为人工填土，厚1.2m。往下为冲积粘性土，局部加砂和卵石，厚度4.2m。基岩为白垩系上统南雄群下亚群（K2nna）的泥质粉砂岩，风化土厚0.9m。夹少量强风化岩块。2＃、3＃隔水堤堤基情况较好，除表层水库淤积层（1.1m）需要清理外，不存在坝基稳定和渗流稳定问题。4＃隔水堤堤基条件较差，坝肩为透水性差的泥质粉砂岩，不存在绕坝渗漏问题，坝基软土地层厚度2.95m，呈软塑状。节制闸由山体开挖而成，坐落于弱风化基岩中，泥质粉砂岩为微透水，因此不存在闸基稳定和渗漏稳定问题，工程地质条件较好。排砂渠基础大部分置于基岩中，局部为冲积层。
        副坝坝基岩石为泥质粉砂岩、砾岩、含砾砂岩和流纹岩、含碎屑泥质粉砂岩。泥质粉砂岩饱和单轴抗压强度RS＝20.43MPa，流纹岩为92.4 MPa。副坝两端接头主要为风化土或强风化，风化土最厚约4m～6m，其渗透系数K＝5.6×10-6 cm/s，为微透水～极微透水，由山包裂隙水补给水库，水位抬升后，不会产生绕坝渗漏问题；基岩共做压水试验23段，其透水率平均值q=0.43Lu，为微透水。由此可知副坝不存在坝基稳定和渗透稳定问题。
        右4、右5、右7、右8副坝坝基有冲积粘性土、呈可塑状，右3、右6副坝坝基直接在风化土和强风化岩上，作坝时需清理冲积软土层和表层风化土。
        一、加固方案：
        高喷灌浆施工：按设计图纸先对高喷孔位进行放样，然后按照放样进行钻机就位。采用SGZ-Ⅲ型钻机钻孔，合金钻头回旋钻进，钻孔孔径为150mm。灌浆材料采用普通硅酸盐水泥，拌浆采用WJ100型拌浆机进行，浆液水灰比控制在1：1～1：1.5。将喷射管下放至设计深度，定准喷射方向，送入合乎要求的气、高压水、浆，喷射l～3min，待孔口冒出水泥浆液后，按预定的提升、摆转速度，自下而上边喷射边摆动、边提升，直到设计高度，停送气、浆，提出喷射管。高压灌浆分两序进行，Ⅰ序孔喷完24h后再喷Ⅱ序孔，连续作业完后用清水将喷射管内与各机具冲洗干净。为解决凝结体顶部因浆液析水而出现凹陷现象，每当喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口液面不再下沉为止。
        （1）测压管施工
        先由测量人员按照设计图纸对每一个监测点进行放样，然后钻机摆放就位，钻机采用SGZ-Ⅲ型钻机，造孔采用岩芯管冲击法干钻，钻进过程中，对地质分层情况做好详细记录。钻孔至设计高程后,首先申请钻孔验收,验收合格后按设计图纸要求进行测压管安装、管线敷设、仪器设备安装及调试。测压管电缆线沿主坝坝顶电缆管连接至综合信息管理楼，所有电缆线均有套管保护。
        （2）环境量监测施工
        环境量监测设施位置定于综合管理楼楼顶制作，整个制作遵照规范，采用砌砖、填土、铺设草皮，在草皮上制作气象站，模拟适宜条件。
        水位计在水库管理单位原有的水位测井中放置，由于电源限制，及考虑稳定性和后期接口需要，与水库水雨晴水位计采用同样的采集方式，采用信号线直接传输，效果良好。
        （3）加固工程效果：
        （1）单元工程质量满足设计要求
        在潮州市某水库加固扩建工程（建安）工程施工过程中，施工单位按照合同、设计图纸及施工技术要求、国家和行业规程规范等要求，严格三检程序，严把每一道工序的质量关和原材料质量关。经统计，已完成基础开挖与处理、混凝土结构、砌体工程、土坝工程、金属结构制造与安装等单元工程共2002个，合格率100%，优良1822个，优良率91.0%，质量满足设计要求。
        （2）混凝土及原材料质量合格
        溢洪道工程、主土坝工程和排沙工程混凝土施工严格按照经监理审批的要求及相关规范执行。混凝土抗压、抗渗等物理力学性能满足设计要求。无不合格建筑材料应用到工程中。
        （3）土坝材料选择及压实
        土坝材料选择均按照设计要求取材，经检测满足相关规范规程要求，土坝压实度符合设计要求。
        （4）工程施工过程中出现的质量缺陷已按要求进行了处理，经处理质量达到合格标准。
        综上所述，潮州市某水库加固扩建工程（建安）工程A标段已具备“蓄水安全鉴定”验收条件。
        三、结束语：
        为了促进我国和谐社会的发展，降低病险水库的发生可能性，必须对病险水库中存在问题进行科学分析，提升除险加固技术。工作人员要利用自身的专业知识、丰富的工作经验，加强病险水库除险加固技术的研究工作，对病险水库存在的问题进行全面分析，并总结工作经验，充分发挥水库功能，为国家经济发展和人民生活安定作出重要贡献。
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