水庫除險(xiǎn)加固施工及安全生產(chǎn)管理

吳玉瑩

（惠州市水電建筑工程有限公司，廣東 惠州 516003）

0 引言

水庫工程具有阻截洪水、存儲(chǔ)水資源、調(diào)控水流速等功能，可用于農(nóng)田灌溉、發(fā)電項(xiàng)目、防洪排險(xiǎn)等多項(xiàng)領(lǐng)域。水庫項(xiàng)目承擔(dān)著防洪、蓄水等多個(gè)水利重任。水庫項(xiàng)目如有缺陷，將會(huì)削弱其水利功能，增加水災(zāi)的發(fā)生可能性。以水庫項(xiàng)目為視角，規(guī)范落實(shí)加固施工，合理消除水庫風(fēng)險(xiǎn)，具有一定的研究價(jià)值。

1 水庫除險(xiǎn)加固施工及安全生產(chǎn)管理目標(biāo)與管理體系

1.1 目標(biāo)分析

加固工程的擬定，是以水庫項(xiàng)目安全為視角出具的工程方案。此項(xiàng)工程具有較強(qiáng)工藝加固性、水庫修繕等作用，可增強(qiáng)水庫防洪功能，防止水害發(fā)生。加固工程融合安全管理思想，有助于增強(qiáng)安全管理的貫徹效果，顯著降低工程安全事故的發(fā)生概率，營造安全的工程操作環(huán)境，發(fā)揮加固工藝的安全防護(hù)功能。

1.2 管理體系

（1）全面勘測(cè)工程資料。加固工程開展前期，水庫人員應(yīng)有效整合往期的工程加固、水庫歷史事故等各類資料，準(zhǔn)確掌握水庫項(xiàng)目信息。結(jié)合實(shí)際工程問題，開展實(shí)地勘測(cè)，拍攝統(tǒng)計(jì)工程風(fēng)險(xiǎn)問題，記錄成冊(cè)。留存各項(xiàng)勘測(cè)信息，比對(duì)原有的工程資料，給出相應(yīng)的安全管理方案。

（2）嚴(yán)格落實(shí)地質(zhì)勘察工作。依據(jù)水庫大壩的修繕工藝要求，水利項(xiàng)目工程規(guī)劃前期，需全面勘測(cè)項(xiàng)目周邊地形，分析可能出現(xiàn)泄洪的點(diǎn)位，找出壩體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)性不足的具體位置，給出相應(yīng)的加固處理。比如，從壩體、壩腳等位置，逐一給出勘測(cè)方案。采取多樣性勘測(cè)技術(shù)，包括鉆探、探坑等方法，以此準(zhǔn)確獲取水庫項(xiàng)目的潛在風(fēng)險(xiǎn)，給出重點(diǎn)勘探方案。有效整合水庫勘測(cè)信息，分析水庫風(fēng)險(xiǎn)的形成原因，給出對(duì)應(yīng)的整改方案，保證加固質(zhì)量。

（3）保證測(cè)量規(guī)范。水庫大壩規(guī)格、容量均有一定差異性，管理人員需全面測(cè)定水庫地形資料，準(zhǔn)確獲取水庫斷面資料，從水平、豎直兩個(gè)方面給出加固方案，依據(jù)規(guī)范的圖紙比例要求，編制工程圖紙[1]。

2 水庫除險(xiǎn)加固施工及安全生產(chǎn)管理的要點(diǎn)分析

2.1 施工工藝

2.1.1 大壩基礎(chǔ)防滲

修建水庫基礎(chǔ)依據(jù)上堵下排的方法，從心墻、壩殼、邊坡等位置，逐一測(cè)定滲透系數(shù)，獲取各處水位信息。測(cè)定大壩單面位置流量，給出明確的壩體心墻工程方案。如果心墻間隔位置出現(xiàn)斷層，可優(yōu)先開展?jié)B透計(jì)算，合理控制心墻受損區(qū)域的滲透比值。上堵防滲工藝含有平行處理、豎直處理兩種形式。平行處理采取鋪蓋黏土、水面底層拋土等工藝。豎直防滲工藝含有灌漿、填土、增設(shè)防滲板[2]。

2.1.2 振沖加固

水庫工程圖紙的設(shè)計(jì)，應(yīng)參照平面控點(diǎn)、樁體方位等設(shè)計(jì)項(xiàng)目，保證加固設(shè)計(jì)質(zhì)量。振沖加固前期，在圖紙中標(biāo)定樁體位置，保持放樣的規(guī)范性。振動(dòng)邊坡方位需準(zhǔn)確標(biāo)記各排樁位，每間隔20m 位置添加一組斷面樁，保證樁孔定位準(zhǔn)確。使用吊車抬起振沖器，借助振沖器的功能優(yōu)勢(shì)制作孔位，使其到達(dá)目標(biāo)設(shè)計(jì)位置。振沖加固工藝，要求前期規(guī)范制作圖紙，保證樁位設(shè)計(jì)準(zhǔn)確。

2.1.3 截滲墻

截滲墻工藝可有效防止水分滲入壩體項(xiàng)目，與各節(jié)點(diǎn)防滲結(jié)構(gòu)組成整體，增強(qiáng)大壩、邊坡各處的平穩(wěn)性。截滲墻工藝進(jìn)行期間，應(yīng)關(guān)注壩體坡度設(shè)計(jì)的規(guī)范性，適當(dāng)調(diào)整底部防滲墻參數(shù)。加固完成，開展項(xiàng)目驗(yàn)收工作，及時(shí)排除墻體裂縫問題，規(guī)范使用黏土填充裂縫處，保持大壩結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性。黏土鋪蓋工藝獲得了廣泛應(yīng)用，可保證水庫除險(xiǎn)質(zhì)量。此工藝操作方法簡單，適用于多個(gè)項(xiàng)目，工藝價(jià)值極高。

2.1.4 抗震加固

地質(zhì)失穩(wěn)區(qū)域需加強(qiáng)水庫抗震設(shè)計(jì)。壩體上部區(qū)域受到的地震危害較為明顯，給出抗震加固處理時(shí)，應(yīng)參考設(shè)計(jì)方案的具體要求，合理調(diào)整壩頂位置，減緩邊坡角度，提升壩體上部結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性。使用水泥漿砌石工藝，增強(qiáng)壩坡防護(hù)質(zhì)量。可使用鋼筋、混凝土等用料，增強(qiáng)下游壩體穩(wěn)固性。積極利用夯實(shí)工藝，增強(qiáng)壩坡抗震性。

2.1.5 滑坡處理

滑坡現(xiàn)象多見于涵洞、泄洪等位置。滑坡處理前期，需掌握滑坡的形成過程，查看滑坡地段的周邊地質(zhì)環(huán)境，綜合確定山體參數(shù)，比如山地規(guī)模、山地屬性等，準(zhǔn)確獲取滑坡山體的力學(xué)性能，測(cè)算最低安全值，相應(yīng)調(diào)整加固方案，增加滑坡處理的有效性。滑坡整治期間，主要減緩邊坡角度，增強(qiáng)壩體坡角穩(wěn)固性，保持排水系統(tǒng)的運(yùn)行能力。

2.1.6 安全監(jiān)測(cè)

結(jié)合圖紙方案、水庫實(shí)況等信息，合理選定水庫監(jiān)測(cè)點(diǎn)。使用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等設(shè)備，開展水壩監(jiān)測(cè)，保持每月監(jiān)測(cè)一次的頻率，完整記錄水壩的監(jiān)測(cè)結(jié)果。安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：監(jiān)管水壩質(zhì)量、運(yùn)維養(yǎng)護(hù)各項(xiàng)水利設(shè)施，便于及早發(fā)現(xiàn)初期形成的水庫風(fēng)險(xiǎn)，給出有效防治處理。安全監(jiān)測(cè)期間，應(yīng)準(zhǔn)確給出觀測(cè)點(diǎn)位置，以200m 為一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，每個(gè)單元設(shè)計(jì)6 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可據(jù)實(shí)增加測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)[3]。

2.2 施工常見問題及預(yù)防措施

2.2.1 工藝問題

（1）水庫監(jiān)測(cè)設(shè)備配置不完整。對(duì)比國內(nèi)水庫工程資料可知：1950 年左右，國內(nèi)水庫工程具備防洪蓄水各項(xiàng)功能，發(fā)揮水體項(xiàng)目的防護(hù)作用。使用數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)可有效獲取水庫運(yùn)行能力、未來運(yùn)維需求等信息。受到水庫工程技術(shù)的制約，水庫工程可能潛在多種風(fēng)險(xiǎn)問題，需對(duì)其進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，排查工程風(fēng)險(xiǎn)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：壩體滲水量、壩體結(jié)構(gòu)形變值等。如果監(jiān)測(cè)設(shè)備較少，將會(huì)無法保證水體監(jiān)測(cè)質(zhì)量，間接降低壩體加固需求分析的準(zhǔn)確性，形成工程誤導(dǎo)，不利于加固工藝發(fā)展。

（2）水庫設(shè)施更換不及時(shí)，存在安全隱患。參照水庫除險(xiǎn)加固形成的工程支出、工程防護(hù)等各項(xiàng)資料可知：多數(shù)工程并未投入較多資金，沿用原有工藝方法，設(shè)備先進(jìn)性不足。建造預(yù)算的控制下，水庫項(xiàng)目并未建成監(jiān)測(cè)體系。如果發(fā)生水庫受損情況，修復(fù)工作不及時(shí)，會(huì)增加受損范圍，難以保證設(shè)備運(yùn)行安全性，形成一定工程風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2 預(yù)防措施

（1）建立全面的安監(jiān)體系。結(jié)合水庫的安全防護(hù)需求，建立除險(xiǎn)加固規(guī)范，制定完善的管理體系，合理確定相應(yīng)主體責(zé)任，保證建造方案的適用性。參照水庫除險(xiǎn)加固的工藝需求，出具完善的工藝整改方案，劃撥專項(xiàng)資金，保證工程進(jìn)展順利。同步開展施工宣傳工作，塑造民眾工藝認(rèn)識(shí)，使人們明確除險(xiǎn)加固的重要價(jià)值，營造優(yōu)質(zhì)的工程環(huán)境。

（2）規(guī)范管理水庫設(shè)備，消除設(shè)施隱患。對(duì)于水庫項(xiàng)目的各項(xiàng)設(shè)備，制定設(shè)備管理體系，以此積極消除設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)。監(jiān)管設(shè)施期間，準(zhǔn)確找出滲水位置，使用專項(xiàng)工藝，提升應(yīng)急處理的有效性。監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用，可切實(shí)增強(qiáng)管理人員的設(shè)備風(fēng)控意識(shí)。監(jiān)測(cè)人員應(yīng)準(zhǔn)確獲取目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)，給出有效的加固防護(hù)方案，增加工程操作的針對(duì)性，獲取優(yōu)質(zhì)運(yùn)維成果。

2.3 安全生產(chǎn)管理要點(diǎn)

（1）合理設(shè)定工程量。水庫加固前期，全面勘測(cè)各點(diǎn)位情況，獲取動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息，依據(jù)區(qū)域特點(diǎn)設(shè)定工程量。結(jié)合工程量的評(píng)級(jí)結(jié)果，出具相應(yīng)的加固方案。準(zhǔn)確梳理各類土壤、建材各類工程信息，借助防滲、防凍等工藝?yán)砟睿鰪?qiáng)工程量設(shè)計(jì)的合理性。

（2）依據(jù)地形特征給出加固方案。結(jié)合各類地形特點(diǎn)的影響作用，給出適用的加固方案，考量水體沖刷作用下的工程性能變化。加固前期，準(zhǔn)確掌握地表水體特征，綜合預(yù)測(cè)可能形成的經(jīng)濟(jì)成本，分析工程操作帶來的環(huán)境危害。依據(jù)經(jīng)濟(jì)理論內(nèi)容，給出綠色工藝，以此提升工藝更新質(zhì)量，合理控制工程成本。

（3）合理利用加固工藝。工人應(yīng)掌握各項(xiàng)工藝規(guī)范，把握安全管理的重點(diǎn)，積極學(xué)習(xí)防滲工藝內(nèi)容，使用完整的防滲技術(shù)，分析工程方案的可行性。給出多種工藝改進(jìn)方法，增強(qiáng)參數(shù)修正質(zhì)量，有效應(yīng)對(duì)各類突發(fā)狀況，順應(yīng)水庫工程的防護(hù)需求。

3 水庫除險(xiǎn)加固施工及安全生產(chǎn)管理的案例分析

3.1 案例概況

HY 水庫與城鎮(zhèn)間距43km，水庫容量近1400 萬m3。工程加固除險(xiǎn)的工藝方案，報(bào)告出造價(jià)需求為2100 萬元，加固工藝的工程周期為27 個(gè)月。圖1 為水庫滲漏的監(jiān)測(cè)。

由圖1 所示，HY 項(xiàng)目使用機(jī)器人檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)上游面板存在裂縫問題，及時(shí)給出給出加固處理，消除壩體風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 HY 項(xiàng)目上游面板位置使用機(jī)器人檢測(cè)實(shí)景

3.2 施工與安全管理方案

3.2.1 加固工藝

（1）主壩加固。采取上游培厚方式，維持壩頂方位的穩(wěn)固性，保持溢洪道連接質(zhì)量。加固操作要點(diǎn)：拆除原有護(hù)坡結(jié)構(gòu)，依據(jù)設(shè)計(jì)坡度參數(shù)，有序回填涂料。上游區(qū)域采取護(hù)坡工藝設(shè)計(jì)，下游區(qū)域選用植草坡方案，重整排水體系。壩體、壩基等位置，選擇高噴防滲工藝。增設(shè)壩體檢測(cè)點(diǎn)，探查壩體位移情況。高壓旋噴工藝可施工成防滲墻，此墻體結(jié)構(gòu)防滲能力不大于1×10-5cm/s，工程滲透比降大于200，墻體厚度平均值大于15cm。防滲加固施工期間，水泥用料拌合時(shí)間大于30s，準(zhǔn)確測(cè)定漿液密度。水泥漿用料，每次攪拌量為0.8m3。存儲(chǔ)漿液的溫度需保持在5～40℃以內(nèi)，生產(chǎn)至用完不可大于3h[4]。

（2）溢洪道加固方案。在目標(biāo)加固區(qū)域，增設(shè)200mm 厚度的用料，用料級(jí)別為C25，以此達(dá)到加固效果。用料生產(chǎn)的工藝流程如圖2 所示。

圖2 HY 水庫溢洪道用料生產(chǎn)工藝流程

3.2.2 安全管理方案

（1）高噴工藝的安檢要點(diǎn)：①在高噴防滲施工區(qū)域周邊，添加安全警示標(biāo)志。②規(guī)范停放樁機(jī)設(shè)備。③有序清除現(xiàn)場雜物，建立溝壑，增設(shè)墊塊，保障樁基承托質(zhì)量。④合理設(shè)計(jì)電氣線路，有效控制樁機(jī)、配電設(shè)備間距，降低線路損耗。多數(shù)情況下，施工點(diǎn)與供電點(diǎn)位的間距不應(yīng)超過200m，電壓降應(yīng)小于一般電壓的10%。

（2）退場拆卸安全檢查：①規(guī)范清除場區(qū)雜物，保證設(shè)備安全退出，給予起吊設(shè)備運(yùn)行空間。②清洗、運(yùn)維各項(xiàng)加固設(shè)備，將其移送至拆卸便利位置，暫停供電，拆卸設(shè)備，運(yùn)送車輛。③保證退場拆卸的輕穩(wěn)性，嚴(yán)禁蠻力拆除。

3.3 管理效果

HY 水庫引進(jìn)了多種安全檢查措施，以此保障壩體安全評(píng)價(jià)的客觀性，以便形成全面的水庫風(fēng)險(xiǎn)控制、加固整治體系。針對(duì)檢測(cè)人員不便實(shí)地勘測(cè)的區(qū)域，比如溢洪道、涵管等位置，使用機(jī)器人進(jìn)行全面排查，積極獲取壩體表層滲漏、裂縫較大等質(zhì)量問題，共拍攝3000 張監(jiān)測(cè)圖像，排查出滲漏點(diǎn)12 個(gè)。結(jié)合各處滲漏點(diǎn)的病害情況，準(zhǔn)確制定防滲加固方案，規(guī)范使用加固工藝，保證避險(xiǎn)處理質(zhì)量。配合使用探地雷達(dá)、電法儀等多種先進(jìn)設(shè)備，進(jìn)行無損檢測(cè)，增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)排查的全面性。確定風(fēng)險(xiǎn)位置后，結(jié)合滲漏特點(diǎn)，從主壩、溢洪道等位置，逐一開展防滲處理。加固完成，設(shè)定多個(gè)點(diǎn)位，進(jìn)行持續(xù)性安全監(jiān)測(cè)，便于掌握壩體加固情況。結(jié)合加固避險(xiǎn)工藝的處理成果，制定應(yīng)急預(yù)案、定期巡檢等措施，以此保障加固質(zhì)量，取得優(yōu)異成效。

4 結(jié)語

綜上所述，水庫項(xiàng)目運(yùn)行期間需有序落實(shí)各項(xiàng)加固工藝，積極排除潛在風(fēng)險(xiǎn)，以此發(fā)揮水庫防洪擋災(zāi)的項(xiàng)目功能。結(jié)合實(shí)例項(xiàng)目安全管理實(shí)況，應(yīng)嚴(yán)格制定加固工藝內(nèi)容，以此逐步增強(qiáng)加固施工效果，展現(xiàn)出防洪除險(xiǎn)生產(chǎn)的重要價(jià)值，全面貫徹安全生產(chǎn)理念，營造安全的水庫管理體系。