水工建筑物維護方案和實施路徑分析

李新武，魏玉高

（山東省調水工程運行維護中心棘洪灘水庫管理站，山東 青島 266111）

某水庫每年向某市供水超過3億m3，肩負著居民生活用水重任，其重要意義不言而喻。但由于水庫大壩年代久遠，未能及時科學地對其進行檢修維護，使得建筑物出現腐蝕、老化、裂縫、滲漏等問題，造成建筑物的使用壽命嚴重縮短，同時帶來諸多安全隱患。為了能按設計標準正常運行，同時保障居民供水安全，實施水庫維護改造工程尤為重要。

1 工程概況

某水庫位于山東省境內，于1989年竣工投入使用，2015年對大壩上游壩坡進行加固處理，累計完成M10漿砌石護坡32 359．18 m3，M10漿砌條石消浪坎1 849．49 m3，C30 混凝土板護坡 8 699．85 m3。2004 年 2月18日—3月28日，工程人員對泄水洞進行了防滲加固處理，主要包括混凝土缺陷區補強加固、洞壁裂縫修補、內壁防滲加固、伸縮縫滲漏處理、泄水閘閘門及門槽埋件采取除銹噴鋅防腐處理、大壩與泄水洞接觸灌漿。

庫區按照地貌成因類型，可分為堆積-剝蝕平原區和潮汐-河口堆積平原區。

1.1 堆積-剝蝕平原

分布在河東地區，地面高程為5．00～9．00 m，傾向南西，地形略有起伏，呈瓏崗地形，地面坡降為1/100～1/300，由洪積、沼澤積地層組成。在白堊紀末期，由于火山巖侵入活動，在中華埠-小胡埠村一帶形成了微隆起的高地，形成了壩址區的最高地段。

1.2 潮汐-河口堆積平原區

主要分布在兩岸及西部區，在河東北部也有零星分布。地形上為一洼地，是庫區最低洼區，地面高程為2．00～4．00 m，地形平坦，微向南西傾斜，地面坡度為1/1 000～1/3 000，河兩側低洼區，常年積水，為一沿河帶狀分布的沼澤地。其他地區因地勢平坦，地下水埋藏淺，排泄困難，雨季形成沼澤地。干旱季節地面鹽堿化。該地區地層由潮汐-河口相復合沉積物組成。

2 水工建筑物存在的主要問題

2019年該水庫被評定為二類壩，是一座以城市供水為主的大型平原水庫，工程等別為Ⅱ等，其目前主要存在如下問題。

（1）上游壩坡下部干砌石厚度局部不滿足設計要求，護坡石下反濾層結構不合理，護坡石局部存在塌陷、翹起和缺失。中部混凝土板護坡厚度滿足設計要求，但2006年以前現澆混凝土板護坡未設排水孔；上部漿砌石護坡厚度滿足設計要求。

（2）下游草皮護坡質量較差，局部壩坡存在雨淋沖溝；排水溝淤積嚴重，局部坍塌，勾縫砂漿強度低，局部空鼓、脫落。下游壩坡高低不平，局部坡比較陡。截滲溝內側反濾結構不合理。

（3）圍壩心墻、截水槽回填土料壓實度偏低，局部壩段壩基巖體透水率偏大。

（4）入庫泵站主廠房西墻南側存在一條水平裂縫，長度為3．24 m。多年運行，裂縫長度未見延伸。

（5）輸水洞啟閉層左側洞室閘門槽中間部位局部混凝土鋼筋局部外露銹蝕；閘門后排氣孔設置在檢修層內。

3 制訂維護方案和項目執行

對于每一年的汛期，都應對水工建筑物開展安全檢查。根據水庫2018—2021年調度運行資料，每月月初水位如圖1所示，對可能存在的隱患開展探測，將該項工作變為常態化，以定期或者不定期的形式開展檢查，與工程測量等措施進行全面結合，根據市場因素，圍繞水利工程維護標準，由不同管理處進行全面維護規劃，然后把匯總的方案逐級遞交上去，待設計方案獲得審批之后，再執行該項目[1]，對于規劃和設計方案的執行，應結合有關流程，讓干流管理局進行科學安排，全面貫徹公開公正等原則，在此基礎上進行招標投標，根據我國招標投標法的有關要求進行，明確各單位在法律上需要辦理的手續，然后將這些資料信息下發，確定有關現場監管人員，如讓監理單位開展工程驗收等工作。對于水工建筑物的不同項目，在具體執行過程中，都要求職能部門對各個環節的施工項目開展全面監督檢查。為了確保專項工程的維護質量，應讓專門人員開展監督，同時要求有關部門切實完成他們的職責，組織不定期的抽檢工作，對履職工作中存在的異常情況，應第一時間讓維護單位開展排除，對其進行全面整改。在施工準備過程中，對維護單位提出了一定的要求，在施工方進入具體的施工過程中之后，應一起開展維護及資料整理工作，等到項目建設完成之后，再對這些資料開展統一存檔。

圖1 水庫月初水位歷時圖

4 維護規劃方案中的隱患

4.1 現行維護方案不科學

干流管理局在成立之初就是為本流域水利工程建設提供服務，就目前來看，主要表現為上游9．50 m高程以下局部干砌石護坡厚度不滿足設計要求（表1），因此必須加強該區域的維護改造工作。但由于水利管理單位起步時間比較晚，干流管理局在進行項目維護過程中常常會產生諸多的問題，因管理處缺少相對專業化的技術工作者，又因單位成立時間較晚，沒有相應的經驗，有關資料也比較少，這對維護規劃及方案的制訂造成了不良影響。制訂實施方案時，有關工作者的任務是對存在的隱患問題開展匯總，對不同維護項目工程量開展科學估算，對所有項目花費的費用開展統計，除此之外，工作者還應找出項目損失很大的工程，將其當成專項維護項目。當年度設計方案制訂結束，若是沒有結合具體狀況開展及時更新，將導致方案的實際執行存在一定的變動。因水利工程每一年出現問題的部位都是存在差異的，其問題情況還無法確定，這將導致維護單價出現一定變化，同時設計單位還不能提供時間保障，將無法滿足上級部門設置的相關標準[2]。

表1 高程9.50 m以下護坡石破損統計

4.2 維護資料缺失

維護技術資料完整性是非常關鍵的，會對下一年規劃方案設計造成較大影響。在項目進行施工前，都會對維護單位提出適當的要求，確定各階段的技術資料，確保其保存良好，待工程施工完成之后，對這些資料進行匯總，并將其錄入到系統中進行保存，對于維護管理制度，其中也存在明確的規定，但是實際管理及施工過程中，因存在很多不確定性因素，在進行資料整理時，極易產生各種各樣的問題，特別是維護前后的對比，往往會產生聲像及照片缺失等問題。此外，有關技術要求也不是非常明確，缺乏一定的可操作性，監督管理沒有落實到位，現場檢查過程中沒有明確的記錄，檢查內容相對較少等。

4.3 專業工作者較少

基于水工建筑物的有序運行，應持續開展維護工作，利用日常養護保證結構的穩定性，確保其運行安全。然而，因專業技術工作者比較少，在進行日常檢查工作時存在較大的難度，有關管理者數量較少，這都在一定程度上限制了維護管理機制的執行。由于技術工作者比較少，所以日常維護工作基本落實不到位。在這一過程中，為更好地應對管理機制及檢查，常常會將日常養護工作當作階段性項目，這樣能有效應對突擊檢查，但是卻并未進行其他的維護工作，這與日常養護有關要求存在差異，這樣也沒有必要開展日常養護工作。

5 關于水工建筑物維護的建議

5.1 完善隊伍建設

盡管管理者及專業工作者數量較少，還是應強化對人才的培育，對目前的工作者開展科學調整，以此解決人資不足的問題。在人員配置方面，應圍繞重要業務部門進行，充實業務部門，使其更好地應對巨大的業務量，除此之外，還應對人員培育質量加以重視，根據層次性原則，對管理者開展教育活動。實際進行培訓時，應加強工作者對維護項目管理的了解，以便他們第一時間了解項目管理的知識及技能。在建設人員隊伍過程中，也應對制度建設多加重視，強化制度及理論的宣傳工作，保證各級單位員工具備科學的思想意識，對日常維護工作重要性形成準確的認知，促進維護機制的全面落實，對實際工作中遇到的一系列問題進行科學處理，優化管理工作的理念，借助現代化管理模式，促進水利工程標準化管理。

5.2 健全維修養護規劃

對于該河的維護經費，現階段早就開始按照統一支付方式完成，把維護經費算到部門預算中。完善的維護規劃，應按照部門要求來制定，根據上一年度維護規劃制定下一年度維護規劃，在這一過程中提出了一定的要求，不同用水單位應合理安排專業技術工作者，讓他們開展項目維護造價，實施現場調查工作，全面落實預測及預算編制工作，以此為前提，根據上中下游具體情況開展規劃編制，其中應包含堤防維護及閘區維護等內容[3]。

對于一線崗位應該結合經費預算，合理制定維護方案，以保證能有效分配維修經費。按照工作要求，在制訂方案期間，用水單位應該積極配合檢查，成立技術團隊一起研究水文狀況及監測信息。為方案提供精準信息的同時，也應該進行實地走訪，探測水文狀況，將此當作根據判定是否要開展維護。并且，為進一步掌握地方水文情況，可合理添加水文偵測地點，基于實時收集流域變化狀況，編制更精準的維護方案。對于一些水工建筑可能出現積水現象，應該設監測點著重關注，一旦水位偏高第一時間釋放警報提示清淤處理。對于情況較佳的地點，建議通過水泵排水。若泥沙較多，建議采取明溝引水來清淤。在濕地，此方案有著較好的適用性，并且還能夠組合應用井點排水法，在地面設長度為0．6 m、寬度為5 cm的井管，同時設置2 m濾管，借助收水設備及時清淤且開展引流[4]。

5.3 對日常維護方式進行科學調整

在日常維護巡查過程中，對存在的問題應第一時間進行上報處理，對巡查工作者而言，其勞動報酬一般都算在維護的企業中，根據人工工作量進行計算，構建實際的養護標準及周期，確保監管工作全面落實。在日常巡視期間要加以關注裂縫情況，一旦表面存在裂縫，應及時聯系有關部門開展修復操作。針對建筑物裂縫較小的情形，建議實施低壓注漿修復手段，采取措施如下：對表面進行清理，把注漿嘴和縫隙充分粘貼，且進行加固操作，在經過24 h后可實施修補。此維護舉措只是針對0．2～0．3 mm之間的縫隙開展修補，在裂寬低于0．2 mm的情況下，也可實施表面覆蓋手段來開展修復[5]。若裂縫很嚴重，建議進行開槽作業，把相關建材徹底混合，比如砂與水泥，嵌入凹槽內，最終通過砂漿對其開展密封操作。唯有對設計方案制定方式進行健全，才能有效確保維護規劃及方案的科學性。當汛期結束之后，要求水利管理單位應按照日常及定期檢查過程中存在的問題，讓上級部門進行到現場開展復查工作，管理部門再安排專業工作者開展現場勘查及測量，結合現場勘查結果制訂維護方案，對專項及日常維護工作進行有效劃分。

6 結論

就目前水工建筑物來看，為解決水庫安全隱患，保障水庫安全運行，水庫大壩能達到一類壩標準，能按設計標準正常運行，同時保障居民供水安全，實施水庫改造工程是必要的，也是迫切的。按照專業化及制度化原則，構建科學的管理體系，編制有效的維護規劃及方案，對維護過程開展全面控制，這樣才能保證維護管理有效性，增加水利設施的使用壽命，促進國民經濟持續發展，為其提供良好的保障。