小型水庫除險加固施工監理及質量控制分析

吳雁輝

(韶關市水利水電勘測設計咨詢有限公司，廣東 韶關 512000)

隨著水庫的長期運行，水利工程逐漸出現老化、人為破壞、自然侵蝕等現象，為了保證水庫的繼續安全運行，急需對水庫運行中存在的問題及隱患進行及時排查、修補、加固，制定具體的加固方法和措施[1-3]。水庫的正常運行密切的關系到人民自身利益，在水庫除險加固過程中，需要對加固工程進行合理的安全管理，才能長期有效保護人民生命財產安全[4]。

但由于水庫除險加固工程存在諸多主、客觀原因，使得工程監理工作實施困難[5-6]。本文以黃金坑水庫除險加固工程為背景，通過對水庫當前狀況進行問題分析，提出了水庫加固和生物防治措施進行除險加固。為保證水庫除險加固的施工質量和安全，確保水庫可長期穩定運行，從施工和監理工作兩個方面提出了一系列管控要點，如重點工序施工要點、監理準備工作等等，保證水庫下游的灌溉用水和下游城鎮的防洪安全。結合本工程的實際經驗，不僅要做好施工質量管理，同時應注重工程監理實施，為以后類似工程提供了一定的參考價值。

1 工程概況

1.1 工程現狀

黃金坑水庫位于韶關市翁源縣周陂鎮雙聯村境內，水庫興建于1979年，是一座集灌溉、防洪、發電和養殖于一體的多功能小(1)型水庫。根據《翁源縣黃金坑水庫大壩安全評價報告》，黃金坑水庫集雨面積為6.5km2，主河流長度為3.973km，平均比降為0.166，正常蓄水位242.58m，水庫50年一遇設計洪水位為244.77m，相應庫容為289.93萬m3，500年一遇校核洪水位為245.26m，相應庫容為301.02萬m3。工程主要擔負著下游2000畝農田的灌溉用水任務及4000多人的生產生活用水。其所在河流為珠江流域北江水系滃江的一小支流，滃江河床穩定，沿河兩岸為丘陵臺地，河岸高于河床3～6m，河床多為巖石及砂卵石，河道坡降1.7%，水位暴漲暴落，具有山區河流特征。滃江流域年平均雨量1750mm，每年4—8月為豐水期，降水量約占全年的70%；10月—次年2月為枯水期，降雨量約占全年的14%。

現狀水庫主要建筑物由主、副土石壩，溢洪道和輸水涵管組成。輸水底涵位于主壩右側，涵管為DN800鋼筋混凝土管，涵管進水口為斜拉桿式進水口，輸水涵管出口有兩處；溢洪道位于副壩左側，為開敞式溢洪道，堰型為寬頂堰，為自由出流，不設閘門。黃金坑水庫建庫時受歷史條件限制，設計標準偏低，施工工藝較差，無機械化參與，是一座完全采用人力興建的均質土壩。由于當時為人力砌筑，質量上存在著一些問題，導致大壩建成后，在運行中出現了很多問題。為確保黃金坑水庫正常調蓄，保證水庫下游的灌溉用水和下游城鎮的防洪安全，對黃金坑水庫安全加固是十分必要和緊迫的。

1.2 主要問題分析

(1)主壩、副壩上游混凝土面板有裂縫，壩腳阻滑墻出現破損下沉，墻體砌石坍塌，阻滑墻下方土體出現部分掏空現象；下游壩坡雜草較多，部分干砌石有松動錯位；壩頂未設置安全防護措施；經滲流穩定計算，現狀大壩壩坡較陡，且浸潤線較高，大壩穩定安全系數無法滿足規范要求。

(2)溢洪道控制段側墻有沉降破損，泄槽段底板有斷裂沉降，斷層處下方土體有部分掏空；根據消能防沖計算結果，現狀溢洪道消能防沖無法滿足設計要求。

(3)由于黃金坑水庫已被規劃為周陂鎮供水水源地，輸水建筑物完好，但現狀底涵無法同時滿足發電和供水的要求。

(4)現狀大壩壩頂、下游壩坡局部發現蟻窩，有白蟻隱患。根據水利部堤壩白蟻防治技術規范要求，只有將白蟻隱患全面消除，堤壩工程除險加固的安全性和最終效果才能充分體現。

2 除險加固措施

2.1 水庫加固措施

(1)主壩：①對壩頂進行硬化，設置防撞波型護欄、壩頂排水溝；②迎水坡混凝土面板鉆孔設置排水管；③背水坡開挖培厚，鋪設草皮，岸坡設置排水溝；壩腳拆除貼坡排水，新建排水棱體及集滲溝。背水坡開挖培厚，鋪設草皮，岸坡設置排水溝，培厚坡比上部為1∶2.75，下部為1∶2.9，中間設置馬道，馬道寬1.85m；壩腳拆除貼坡排水，新建排水棱體及集滲溝，排水棱體高5m，頂寬2m，詳細布置及結構如圖1所示。

圖1 主壩壩坡培厚剖面圖

(2)副壩：①對壩頂進行硬化，設置防撞波型護欄、壩頂排水溝；②副壩迎水坡混凝土面板鉆孔設置排水管；③迎水坡混凝土面板鉆孔設置排水管、拆除重建阻滑墻；④背水坡整平，鋪設草皮，岸坡設置排水溝，貼坡排水干砌石修復加高，壩腳新建集滲溝，壩腳貼坡排水干砌石修復加高，加高后貼坡排水總高為4.27m，坡比為1∶2.42。詳細布置及結構如圖2所示。

圖2 副壩貼坡排水修繕加高剖面圖

(3)泄水建筑物：溢洪道拆除重建部分破損側墻及底板，溢洪道消力池延長。采用C20混凝土重力式擋墻的形式，頂寬0.5m；底板采用C20混凝土進行重建，厚200mm，下鋪200厚砂石墊層。

(4)輸水建筑物：在主壩右側岸坡新建啟閉房及斜拉桿輸水涵，新建DN800鋼管輸水底涵。

2.2 生物防治措施

2.2.1蟻情分析

由于大壩運行年限較長，現狀大壩壩頂、下游壩坡局部發現蟻窩，有白蟻隱患。根據水利部堤壩白蟻防治技術規范要求，堤壩工程擴建或除險加固同時必須對原堤壩內的白蟻隱患進行全面的檢查和徹底處理。結合水庫大壩蟻害實際情況，設計擬從防與治兩方面同時進行，采用水利部1993年推廣的堤壩白蟻防治技術措施“找標殺、找標灌、找殺(防)”，找出蟻穴位置進行灌漿處理，即采用表層白蟻誘殺和蟻穴灌漿等。不僅根治白蟻危害，同時灌滿了原來壩身內的蟻穴蟻路，可加固大壩，確保水庫安全運轉。大壩白蟻防治面積為3586.21m2。

2.2.2防治措施

采用獲國家科技進步獎的水利堤壩白蟻防治“三環節八程序”新技術措施，對白蟻進行滅殺。工作內容包括。

(1)對壩體分群孔、雞叢菌投放DB型誘餌條進行滅殺，按5m×5m梅花點埋設ASP型誘殺片，進行引誘、滅殺白蟻，并做好白蟻蛀食藥片的標記、記錄、拍照，查找白蟻死巢指示物，以便進行蟻巢對巢灌漿。

(2)對壩體周邊50m范圍內蟻源區的分群孔、雞叢菌等按近似等高線、高差5～10m、寬1m埋設ASP型誘殺，每隔10d檢查1次，對有蟻蛀食的藥片、泥被泥線、分群孔、死巢批示物等，應及時做好筆記，填入記錄表，拍照留檔，并定期檢查藥片蛀食情況，進行及時補充，如長期蛀食情況不佳，可考慮更換新位置埋設藥片。

3 施工質量管控要點

黃金坑水庫除險加固工程主要項目有主壩背水坡培厚，排水措施重建，副壩迎水坡新建混凝土面板、背水坡貼坡排水重建，溢洪道消力池重建、壩頂路面硬化及庫區環境整治等；主要的施工方法有土方開挖、土方回填、混凝土澆筑、干砌石砌筑等。

3.1 土方開挖

(1)測量放樣的準確性和精度是決定土方開挖的重要因素，因此必須在施工前做好技術交底工作，放線完成后立即通知監理單位對點位復核，確保點位準確。

(2)嚴格按照設計圖紙要求控制開挖尺寸，相關標準如下：平面誤差不大于0.2m，邊坡不大于0.3m；基礎面上雜物及時清理，對樁號、坐標、高程做出醒目標記。

(3)當出現與勘察報告地質條件不符的情況時，應立即停止施工，做好安全防護工作，并上報勘察和設計單位進行復核，得到準確數據和具體實施方案之后再進行土方開挖工作。開挖過程中需加強對開挖面、臨時邊坡的監測頻率，如滑動等警情時，需嚴格按照應急預案內容進行搶險急救，確保土方開挖工程安全施工。

3.2 土方回填

通過現場試驗段結果確定填土鋪料厚度，按照從低到高對稱分層回填的順序施工。雨后填筑新料時應減薄鋪料層厚度，推土機平料過程中，應及時檢查鋪層厚度，發現超厚部位要立即進行處理，土料與岸坡、反濾料等交界處應輔以人工仔細平土夯實，土層結合面適當灑水至表面濕潤或刨毛深1～2cm溝槽即可。分段填筑時，要輪跡重疊，避免漏壓，上下層分段位置應錯開，局部小范圍填土采用小型打夯機夯實。

3.3 混凝土澆筑

混凝土和石料水平運輸用雙膠輪車運抵工作倉面。為避免混凝土出現干、硬情況，入口與倉面垂直距離控制在1.5m以內，到距離過大時，設置震動溜管或滑管。混凝土采用插入式振動棒振動澆筑，混凝土澆筑后必須振搗密實，振搗棒要快插慢拔，上下略為抽動，以使上下振搗均勻。插點要均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，移動間距不大于振搗棒作用半徑的1.5倍，控制在30～40cm，每一振動點的振搗時間控制在15～30s，表現為混凝土開始泛漿和不冒氣泡為準，并且在20～30min后對其進行二次復振。振搗上一層時應插入下層5cm，以消除兩層間的接縫。

3.4 干砌石砌筑

(1)地基和坡面應在鋪砌前平整夯實；大塊石拋填前，將基礎表面浮渣清理干凈并夯實處理，分層拋填。

(2)坡面上的干砌石砌筑，以錯縫鎖結方式鋪砌。護坡表面砌縫的寬度小于25mm，砌石整齊牢固，嚴禁出現通縫、疊砌和浮塞，拋填大塊石表面應人工修面。

(3)為使沿石塊的全長有堅實支承，所有前后的明縫均應用小片石料填塞緊密。

4 監理實施細則

4.1 準備工作

(1)依據工程概況和業主單位的需要，選取具有相關施工經驗的總監理工程師、專業監理工程師等等，合理配備建立人員，按照直線職能式模式，成立項目監理機構。

(2)編制《水庫除險加固工程監理規劃和監理實施細則》并嚴格按照建設主管部門和公司要求進行審核審批。為確保施工質量滿足規范設計和業主要求，項目根據工程特點和施工內容編制專項實施細則，如土方開挖回填、混凝土澆筑、干砌石砌筑等質量控制實施細則。

(3)為確保施工程序符合相關規范要求，結合相關項目施工經驗完善工作制度，如材料進場驗收制度、隱蔽工程質量驗收制度、內部管理制度等。同時根據業主需要，設置內部標準和目標，保證施工按期完成。

4.2 監理工作的實施

(1)做好施工質量控制不僅需要做好監理單位內部實施準備工作，還需要嚴格落實監理工作的過程管控和實施效果。施工單位的資質、管理規章制度、綜合實力、管理人員和勞務班組的技術水平等是最終決定施工質量的關鍵因素[6]。因此在監理工作實施前首先需要對施工單位的技術資質、管理體系、施工組織設計、施工平面布置圖等內容進行審核并督促施工單位嚴格按照實施細則實施，對不符合標準要求的內容要求立即整改[7]。

(2)由于水庫除險加固工程工序多、交叉多且由于工期短，工序銜接緊密，因此在確保施工質量的基礎是應從質量控制的每一個環節做起，建立起質量控制網絡，盡量縮短工期，盡量減少返工返修風險。施工過程中監理方督促施工單位在每道工序施工前進行質量技術交底；在隱蔽驗收過程中，要求施工單位嚴格按照三檢制進行驗收，并進行全過程抽檢，保證施工方案規范進行施工。

(3)小型水庫除險加固工程的施工質量是項目各參建單位重視的，但是更為重要的是項目的安全施工。安全施工應始終放在監理工作的第一位，督促施工單位嚴格落實安全生產責任制、安全教育培訓、組織安全檢查、安全施工措施等。

5 結語

本文根據實際情況提出相對應的施工質量要點控制和監理實施細則，做好監理工作的前期工作，有效實施監理工作內容。本次加固后確保水庫可長期有效運行，保證水庫下游的灌溉用水和下游城鎮的防洪安全。結合本工程的實際經驗，不僅要做好施工質量管理，同時應注重工程監理實施，可從制定完整的監理制度、編制合乎合同及規范要求的監理規劃和監理實施細則考慮[8]，為以后類似工程提供了一定的參考價值。但由于工程的多樣性，本文研究的管控要點僅適用于類似工程，要形成水庫除險加固普適性質量控制要點，還需要大量案例實踐加以論證。