水工建筑物维护方案和实施路径分析

李新武，魏玉高

（山东省调水工程运行维护中心棘洪滩水库管理站，山东 青岛 266111）

某水库每年向某市供水超过3亿m3，肩负着居民生活用水重任，其重要意义不言而喻。但由于水库大坝年代久远，未能及时科学地对其进行检修维护，使得建筑物出现腐蚀、老化、裂缝、渗漏等问题，造成建筑物的使用寿命严重缩短，同时带来诸多安全隐患。为了能按设计标准正常运行，同时保障居民供水安全，实施水库维护改造工程尤为重要。

1 工程概况

某水库位于山东省境内，于1989年竣工投入使用，2015年对大坝上游坝坡进行加固处理，累计完成M10浆砌石护坡32 359．18 m3，M10浆砌条石消浪坎1 849．49 m3，C30 混凝土板护坡 8 699．85 m3。2004 年 2月18日—3月28日，工程人员对泄水洞进行了防渗加固处理，主要包括混凝土缺陷区补强加固、洞壁裂缝修补、内壁防渗加固、伸缩缝渗漏处理、泄水闸闸门及门槽埋件采取除锈喷锌防腐处理、大坝与泄水洞接触灌浆。

库区按照地貌成因类型，可分为堆积-剥蚀平原区和潮汐-河口堆积平原区。

1.1 堆积-剥蚀平原

分布在河东地区，地面高程为5．00～9．00 m，倾向南西，地形略有起伏，呈珑岗地形，地面坡降为1/100～1/300，由洪积、沼泽积地层组成。在白垩纪末期，由于火山岩侵入活动，在中华埠-小胡埠村一带形成了微隆起的高地，形成了坝址区的最高地段。

1.2 潮汐-河口堆积平原区

主要分布在两岸及西部区，在河东北部也有零星分布。地形上为一洼地，是库区最低洼区，地面高程为2．00～4．00 m，地形平坦，微向南西倾斜，地面坡度为1/1 000～1/3 000，河两侧低洼区，常年积水，为一沿河带状分布的沼泽地。其他地区因地势平坦，地下水埋藏浅，排泄困难，雨季形成沼泽地。干旱季节地面盐碱化。该地区地层由潮汐-河口相复合沉积物组成。

2 水工建筑物存在的主要问题

2019年该水库被评定为二类坝，是一座以城市供水为主的大型平原水库，工程等别为Ⅱ等，其目前主要存在如下问题。

（1）上游坝坡下部干砌石厚度局部不满足设计要求，护坡石下反滤层结构不合理，护坡石局部存在塌陷、翘起和缺失。中部混凝土板护坡厚度满足设计要求，但2006年以前现浇混凝土板护坡未设排水孔；上部浆砌石护坡厚度满足设计要求。

（2）下游草皮护坡质量较差，局部坝坡存在雨淋冲沟；排水沟淤积严重，局部坍塌，勾缝砂浆强度低，局部空鼓、脱落。下游坝坡高低不平，局部坡比较陡。截渗沟内侧反滤结构不合理。

（3）围坝心墙、截水槽回填土料压实度偏低，局部坝段坝基岩体透水率偏大。

（4）入库泵站主厂房西墙南侧存在一条水平裂缝，长度为3．24 m。多年运行，裂缝长度未见延伸。

（5）输水洞启闭层左侧洞室闸门槽中间部位局部混凝土钢筋局部外露锈蚀；闸门后排气孔设置在检修层内。

3 制订维护方案和项目执行

对于每一年的汛期，都应对水工建筑物开展安全检查。根据水库2018—2021年调度运行资料，每月月初水位如图1所示，对可能存在的隐患开展探测，将该项工作变为常态化，以定期或者不定期的形式开展检查，与工程测量等措施进行全面结合，根据市场因素，围绕水利工程维护标准，由不同管理处进行全面维护规划，然后把汇总的方案逐级递交上去，待设计方案获得审批之后，再执行该项目[1]，对于规划和设计方案的执行，应结合有关流程，让干流管理局进行科学安排，全面贯彻公开公正等原则，在此基础上进行招标投标，根据我国招标投标法的有关要求进行，明确各单位在法律上需要办理的手续，然后将这些资料信息下发，确定有关现场监管人员，如让监理单位开展工程验收等工作。对于水工建筑物的不同项目，在具体执行过程中，都要求职能部门对各个环节的施工项目开展全面监督检查。为了确保专项工程的维护质量，应让专门人员开展监督，同时要求有关部门切实完成他们的职责，组织不定期的抽检工作，对履职工作中存在的异常情况，应第一时间让维护单位开展排除，对其进行全面整改。在施工准备过程中，对维护单位提出了一定的要求，在施工方进入具体的施工过程中之后，应一起开展维护及资料整理工作，等到项目建设完成之后，再对这些资料开展统一存档。

图1 水库月初水位历时图

4 维护规划方案中的隐患

4.1 现行维护方案不科学

干流管理局在成立之初就是为本流域水利工程建设提供服务，就目前来看，主要表现为上游9．50 m高程以下局部干砌石护坡厚度不满足设计要求（表1），因此必须加强该区域的维护改造工作。但由于水利管理单位起步时间比较晚，干流管理局在进行项目维护过程中常常会产生诸多的问题，因管理处缺少相对专业化的技术工作者，又因单位成立时间较晚，没有相应的经验，有关资料也比较少，这对维护规划及方案的制订造成了不良影响。制订实施方案时，有关工作者的任务是对存在的隐患问题开展汇总，对不同维护项目工程量开展科学估算，对所有项目花费的费用开展统计，除此之外，工作者还应找出项目损失很大的工程，将其当成专项维护项目。当年度设计方案制订结束，若是没有结合具体状况开展及时更新，将导致方案的实际执行存在一定的变动。因水利工程每一年出现问题的部位都是存在差异的，其问题情况还无法确定，这将导致维护单价出现一定变化，同时设计单位还不能提供时间保障，将无法满足上级部门设置的相关标准[2]。

表1 高程9.50 m以下护坡石破损统计

4.2 维护资料缺失

维护技术资料完整性是非常关键的，会对下一年规划方案设计造成较大影响。在项目进行施工前，都会对维护单位提出适当的要求，确定各阶段的技术资料，确保其保存良好，待工程施工完成之后，对这些资料进行汇总，并将其录入到系统中进行保存，对于维护管理制度，其中也存在明确的规定，但是实际管理及施工过程中，因存在很多不确定性因素，在进行资料整理时，极易产生各种各样的问题，特别是维护前后的对比，往往会产生声像及照片缺失等问题。此外，有关技术要求也不是非常明确，缺乏一定的可操作性，监督管理没有落实到位，现场检查过程中没有明确的记录，检查内容相对较少等。

4.3 专业工作者较少

基于水工建筑物的有序运行，应持续开展维护工作，利用日常养护保证结构的稳定性，确保其运行安全。然而，因专业技术工作者比较少，在进行日常检查工作时存在较大的难度，有关管理者数量较少，这都在一定程度上限制了维护管理机制的执行。由于技术工作者比较少，所以日常维护工作基本落实不到位。在这一过程中，为更好地应对管理机制及检查，常常会将日常养护工作当作阶段性项目，这样能有效应对突击检查，但是却并未进行其他的维护工作，这与日常养护有关要求存在差异，这样也没有必要开展日常养护工作。

5 关于水工建筑物维护的建议

5.1 完善队伍建设

尽管管理者及专业工作者数量较少，还是应强化对人才的培育，对目前的工作者开展科学调整，以此解决人资不足的问题。在人员配置方面，应围绕重要业务部门进行，充实业务部门，使其更好地应对巨大的业务量，除此之外，还应对人员培育质量加以重视，根据层次性原则，对管理者开展教育活动。实际进行培训时，应加强工作者对维护项目管理的了解，以便他们第一时间了解项目管理的知识及技能。在建设人员队伍过程中，也应对制度建设多加重视，强化制度及理论的宣传工作，保证各级单位员工具备科学的思想意识，对日常维护工作重要性形成准确的认知，促进维护机制的全面落实，对实际工作中遇到的一系列问题进行科学处理，优化管理工作的理念，借助现代化管理模式，促进水利工程标准化管理。

5.2 健全维修养护规划

对于该河的维护经费，现阶段早就开始按照统一支付方式完成，把维护经费算到部门预算中。完善的维护规划，应按照部门要求来制定，根据上一年度维护规划制定下一年度维护规划，在这一过程中提出了一定的要求，不同用水单位应合理安排专业技术工作者，让他们开展项目维护造价，实施现场调查工作，全面落实预测及预算编制工作，以此为前提，根据上中下游具体情况开展规划编制，其中应包含堤防维护及闸区维护等内容[3]。

对于一线岗位应该结合经费预算，合理制定维护方案，以保证能有效分配维修经费。按照工作要求，在制订方案期间，用水单位应该积极配合检查，成立技术团队一起研究水文状况及监测信息。为方案提供精准信息的同时，也应该进行实地走访，探测水文状况，将此当作根据判定是否要开展维护。并且，为进一步掌握地方水文情况，可合理添加水文侦测地点，基于实时收集流域变化状况，编制更精准的维护方案。对于一些水工建筑可能出现积水现象，应该设监测点着重关注，一旦水位偏高第一时间释放警报提示清淤处理。对于情况较佳的地点，建议通过水泵排水。若泥沙较多，建议采取明沟引水来清淤。在湿地，此方案有着较好的适用性，并且还能够组合应用井点排水法，在地面设长度为0．6 m、宽度为5 cm的井管，同时设置2 m滤管，借助收水设备及时清淤且开展引流[4]。

5.3 对日常维护方式进行科学调整

在日常维护巡查过程中，对存在的问题应第一时间进行上报处理，对巡查工作者而言，其劳动报酬一般都算在维护的企业中，根据人工工作量进行计算，构建实际的养护标准及周期，确保监管工作全面落实。在日常巡视期间要加以关注裂缝情况，一旦表面存在裂缝，应及时联系有关部门开展修复操作。针对建筑物裂缝较小的情形，建议实施低压注浆修复手段，采取措施如下：对表面进行清理，把注浆嘴和缝隙充分粘贴，且进行加固操作，在经过24 h后可实施修补。此维护举措只是针对0．2～0．3 mm之间的缝隙开展修补，在裂宽低于0．2 mm的情况下，也可实施表面覆盖手段来开展修复[5]。若裂缝很严重，建议进行开槽作业，把相关建材彻底混合，比如砂与水泥，嵌入凹槽内，最终通过砂浆对其开展密封操作。唯有对设计方案制定方式进行健全，才能有效确保维护规划及方案的科学性。当汛期结束之后，要求水利管理单位应按照日常及定期检查过程中存在的问题，让上级部门进行到现场开展复查工作，管理部门再安排专业工作者开展现场勘查及测量，结合现场勘查结果制订维护方案，对专项及日常维护工作进行有效划分。

6 结论

就目前水工建筑物来看，为解决水库安全隐患，保障水库安全运行，水库大坝能达到一类坝标准，能按设计标准正常运行，同时保障居民供水安全，实施水库改造工程是必要的，也是迫切的。按照专业化及制度化原则，构建科学的管理体系，编制有效的维护规划及方案，对维护过程开展全面控制，这样才能保证维护管理有效性，增加水利设施的使用寿命，促进国民经济持续发展，为其提供良好的保障。