白水礤下游水库除险加固措施

邓厚展

（韶关龙源建设工程有限公司，广东 韶关 512026）

0 前言

水利工程项目在中国经济社会发展中发挥着不容忽视的作用，是推动社会稳定健康发展的基础设施。而中国很多水库尤其是中小型水库的建设时间较长，受设计、技术和材料等因素的影响，不少水库在运行中都暴露出很多缺陷和病害，如渗漏、沉降、开裂等，严重威胁着水库的运行安全。对此，地方政府部门需要做好水库除险加固工作，延长水库的使用寿命，将其所具备的经济效益、社会效益以及环境效益充分发挥出来。

1 水库运行中存在的问题

新丰县白水礤下游水库位于东江水系，发挥着蓄洪泄洪的调节作用，水库的建设给当地气候变化带来了一定影响。在水库运行中，因为自然、水库设计标准等因素的影响，出现了一些问题，导致了水库防洪性能的下降。其中比较典型有：一是水库大坝设计标准偏低，坝体厚度不足，加上雨水及河水的冲刷，坝体不少区域都出现了开裂的问题，严重影响了大坝的稳定性和使用安全；二是溢洪道、底涵以及斜涵区域淤泥沉积严重，很多地方都存在有破损、沉陷、断裂的情况；三是水库本身的安全运行标准偏低，并不能很好地满足新的防洪要求。对此，地方政府部门决定对水库进行相应的除险加固工作。

2 除险加固措施

2.1 做好河道清淤

河道淤泥的堆积会导致河流水位上涨，增加洪水对水库大坝的威胁，因此，在对水库进行除险加固的过程中，必须做好河道清淤工作。以闻韶河为例，其清淤段的基本情况如表1所示。

表1 闻韶河清淤段概况表

实际操作中，需要先对施工河道进行勘查，明确淤泥程度，确定工程量，然后同时按批施工。结合该河流的具体情况，使用袋装砂土在起点和终点桩号位置叠筑围堰，迎水面铺设彩条布防渗，使用袋装砂土压盖，确保叠筑排列整齐密实，围堰顶部的宽度为0.60 m，两侧边坡比为1∶0.75，高出正常水位0.50～1.00 m。围堰叠筑完成后，使用Φ120 的水泵进行24 h 不间断抽水，等到围堰内水抽干后，配合吸污泵将河道中表层淤泥吸入罐车，下部渣土则需要人工清理，运输到岸边临时堆放点，用渣土车运出。

2.2 提高防洪能力

现阶段，水库运行中存在最为明显的问题是：防洪能力不足，使得水库本身的蓄洪泄洪能力无法充分发挥出来，需要对其进行改善。结合水库的实际情况分析，可以增加大坝高度，也可以对溢洪道的结构进行优化，增加泄洪量，同时提高出口位置消能设备的功能，以减少泄洪对于下游可能产生的负面影响。最终在经过专家论证后，决定将两种技术措施混合使用，在切实提高水库防洪能力的同时，降低施工成本。

2.3 止水、伸缩缝施工

在对止水片进行安装前，需要做好相应的测绘工作，施工过程中则需要借助钢筋支架来对止水片进行固定，避免其出现相应的位移现象。若金属止水片的平整度不足或者存在有孔洞，施工人员需要先对其进行平整修复，如果无法修复则应该更换新的止水片，确认合格的情况下才能投入使用。止水片的衔接可以依照具体厚度进行合理分类，如果厚度相同，可以采用咬接法或者折叠搭接法进行连接，搭接长度不能小于20 mm，对于咬合搭接，需要在搭接位置采用双面焊接，保证搭接的牢固性。在施工过程中，需要做好所有预埋件的质量检测工作，确认合格后，可以在仓面上进行安装。预埋件施工必须严格依照设计图纸的要求进行，同时也需要进行必要的测量放线，以保证预埋件安装位置的精准性。可以通过焊接钢材的方式来对预埋件进行加固，确保在其他项目施工中不会引发预埋件的位移和破坏。

2.4 坝基渗漏处理

水库本身的建设时间较早，受当时技术、材料、工艺等因素的限制，坝体基础填筑施工的质量较差，压实度并不足以支持水库的长期稳定运行。而对水库大坝渗漏情况进行分析：多数都处于坝基覆盖层上部，覆盖层本身较高的渗透系数更是使其成了渗漏病害的多发部分。在针对坝基渗漏问题进行处理的过程中，需要就土层含水率进行提前测试，明确坝基土层的物理特性，若现场覆盖层的厚度不大，可以采用垂直渗透工艺来实现防渗处理。若坝基周围土层以粉细砂为主，同时厚度相对较小，则可以选择高压灌浆技术进行防渗。事实上，最近几年土工膜防渗施工技术在大坝防渗中同样得到了较为广泛的应用，也取得了比较理想的防渗效果，其能够结合坝基渗漏的实际情况，挖出相应的渗透缝，然后注入水泥浆进行加护，再于表面覆盖一层土工膜，提升防渗性能。

在除险加固工程中，部分区域需要对坝基进行重新填筑，土方的开挖相对简单，这里不再赘述，主要就石方爆破问题进行讨论。在石方爆破开挖过程中，采用自上而下分层开挖的方式，借助液压钻和潜孔钻进行钻孔，一些地形相对狭窄的区域则使用手风钻进行辅助。为了保证施工质量和安全，需要先整修出相应的施工平台，然后从上往下梯段光面爆破、在建基面主要采用光面爆破的形式，需要对爆破的范围进行严格控制，避免其对边坡稳定性产生影响。

平面布置：主爆孔孔距为3 m，排距2 m，梅花形布置。

药量计算：药量计算是爆破范围控制的关键所在，需要技术人员的高度重视。主爆破孔的药量计算公式为：

式中：q 为松动爆破单位炸药消耗量（0.40～0.50），kg/m3；a为炮孔间距，m；w为抵抗线，m；l为分层高度，m。

光爆孔炮孔间距a=（10～20）d（d 表示钻孔直径），取1.00～1.20 m（岩质软弱、裂隙发育者取小值）。线状密度Qx可以依照松动爆破药量公式计算，为：

式中：q 为松动爆破单耗，kg/m3；a 为光面爆破孔间距，m；W—光面爆破层厚度，m。

预裂孔一般炮孔间距a=（7～12）d（d 为钻孔直径），取0.80～1.00 m（岩质软弱、裂隙发育者取小值）。主要的爆破参数如表2所示。

表2 主要爆破参数表

2.5 优化砌体工程

结合水库除险加固工程的现实需求，施工单位需要对砌体工程中石料的类型进行明确，做好石料质量的严格把控，要求其具备较高的强度，同时表面没有裂缝的存在，受自然环境影响较小，抗压强度较高，可以满足过程的设计施工要求。实际施工过程中，需要做好几个方面的工作：一是必须切实保障砌体工程平面具备较好的平整性。在对砌体平面材料进行选择时，应该优先选择分布均匀且规格接近的材料，若面层本身的面积比较大，则需要对其进行二次修整，尽可能保证块石形状的一致性，对于一些棱角分明的块石，需要对其进行切削修整，满足需求后再投入使用。二是在完成池槽的开挖工作后，监理工程师需要对浆砌石进行验收，验收合格后，才能对后续环节进行施工，对于验收过程中发现的问题，需要督促施工人员及时进行处理，处理后再次验收，直至合格。砂浆搅拌可以通过拌和机完成，拌和机需要设置在砂浆制作场地的指定位置，尽可能缩短其与施工现场的距离，降低运输成本。三是在对浆砌石进行砌筑的过程中，可以采用铺浆法，先铺设一层砂浆，然后采用分层砌筑的方式，每一层砌筑时，都必须关注与下层的错缝量，确保内外衔接的紧密性。四是在铺筑施工开始前，需要做好对石料的养护工作，在石料表面洒水，保持其湿润，灰缝厚度应该控制在20～35 mm，若缝隙宽度较大，则需要对其进行适当填充。砌缝的施工需要严格依照相关规范的要求进行，平缝应该在15～20 mm，竖缝则应该在20～30 mm，所有砂浆缝必须具备良好的饱满度，石块密度也不能过大，勾缝自然。五是砌体施工需要能够满足相应的施工设计规范，做好对于截面偏差的控制，确保其不能超过30 mm。

2.6 完善管理机制

在完成除险加固工作后，还需要做好后续的运行维护工作，对除险加固的效果进行保持。从地方政府部门的角度，应该设置专门的水库管理部门，配备专业的技术人员和设施设备，结合水库的实际运行情况和管理需求，制定出切实可行的管理维护制度，对水库管护责任进行落实。对于部分电气设施严重老化、使用功能退化的水库，更是应该在除险加固的同时，对相应的设施设备进行维修或者更换，保证水库功能的有效发挥。水库管理部门和管理人员需要履行好自身职责，做好水库工程和相关设施设备的定期检查和维护，对于检查过程中发现的缺陷、隐患和问题，采取有效的措施进行处理，如果设备老化或者损坏严重，无法进行维修，则需要对其进行更新，避免影响水库的正常运行。

3 结语

总而言之，水库会因为设计、施工和运行维护等因素，出现相应的缺陷和问题，影响其功能的正常发挥，做好水库除险加固工作，可以有效排除水库运行中存在的安全隐患，确保水库功能的发挥。相关管理部门应该充分考虑水库的运行现状，从实际出发，设计合理的除险加固方案，借助先进的除险加固技术措施，提高水库的运行效能。不仅如此，在完成水库除险加固工作后，还必须做好对于水库的日常运维管理，配合定期的维修养护工作，延长水库的使用寿命，保障水库的运行安全。