水库泄洪闸尾水渠水毁修复施工管理

付默菡

（辽宁省锦州市水利事务服务中心，辽宁 锦州 121013）

0 引言

水力发电是水库的一个重要功能，当水库中的水经过尾水渠时，水流的动能就会全部转移到水轮机中。尾水渠是将尾水排泄到下游河床的通道，是整个水库中十分重要的组成部分。但是在经年的水流冲刷之下，尾水渠很容易遭到破坏。泥沙颗粒物的堆积、底板侵蚀等都会使得尾水渠地区的水位抬高，进而影响到整个水电站的正常运行，甚至会危及到周边居民的生命财产安全，因此，经常对水库泄洪闸门尾水渠进行水毁修复是十分有必要的[1]。水毁修复工作周期较长、工程量巨大且需要反复修复，为不影响水电站正常运行以及避免物资浪费，应严格控制施工进度与施工质量，还需要尽量控制施工成本，这就需要十分科学系统的施工管理体系。文章对水库泄洪闸尾水渠水毁修复施工管理问题进行研究，从技术方面将现场勘查、钢筋混凝土地下连续墙操作、浆砌石护底修复、重构回填修复等步骤的管理体系进行了详细的分析与研究。

1 水库泄洪闸尾水渠水毁修复技术管理

1.1 现场地质勘查与数据收集

施工现场的地质勘查在所有工程施工中都是最重要的核心组成部分，通过合理的现场地质勘查，能够详细记录水库泄洪闸尾水渠的损坏规模、损坏原因及过程，并准备水毁修复所需要使用的材料，设计有效的施工方法[2]。此外，还需要结合当地的气候条件、水文资源环境以及地质情况，记录水库泄洪闸尾水渠周边的植被覆盖情况还有初始的水库泄洪闸尾水渠施工材料等基本信息，对施工技术进行收集与整理，分析初始水库泄洪闸尾水渠损坏的原因，并选择耐侵蚀的水库泄洪闸尾水渠施工材料。施工现场地质勘查时所需要收集的资料主要包括项目如表1所示。

表1 现场地质勘查项目收集

如表1所示，在现场地质勘查时，需要着重调查以上内容，广泛收集有关水库泄洪闸尾水渠的相关资料，重点收集当地的水库挖掘以及维修数据，以便施工方更精确地对其进行水毁修复[3]。通过各类数据，能够清晰地判断出水毁修复时的最佳施工方法、施工条件以及所需要使用的施工材料，并建立相应的监察体系，确保水毁修复工程的施工质量。并将所有资料全部归档保存，也可在其中添加一部分特殊情况的处理方法，为日后的修复提供数据参考和借鉴。

1.2 钢筋混凝土地下连续墙建设管理

在水库泄洪闸尾水渠水毁修复的过程中，如需建设钢筋混凝土连续墙，就需要保证地基的稳定性，并使用溶于水中不分散的水下混凝土[4]。相较于普通的混凝土，这种混凝土在调配时加入了絮凝剂，使得混凝土中的凝胶材料具有极大的吸附能力，设计配合比时的材料如表2所示。

表2 原材料产地及参数

如表2所示调配水下混凝土，在保证合格率的前提下，需要按照如公式（1）、（2）所示的强度计算各物质的配料百分比。

式中，P表示水下混凝土的强度值，单位为MPa；R表示水下混凝土在空气中的强度标准，单位为MPa；α表示混凝土在水中与陆地中的强度系数比，通常为一个常数，取值区间为[0.65～0.84]；β表示混凝土在陆地与水中的强度标准差，通常由施工方根据当天的气候湿度以及工程现状决定。

因此，混凝土中添加的絮凝剂强度的规律遵循着水底强度与陆地强度响应比呈现出先减小后增大的趋势，且当其比例为1∶2.5时掺量强度达到最大值[5]。当粉煤灰随着掺量的增加而增长时，水下混凝土的强度会随之呈现出先增大后减小的趋势。其极值点为混凝土与粉煤灰比例为1∶0.03，当比例大于极值点时，水下混凝土的强度会逐渐减弱。在水胶比不断增大的过程中，水下混凝土的强度正呈现出不断减弱的趋势，尤其是其水下强度与陆地强度的比例，正在不断减小。当水胶比小于0.29时，水下混凝土的强度为最大值，一旦低于或高于这个数值，水下混凝土的强度都会逐渐减弱。在实际的水库泄洪闸尾水渠水毁修复施工过程中，通过使用钢筋混凝土在水下建设连续墙时，可以通过冲击十字钻使用钻头在水下打孔，将混凝土在陆地上凝聚成型后再放入水下。这个过程可以利用钢筋笼反复加工，并同时使用3～4根导管同时进行混凝土的浇灌工作[6]。需要注意的是，当钢筋笼导管中的混凝土到达同一个高度时，就可以进行下一个单元的修复施工。

1.3 浆砌石护底修复管理

水库泄洪闸尾水渠的渠底通常使用浆砌石进行护底修复，该浆砌石通常为厚度30～40 cm的砖石，其连接部分是否为抗冻的材料需要根据纬度差异进行选择，且均需配置单层的钢筋网。如果将浆砌石铺设在尾水渠底部，则需要严格按照尺寸修复，为了保证尾水渠的安全，必须将浆砌石建设为双层结构，且需要在施工结束后停留12～24 h进行工程结束后的养护工作，在这个过程中需要严格保证浆砌石表层的湿润[7]。结合该水毁修复工程的特点，浆砌石可以通过多种方式实现对于尾水渠的修复施工，其中最好的就是将其以挤浆的方式砌筑在尾水池底部。值得注意的是，在这个过程中，浆砌石的护底修复需要严格调整好砂浆浓度，若砂浆浓度过高，则很容易导致浆砌石与渠底发生位置偏移，而若是砂浆浓度过低，则会使浆砌石难以固定在尾水渠中。因此只有调整好浆砌石中砂浆的浓度，才能保证水库泄洪闸尾水渠水毁修复的安全性与可靠性。

关于砂浆的浓稠度，可以通过水毁修复施工现场的温度来调节，在我国黄河以北的广大北方地区，浆砌石的砂浆浓度通常为35～40 mm，在长江以南的南方地区通常使用40～50 mm的砂浆，淮河流域的砂浆浓度则随着季节的变化而变化。具体的粘稠度变化如表3所示。

表3 砂浆粘稠度随温度变化趋势

在施工中，浆砌石最恰当的浇筑范围为尾水渠的转弯处。如果该工程损坏程度较低，则可以通过转弯处的交叉间隙作为浆砌石的浇筑场所。且在砌筑的过程中，石材表面绝不能有污垢或杂物存在，并尽量保证浆砌石的湿润，以免突然进入水中致使浆砌石崩裂，进而导致尾水渠水毁修复的失败。

在这个过程中，需要使用土方开挖装置挖掘出土壤，此时的挖掘以人工为主，以机械为辅，并结合底部护理以及边坡维护等整修工作。而护坡的砌筑需要保证迎水面与背水面的土壤厚度比为大于2∶5，且厚度在0.2～0.4 m之间。通常情况下，浆砌石的护底修复可以将该类底部构造提前砌筑好，然后整体运转到河流底部，用挂线相连接。最后再使用特定的材料进行填装，但是这样的填充装置需要保证不同的浆砌石之间有着足够的过滤装置。过滤装置可以使用针刺短丝土工布，在不同的尾水渠中，该类型的土工布需要不同的性质，具体参数如表4所示。

表4 过滤装置性能参数

当过滤装置与浆砌石相吻合以后，就可以对尾水渠底部进行勾缝施工，该过程的精确度可以决定浆砌石护底修复的整体稳定性，如果勾缝施工不准确，则很容易导致尾水渠底部的空鼓现象，这样的浆砌石护底修复是远未达标的[8]。另外，勾缝作业必须在12～18 h内完成，否则会导致浆砌石之间的粘连性失衡，假如太早完成勾缝工作，浆砌石底部就会完全连成一片，一旦温度发生变化，则该片浆砌石就会因热胀冷缩现象整体拱起或产生裂缝；若太晚完成勾缝工作，则该过程中使用的混凝土就会来不及干燥，进而导致浆砌石护底修复的失败。浆砌石的勾缝过程中使用的砂浆绝不能与连续墙的建设砂浆使用同一种，需要单独配置，否则会产生勾缝与连续墙融为一体的现象，不利于尾水渠泄洪闸区域的排水工作。另外，还不能选用密度太小的砂子，一般情况下5～10 mm是最好的选择。

1.4 重构回填修复管理

最后的重构回填工作，需要首先将水库泄洪闸尾水渠两岸的边坡进行适当的修整，形成类似梯形的角度，其边坡角度与稳定系数之间的关系如表5所示。

表5 边坡稳定系数

如表5所示，为了保证边坡的稳定性以及安全性，在重构回填之前需要考虑到坡角与土石的摩擦角。假设稳定系数a≤3.00时边坡才能够达到稳定形态，则通过上表可知边坡的角度最大可以达到45°，此时的安全系数b为1.00[9]。在压实土壤时，为了使整个工程更加牢固，可以采取震动填沟的方式，以免当水流流速，导致水轮机无法将水流动能全部吸收，进而冲毁尾水池周边的土壤，导致整个工程的损坏。

2 修复工程管理策略

2.1 做好前期准备工作

水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程是以修复维护尾水渠为目的一项工程建设，由于水电站功能的特殊性，该工程建设可以作为一个地区重要的建设项目，因此该工程在建设过程中需要具备相当程度上的科学性。这种科学性需要在前期准备阶段就明确为项目的核心思想，各单位管理人员都需要在规定的标准之上更加认真细致地做好选址与勘察工作[10]。将当地的水文资料与气候天气作为变量，通过一定的方式模拟出工程的操作过程，提出详细完整且具备可行性的工程实施方案。在有条件的前提下，可以将经济问题也纳入到工程模拟的体系中，融合当地的经济和文化，从客观的角度将水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程作为一项能够拉动经济增长的双赢工程。此外还需要在设计完成之后找到具备施工能力且信誉度较高的施工单位，以保证水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程能够得到良好的效果。

2.2 强化施工监察

想要实现施工与设计的吻合，就需要确保施工单位的良好信誉，并且需要由投资方与施工方反复进行协商与讨论，确保整个工程的施工方向与施工计划不出现较大的差错。将施工计划送交相关的资格审查部门，经审核确保整个施工计划的切实可行[11]。还需要加强双方之间的交流与管理，将所有需要合作的部分全部放入合同中，一一列举施工计划的各项要求。且投资方的管理者可以将这些施工要求全部设置成规章制度，放入到整个施工体系中，确保施工的正常运行以及工作人员的人身安全，还能有效保障具体的施工与设计相吻合。水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程的各个方面都需要具体的监察，以确保施工进度以及施工方向的良好运行。还需要从宣传的角度告诫施工人员水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程对该地区的重要性以及合理监察的必要性。

2.3 建立高素质施工监察团队

由于水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程过程漫长，同时空间跨度也比较大，因此需要建设一个具备极高素养的监察团队。首先，作为水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程的总监理，需要不断提升自身的知识素养，学习水渠修复相关的土木知识，并在实践中提升自身的专业水平。然后还需要建设一个能够大范围严格贯彻施工要求与规章制度的监察团队，作为详细工作的监理人员。这些监理人员同样需要一定程度的专业素养，并在经过详细的培训之后，能够将所有施工工序熟记于心，以便能够在施工过程中指出错误，并规范施工人员错误的施工习惯，确保水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程能够达到最佳状态。

3 结束语

在对水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程进行施工的过程中，会存在很多相对较为复杂的问题。合格的水库泄洪闸尾水渠水毁修复工程管理需要将这些行之有效的施工方法全部记录下来，以便应用在日后的施工管理工作中。对于该项工程的资金和资源管理也需要做到合理规划，并结合当地的经济文化特点，尽量做到工程实施与经济提升的双赢局面。