承插管施工技术在汤河水库除险加固工程中的应用

马玉荣

(辽宁省汤河水库管理局新源公司，辽宁 辽阳 111000)



承插管施工技术在汤河水库除险加固工程中的应用

马玉荣

(辽宁省汤河水库管理局新源公司，辽宁 辽阳 111000)

病险水库给水库自身安全及周边居民生活、生产带来了极大的威胁，对病险水库的除险加固工程显得尤为重要，其中输水涵管的改造工作则是除险加固的重点。文章基于汤河水库具体工程案例，对于汤河水库输水涵管改造工程提出了承插管施工工艺，在研究汤河水库地质特征的基础上，对承插管施工工艺进行了分析，对其关键施工技术进行了介绍，通过在工程中的具体应用，可知该技术具有施工简单、造价低的优点。

承插管；施工技术；病险水库；除险加固

0 引 言

我国的水资源分布不均对我国的社会经济的发展带来了极大的困扰，特别是对于农业生产的影响尤其明显，因此，水库工程的建设是缓解水资源不均问题的主要解决方法，水库的建设进入了高速发展，但是同时水库水坝的安全问题成为阻碍水库工程建设的首要问题，特别是对水库的除险加固研究显得尤为重要[1]，其中输水涵管的改造也是除险加固工程的重点。

对于水库水坝的除险加固许多专家学者进行研究，严祖文对目前水库建设中出现的除险加固现状进行了分析，从水库病险的认定、大坝的加固进行针对分析，提出了相应的病险加固的构思和技术方法，为今后水库大坝工程的建设提供了技术支撑；钮新强从我国的水库的防洪安全方面、结构安全方面介绍了目前水库水坝存在的病险问题，总结了病险水库的治理经验和方法；孙波基于白山头水库具体的病险情况，从坝基渗漏、溢洪道损毁、输水管涵损坏等主要问题，提出了合理有效的治理方案，起到了良好的效果；康鹏从目前水库输水管涵存在的技术问题，采用顶管技术进行施工解决输水涵管的施工；江浅成分析了土石坝地下钢筋混凝土箱涵的特点，基于数值分析和具体工程案例，对箱涵施工的特点、关键技术进行了研究分析[1]。

通过以上分析，对于水库大坝病险问题，专家也进行了许多有效的分析，但是同时也可以看到，很多病险加固施工都是基于工程经验和传统技术，特别是水库水坝输水涵管病险问题，大多是采用顶管或是箱涵等传统施工技术，这类施工技术大多受到施工条件的影响，因此对于水坝输水涵管病险加固施工技术的研究很是必要。

承插管施工技术是目前水坝输水涵管病险的新技术、新方法，由于其具有受外界影响小，施工快、施工方便、工程造价低等技术优势而在水库病险加固工程中得到应用，文章基于汤河水库输水涵管存在的问题，基于病险加固的常用方法对比，提出了承插管施工技术，分析其关键施工技术，这对以后类似的工程提供借鉴和参考。

1 工程概况

汤河水库位于辽宁省辽阳市，汤河水库是集灌溉、供水、防洪和发电的综合性水库，整个水库包括主坝、副坝和溢洪道组成，设计洪水标准为100a一遇，校核洪水标准达到1000a一遇。主坝长达到455m，大坝最高为48.5m，坝顶宽6m；结构采用黏土心墙结构石坝。副坝为复合土工膜面板结构石坝，将复合土工膜直接铺设于强风化岩体上，土工膜上浇筑面板保护层。

汤河水库通过输水涵管进行泄洪，并没有涉及溢洪道，输水泄水涵管采用条石材料方涵，长60m。目前主要的问题为坝体高喷防护和输水涵管的改造，其中输水涵管的改造是病险加固的重点[2]。针对目前汤河水库输水涵管存在的问题，工程通过采用承插管施工技术，具体的承插管埋设示意图如图1所示。

图1 承插管埋设示意图

2 施工方案选择

所谓的承插管施工技术，就是指为了连接管道或管件，或分叉管道，把管道两端制成承口与插口(插口一般不需要特制)，把插口插入承口内，然后密封接缝的管道或管系。承插管应用在病险水库除险加固工程中，与传统的施工现场浇筑钢筋混凝土相比，其具有节约材料与缩短施工时间等优点，正逐渐被广泛地应用于水库除险加固工程中[3]。

通过对汤河水库病险改造工程的具体情况，以及分析了周围的施工环境，针对输水涵管的施工，可以采用顶管施工技术、现浇混凝土箱涵施工技术和承插管施工高技术，通过相关水库资料分析，对以上3种施工技术进行对比分析，分析情况如表1。

表1 输水涵管施工技术对比

3 承插管施工关键技术

3.1 承插管技术方案特点

承插管采用的为钢筋混凝土管，之间的连接完全依靠配套橡胶圈所具有的弹性压缩功能，这样可以有效防止接口处出现的渗水情况[4]，并且橡胶圈可以具有一定的抗压能力，对于一定范围内的压力是完全可以承受，工程设计采用承插管接口如图2所示。

图2 承插管接口示意图

钢筋混凝土承插管之间的连接是靠配套橡胶圈的连接形式，配套橡胶圈的连接呈现柔性，并且具有一定的弹性，可以承受一定程度的变形，因此接口处可以产生一定程度的位移变形，这轻微的变形足以满足基地由于不平整产生的沉降位移变化[5]。上述提到的这种连接方式可以适应不同基础条件，基础的选择可以根据地质条件进行选择，地质条件差一点可以选择C20混凝土基础。

承插管的接口的变化带来了施工的极大便利，特别是减少了刚性接口时候的施工繁琐，并且降低了刚性接口发生断裂的情况。

3.2 施工流程

承插管的施工相对于顶管施工和混凝土箱涵施工技术简便了许多，首先进行基础开挖，根据汤河水库的具体地质情况，考虑到边坡结构，本次施工采用常用的放坡开挖，进行放坡开挖的过程，采用11的放坡开挖坡比，为了资源的重复利用，将开挖的岩土放置水坝旁归置，以便完后的回填工作。

开挖完成后，需要对基础进行排水，首先保证基坑槽内不能出现积水情况，排水方式采用井点降水和四周的明沟排水两种方式进行，井点降水的过程中要进行专人的看护抽水过程，且不可抽水过度[6]。

管道基础的施工也是承插管施工的关键，管道的基础本次施工采用C20混凝土，施工按照设计的要求进行，保证管道基础的平整，防治出现大位移变形，施工后要采用振捣器及时处理[7]。

承插管施工中最重要的也是最为关键的一步就是管道的铺设。对于管道铺设主要分为以下5个步骤：

1)按照设计要求对铺设管道的槽高程进行核实，保证管道的铺设是复合原设计要求，尽量避免出现大的误差。

2)铺设管道时候要按照顺序进行，保证管道的方向一致性，管道的铺设顺序是从下游到上游，承接口的位置在上游方向。

3)铺设管道过程中，首先将涵管的接口进行清理，对涵管按照设计的规格大小依次进行安设，并配置相应的橡胶密封圈，橡胶圈安装时保证承插管四周均匀、无扭曲，另外涂料的选择合理，主要防止渗水的发生。

4)对涵管安装时候，对吊装设备设置的吊点要符合力学要求，尽量位于涵管的重心，吊装的过程中一定保证吊点的安全，防治出现涵管的破损。

5)铺设过程中，调整高程保证平整，整个过程要求不出现脱槽现象。

铺设完成后，对涵管所在位置进行混凝土的浇筑，浇筑过程中，保证整个混凝土的密实，浇筑厚度在25cm左右。最后进行回填，回填前保证槽内无积水存在。

具体的施工流程如图3所示。

图3 承插管施工流程

4 施工应该注意的问题

施工中应该注意以下4个问题：

1)承插管的施工过程中有些问题需要施工人员特别注意的，这些事项都是关系到承插管施工成功的保证[8]。

2)管道铺设中，进行下管的首根涵管的位置非常关键，第一根管的方向位置直接对后续的涵管安装的正确性非常重要，因此，要严格按照设计要求，确定中心点，按照等距的方式定位后续管道[9]。

3)承接口安装时候要保证承接口是完整、干净、不存在任何杂物的；另外安装配套橡胶圈时候首先对承接口进行润滑，以方便能够顺利承接管的安装；润滑剂的配合比按照设计要求，保证润滑剂充分搅匀，防止出现沉淀。有可能在施工中气候的原因，润滑剂在粉刷后会出现很快干燥，这个时候要多刷几遍，防止涵管对润滑剂吸收过度[10]。

4)回填岩土保证是均质的，不能出现大的岩石；并且及时清除杂草、木屑能杂物，回填时候进行分层回填，每层进行分别压实。

5 结 论

汤河水库除险加固关系到水库运行的安全，更关系到周边居民生活、生产的安全，因此对病险水库的治理显得尤为重要；文章在汤河水库地质条件的基础上，分析了承插管施工的涵管改造的可能性，对承插管的关键施工技术进行了分析，介绍了其施工优点和需要在施工中注意的问题，并在汤河水库除险加固工程中得到成功应用，对类似的水库水坝病险加固工程起到借鉴。

[1]严祖文，魏迎奇，张国栋.病险水库除险加固现状分析及对策[J].水利水电技术，2010，41(10):76-79.

[2]钮新强.水库病害特点及除险加固技术[J].岩土工程学报，2010(01):153-157.

[3]孙波.白山头水库除险加固设计及方案优化研究[D].济南：山东大学，2012.

[4]康鹏.顶管法施工技术在水利工程中的应用[J].大坝与安全,2011(03):51-52.

[5]江潜成.土石坝坝下钢筋混凝土箱涵自动化设计[D].南昌：南昌工程学院,2016.

[6]袁剑军.土石坝防渗墙黏土混凝土材料的工程应用初探[J].水利建设与管理,2013(02):33-35.

[7]徐飞.沈阳地区水资源短缺原因分析及对策研究[J].水资源开发与管理，2015(01)：24-26.

[8]夏建军.胶结材料筑坝技术在白土岭水电站的应用[J].中国水能及电气化，2014(11)：14-16.

[9]杨明,王秉玉.试论水库运行管理及调度的有效方法[J].水利规划与设计,2011(06):63-65.

[10]贾瑞红.水库生态调度的措施及其发展前景[J].水利技术监督,2011(05):42-44.

1007-7596(2017)01-0137-03

2016-12-26

马玉荣(1972-)，女,辽宁辽阳人，助理工程师,研究方向为水利工程与管理。

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