白水礤下游水庫除險加固措施

鄧厚展

（韶關龍源建設工程有限公司，廣東 韶關 512026）

0 前言

水利工程項目在中國經濟社會發展中發揮著不容忽視的作用，是推動社會穩定健康發展的基礎設施。而中國很多水庫尤其是中小型水庫的建設時間較長，受設計、技術和材料等因素的影響，不少水庫在運行中都暴露出很多缺陷和病害，如滲漏、沉降、開裂等，嚴重威脅著水庫的運行安全。對此，地方政府部門需要做好水庫除險加固工作，延長水庫的使用壽命，將其所具備的經濟效益、社會效益以及環境效益充分發揮出來。

1 水庫運行中存在的問題

新豐縣白水礤下游水庫位于東江水系，發揮著蓄洪泄洪的調節作用，水庫的建設給當地氣候變化帶來了一定影響。在水庫運行中，因為自然、水庫設計標準等因素的影響，出現了一些問題，導致了水庫防洪性能的下降。其中比較典型有：一是水庫大壩設計標準偏低，壩體厚度不足，加上雨水及河水的沖刷，壩體不少區域都出現了開裂的問題，嚴重影響了大壩的穩定性和使用安全；二是溢洪道、底涵以及斜涵區域淤泥沉積嚴重，很多地方都存在有破損、沉陷、斷裂的情況；三是水庫本身的安全運行標準偏低，并不能很好地滿足新的防洪要求。對此，地方政府部門決定對水庫進行相應的除險加固工作。

2 除險加固措施

2.1 做好河道清淤

河道淤泥的堆積會導致河流水位上漲，增加洪水對水庫大壩的威脅，因此，在對水庫進行除險加固的過程中，必須做好河道清淤工作。以聞韶河為例，其清淤段的基本情況如表1所示。

表1 聞韶河清淤段概況表

實際操作中，需要先對施工河道進行勘查，明確淤泥程度，確定工程量，然后同時按批施工。結合該河流的具體情況，使用袋裝砂土在起點和終點樁號位置疊筑圍堰，迎水面鋪設彩條布防滲，使用袋裝砂土壓蓋，確保疊筑排列整齊密實，圍堰頂部的寬度為0.60 m，兩側邊坡比為1∶0.75，高出正常水位0.50～1.00 m。圍堰疊筑完成后，使用Φ120 的水泵進行24 h 不間斷抽水，等到圍堰內水抽干后，配合吸污泵將河道中表層淤泥吸入罐車，下部渣土則需要人工清理，運輸到岸邊臨時堆放點，用渣土車運出。

2.2 提高防洪能力

現階段，水庫運行中存在最為明顯的問題是：防洪能力不足，使得水庫本身的蓄洪泄洪能力無法充分發揮出來，需要對其進行改善。結合水庫的實際情況分析，可以增加大壩高度，也可以對溢洪道的結構進行優化，增加泄洪量，同時提高出口位置消能設備的功能，以減少泄洪對于下游可能產生的負面影響。最終在經過專家論證后，決定將兩種技術措施混合使用，在切實提高水庫防洪能力的同時，降低施工成本。

2.3 止水、伸縮縫施工

在對止水片進行安裝前，需要做好相應的測繪工作，施工過程中則需要借助鋼筋支架來對止水片進行固定，避免其出現相應的位移現象。若金屬止水片的平整度不足或者存在有孔洞，施工人員需要先對其進行平整修復，如果無法修復則應該更換新的止水片，確認合格的情況下才能投入使用。止水片的銜接可以依照具體厚度進行合理分類，如果厚度相同，可以采用咬接法或者折疊搭接法進行連接，搭接長度不能小于20 mm，對于咬合搭接，需要在搭接位置采用雙面焊接，保證搭接的牢固性。在施工過程中，需要做好所有預埋件的質量檢測工作，確認合格后，可以在倉面上進行安裝。預埋件施工必須嚴格依照設計圖紙的要求進行，同時也需要進行必要的測量放線，以保證預埋件安裝位置的精準性。可以通過焊接鋼材的方式來對預埋件進行加固，確保在其他項目施工中不會引發預埋件的位移和破壞。

2.4 壩基滲漏處理

水庫本身的建設時間較早，受當時技術、材料、工藝等因素的限制，壩體基礎填筑施工的質量較差，壓實度并不足以支持水庫的長期穩定運行。而對水庫大壩滲漏情況進行分析：多數都處于壩基覆蓋層上部，覆蓋層本身較高的滲透系數更是使其成了滲漏病害的多發部分。在針對壩基滲漏問題進行處理的過程中，需要就土層含水率進行提前測試，明確壩基土層的物理特性，若現場覆蓋層的厚度不大，可以采用垂直滲透工藝來實現防滲處理。若壩基周圍土層以粉細砂為主，同時厚度相對較小，則可以選擇高壓灌漿技術進行防滲。事實上，最近幾年土工膜防滲施工技術在大壩防滲中同樣得到了較為廣泛的應用，也取得了比較理想的防滲效果，其能夠結合壩基滲漏的實際情況，挖出相應的滲透縫，然后注入水泥漿進行加護，再于表面覆蓋一層土工膜，提升防滲性能。

在除險加固工程中，部分區域需要對壩基進行重新填筑，土方的開挖相對簡單，這里不再贅述，主要就石方爆破問題進行討論。在石方爆破開挖過程中，采用自上而下分層開挖的方式，借助液壓鉆和潛孔鉆進行鉆孔，一些地形相對狹窄的區域則使用手風鉆進行輔助。為了保證施工質量和安全，需要先整修出相應的施工平臺，然后從上往下梯段光面爆破、在建基面主要采用光面爆破的形式，需要對爆破的范圍進行嚴格控制，避免其對邊坡穩定性產生影響。

平面布置：主爆孔孔距為3 m，排距2 m，梅花形布置。

藥量計算：藥量計算是爆破范圍控制的關鍵所在，需要技術人員的高度重視。主爆破孔的藥量計算公式為：

式中：q 為松動爆破單位炸藥消耗量（0.40～0.50），kg/m3；a為炮孔間距，m；w為抵抗線，m；l為分層高度，m。

光爆孔炮孔間距a=（10～20）d（d 表示鉆孔直徑），取1.00～1.20 m（巖質軟弱、裂隙發育者取小值）。線狀密度Qx可以依照松動爆破藥量公式計算，為：

式中：q 為松動爆破單耗，kg/m3；a 為光面爆破孔間距，m；W—光面爆破層厚度，m。

預裂孔一般炮孔間距a=（7～12）d（d 為鉆孔直徑），取0.80～1.00 m（巖質軟弱、裂隙發育者取小值）。主要的爆破參數如表2所示。

表2 主要爆破參數表

2.5 優化砌體工程

結合水庫除險加固工程的現實需求，施工單位需要對砌體工程中石料的類型進行明確，做好石料質量的嚴格把控，要求其具備較高的強度，同時表面沒有裂縫的存在，受自然環境影響較小，抗壓強度較高，可以滿足過程的設計施工要求。實際施工過程中，需要做好幾個方面的工作：一是必須切實保障砌體工程平面具備較好的平整性。在對砌體平面材料進行選擇時，應該優先選擇分布均勻且規格接近的材料，若面層本身的面積比較大，則需要對其進行二次修整，盡可能保證塊石形狀的一致性，對于一些棱角分明的塊石，需要對其進行切削修整，滿足需求后再投入使用。二是在完成池槽的開挖工作后，監理工程師需要對漿砌石進行驗收，驗收合格后，才能對后續環節進行施工，對于驗收過程中發現的問題，需要督促施工人員及時進行處理，處理后再次驗收，直至合格。砂漿攪拌可以通過拌和機完成，拌和機需要設置在砂漿制作場地的指定位置，盡可能縮短其與施工現場的距離，降低運輸成本。三是在對漿砌石進行砌筑的過程中，可以采用鋪漿法，先鋪設一層砂漿，然后采用分層砌筑的方式，每一層砌筑時，都必須關注與下層的錯縫量，確保內外銜接的緊密性。四是在鋪筑施工開始前，需要做好對石料的養護工作，在石料表面灑水，保持其濕潤，灰縫厚度應該控制在20～35 mm，若縫隙寬度較大，則需要對其進行適當填充。砌縫的施工需要嚴格依照相關規范的要求進行，平縫應該在15～20 mm，豎縫則應該在20～30 mm，所有砂漿縫必須具備良好的飽滿度，石塊密度也不能過大，勾縫自然。五是砌體施工需要能夠滿足相應的施工設計規范，做好對于截面偏差的控制，確保其不能超過30 mm。

2.6 完善管理機制

在完成除險加固工作后，還需要做好后續的運行維護工作，對除險加固的效果進行保持。從地方政府部門的角度，應該設置專門的水庫管理部門，配備專業的技術人員和設施設備，結合水庫的實際運行情況和管理需求，制定出切實可行的管理維護制度，對水庫管護責任進行落實。對于部分電氣設施嚴重老化、使用功能退化的水庫，更是應該在除險加固的同時，對相應的設施設備進行維修或者更換，保證水庫功能的有效發揮。水庫管理部門和管理人員需要履行好自身職責，做好水庫工程和相關設施設備的定期檢查和維護，對于檢查過程中發現的缺陷、隱患和問題，采取有效的措施進行處理，如果設備老化或者損壞嚴重，無法進行維修，則需要對其進行更新，避免影響水庫的正常運行。

3 結語

總而言之，水庫會因為設計、施工和運行維護等因素，出現相應的缺陷和問題，影響其功能的正常發揮，做好水庫除險加固工作，可以有效排除水庫運行中存在的安全隱患，確保水庫功能的發揮。相關管理部門應該充分考慮水庫的運行現狀，從實際出發，設計合理的除險加固方案，借助先進的除險加固技術措施，提高水庫的運行效能。不僅如此，在完成水庫除險加固工作后，還必須做好對于水庫的日常運維管理，配合定期的維修養護工作，延長水庫的使用壽命，保障水庫的運行安全。