水源地水库除险加固工程存在问题及应对策略

田中 李小丽

摘 要：贵阳阿哈湖水库应急除险加固工程施工过程中，作为水源地，工期和造价等受放空洞喀斯特地质、水库水环境保护所控制，应在施工过程中格外注意。

关键词：水源地；喀斯特；水环境

1 水库概况

阿哈湖水库位于贵阳市西南面小河区金竹镇阿哈寨，大坝地理位置为北纬26°32′16″，东经106°39′32″。距贵阳市中心城区8Km，所在河流为长江流域乌江水系南明河左岸支流小车河，水库坝址位于小车河下游河段。该水库1958年4月设计，同年8月动工修建，1960年6月第一期工程竣工，至今已经历过多次改造，水库设计标准为百年一遇设计，两千年一遇校核，万年一遇保坝，枢纽工程包括大坝、坝底涵洞、岸边溢洪道、分层取水兼溢洪隧洞等建筑物。该水库是以城市供水和防洪为主的中型水库，汛期拦蓄南明河支流小车河上的来水，缓解城区的防洪压力，同时也是贵阳市城市供水的主要水源地之一。

2 改造内容

阿哈湖水库已运行60多年，原毛石坝坡迎水面、供水设施已不满满足现阶段水库运行和城市发展的需求，故本次应急除险加固工程对此进行升级改造。

改造内容包括：

（1）新建放空洞：拟建于大坝左岸，平面上为直线，洞身断面为城门洞型，混凝土衬砌，出口河道设有防冲墙及干砌石海幔。

（2）改造坝面护坡：上游坝坡由于采用厚度0.8m干砌块石护坡，存在严重的掏刷现象，本次拟采用拆除水上部分干砌块石并采用预制混凝土块对其进行修复，范围为▽1100.0～▽1115.0（坝顶），同时，下游坝坡马道及排水系统受损严重，需拆除重建并对下游坝面进行植草护坡。

（3）改造溢洪道：由于原溢洪道破损严重，边坡局部存在塌滑体，本次除险加固在原溢洪道基础上对塌滑体进行处理，同时，出口消能方式由原来的挑流+底流消能改为底流消能方式。

（4）改造分层取水兼泄洪洞：拆除锈蚀较为严重的泄洪洞钢管，更换为防腐效果较好的涂塑钢管，同时对分层取水口闸门及泄洪闸门进行更换，重新修建出口闸室。

3 存在问题

本次升级改造对阿哈湖水库的坝体和相关水工建筑物功能进行了修复和完善，将使坝体及其相关水工建筑物的运行状况得到极大的提升，但由于库区地质情况较为复杂，使得本次升级改造施工难度较大，同时由于水库本身肩负着贵阳市南明区20余万人的饮用水重任，本次改造工程将不停止城市供水，故在施工过程中的生态环境保护问题也较为突出。具体表现如下：

（1）喀斯特溶洞地质发育。经初步地质勘探，放空洞沿线喀斯特溶洞地质，在溶岩地质情况下，特别是本工程中水工隧洞—放空洞的施工，容易因溶岩地质情况和溶岩水导致一系列地质灾害，易产生地质塌方、溶洞水倒灌、涌水、突水、突泥[1]等地质灾害，而隧洞内地下水多表现为沿层面、裂隙面及层间错动（带）的石膏面渗出，但局部地段特别是各施工支洞内的地下水随着开挖掌子面的推移而平移，[2]同时由于岩溶灾害的发生受喀斯特地质因素的控制呈现出不均一性，故在实际工程建设过程中，勘察设计无法对实际情况一一查明，就对实际施工过程中的难度难以把控，这将对工程施工进度和施工安全造成了较大的影响。

（2）水源地水环境保护。由于“兩湖一库”（红枫湖、百花湖、阿哈湖水库）担任了贵阳市70%的供水（阿哈湖约20余万人），其水质安全重要性不言而喻，一旦发生水污染，城市大面积停水，将造成巨大的影响。而施工过程中难以避免产生污染物，故对污染物的处理、施工过程中的工程措施控制显得尤为重要。

4 应对策略

（1）针对喀斯特地质问题，建立应急技术预案。由于城市供水无法停止，水库蓄水不能进行防空处理，经过核算，要保证正常供水，最多降低蓄水1.5m，故放空洞施工将不设围堰，只能通过从闸室位置先建立竖井，再通过竖井进行隧洞开挖的施工，由于岩溶发育的深度、具体位置、大小等都无法确定，[3]以及施工人员的专业技术素质问题，故在竖井施工前必须提前对周边工程建设时出现过的岩溶信息进行收集，以建立应急档案，可在施工过程中出现的问题及时进行处理，同时，在施工过程中应严格按照工程施工程序进行，特别是竖井施工过程中，主要的工作将是“人工造壁”，如出现打桩基础时的漏浆问题，可在灌注水泥砂浆前，先采用单价较低的材料黏土、沙土、碎石块等将空洞填充，然后再进行灌浆；如出现打桩偏孔问题时，则应立刻进行自查，控制钻孔的垂直度；如遇塌孔问题时，则在打桩前可对土层进行注浆，防治打桩时孔内坍塌；同时，做好相应的技术和安全预案，如通风要求、施工用电安全要求、瓦斯监控要求、地质超前预报和超前钻探、机械设备要求等相关的技术预案。[3]

（2）针对水环境保护，应做到“减少施工污染量，污染物与库隔离”。现场施工应杜绝使用自拌砼，应尽量使用商砼和场外预制块；施工过程中的应时常洒水以避免扬尘；钻孔等过程中产生的污泥、污水等应专门收集于污水坑中，最后做统一处理；混凝土浇筑过程中产生的浆液应与水库水隔离开，并及时抽排。

水源地除险加固工程的供水、生态环境、工期、造价存在着一定的矛盾，但应以前两者为主，先保证居民供水和水环境不受污染，在此基础上，优化工期，尽量选在枯水期进行施工，最后选用合适的加固方式，以达到造价合理。

参考文献：

[1]廖存刚，刘皓，孙文超，闫斌.滇中引水工程昆明段岩溶水发育规律及对隧洞工程的影响[J].工程地质学报，2017，7-16.

[2]李君源，范维强.工程勘察中的水文地质问题[J].西部探矿工程，2005，S1（111）：177-178.

[3]陈国俊.岩溶地区常见的岩土工程问题及其对策——以龙岩地区为例[J].福建建材，2018.11：75-77.

[4]杨再亭.黔中水利枢纽工程总干渠玻利隧洞施工方案综述[J].黑龙江水利科技，2018.10（41）：77-79.