水利水电工程中的水库加固施工管理探讨

王晓莉

摘要：水库作为拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，在农田灌溉用水、居民发电、防洪抗旱当中发挥着至关重要的作用。尤其在近十年来，我国的水库建设数量呈现出指数级上升态势，据统计数据表明，截至目前，我国的水库数量已经达到98000座以上，其中大型水库数量已经突破750座。但是，在这喜人数据的背后不得不看到，许多在用的水库由于年久失修，以至于抵御洪水灾害的能力逐步弱化，甚至一些水库面临着决堤和垮塌的风险，因此，这就需要采取一些行之有效的加固措施，来提高水库的灾害防御能力，进而使水库的实际应用价值得到切实体现。本文将针对水利水电工程中的水库加固施工管理存在的问题以及采取有效措施展开全面论述。

关键词：水利水电;水库;加固施工;有效管理措施

水库在保证农业灌溉用水和抵御洪水等方面扮演着重要角色，一旦水库出现险情，或者水库的部分使用功能丧失，将给当地的农业生产活动造成巨大打击。因此，随着水库数量的逐年增长，水库的加固施工也在紧锣密鼓的进行当中。但是，受到管理机制、技术水平、思想观念、管理模式等因素的影响，水库加固施工管理工作也暴露出一些需要亟待解决的问题，这就需要施工单位应当从管理源头抓起，认真总结和汲取经验教训，以此提升施工管理水平，进而为水库各项功能的正常发挥提供坚实保障。

1 水库的常见病害与风险

1.1 防洪设计不满足标准要求

防洪御险是水库所具备的一项基本功能，而在水库设计阶段，由于设计人员个人专业能力有限，加之在前期勘查工作中，收集的水库所在地的地质信息、气象信息、水文信息资料不全，以至于水库防洪能力与标准要求相差甚远。当雨季来到以后，随着雨量的增加，水库本身抵御暴雨侵蚀的能力大打折扣，进而引发溃坝等事故，这就给当地的农业生产以及居民的人身安全构成直接威胁。

1.2 基础失稳，抗震能力差

影响水库稳定性的一个关键指标是水库本身的抗震能力较差，一旦发生地震灾害，水库坝体的局部区域将出现大面积的裂缝现象，进而给水库的稳定性造成严重影响。另外，在水库修建过程中，由于施工队伍专业能力欠缺，导致水库坝体的局部应力远远超出坝体材料的允许强度，在这种情况下，水库坝体发生裂缝与垮塌的风险也将陡然上升[1]。

1.3 抗渗性能差

影响水库抗渗性能的主要原因是填充材料质量不过关，或者施工单位的主观人为失误所致。比如在大坝基础施工过程中，由于施工单位选用填充材料与施工方案中规定的材料严重不符，同时，在碾压施工时，压实度也无法满足施工标准，使得大坝基础的稳定性受到嚴重影响，并且局部区域也将出现大面积裂缝，这就使水库的抗渗性能大幅下降。

1.4 年久失修，建筑物老化

水利水电工程始终处于持续运转状态，这就加快了水库坝体以及水工建筑物的老化速度，尤其对于农业水利水电工程来说，当工程交付使用以后，后续维护保养工作主要由当地乡政府与村委会负责，但是，由于缺少维护资金，导致一些水库附属设施的使用功能大受影响。比如管道老化、淤堵、断裂、漏水等现象频繁发生，这就给水库运行埋下了重大的安全隐患。

2 水利水电工程中水库加固施工管理存在的问题

2.1 前期基础资料缺失

水库加固施工管理不仅仅需要对施工现场的施工质量与安全进行有效控制与管理，同时，也需要大量参考资料的支持，比如水库所在区域的水文资料、气象资料、地质资料、周边建筑物资料、交通状况资料等。但是，部分施工单位往往将关注焦点集中在工程进度与经济效益上面，进而忽略了前期基础资料的重要性，以至于在后续施工过程中，由于缺少当地的水文与地质资料，使得水库的各项加固指标与施工标准相差甚远，这不仅给水库运行的安全性与稳定性造成严重影响，同时，也给施工单位造成巨大的经济损失。以当地的地下水位资料为例，由于施工单位对当地的地下水位情况不甚了解，进而在施工过程中，选用了常规的加固方法，当施工结束以后，受到地下水的侵蚀，水库坝体的局部区域开始出现沉降现象，在这种情况下，施工单位只有采取返工与返修的方式对水库坝体重新予以加固处理，这就耗费了大量的人力资源成本与时间成本。

2.2 施工技术水平受限

水库加固施工具有较强的专业性，而且涉及到的加固技术类型呈现出多样化特点，但是，由于施工单位的技术人员在施工经验、专业技术等方面严重欠缺，加之投入的机械设备老化，应用的技术类型落后，导致在施工过程中频繁出现质量与安全事故。比如在水库加固施工时，技术人员忽略了边施工、边观测水库水位的重要性，以至于在大坝加固后，未及时对水库中的蓄水量进行合理调度，当水库水位突然上升为高水位时，加固后的大坝难以在短时间内适应高水位的冲蚀，使得大坝再一次出现溃坝现象，进而给周边群众的生命财产安全构成严重威胁[2]。

2.3 加固设计环节薄弱

在加固施工前期，设计人员需要根据水库的运行状况以及加固部位进行现场勘查，以获取更为精准的数据，进而编制一套切实可行的加固方案。但是，由于施工单位过度追求施工进度，导致设计单位在未收集相关有效资料的情况下，便确定了加固方案的内容，一旦水库加固进入到施工阶段，由于加固技术选择有误，或者设计图纸存在诸多设计缺陷，使得水库的加固效果差强人意。当加固施工结束以后，水库的正常运行也受到严重影响。

2.4 重施工，轻维护

当前，水库坝体裂缝与渗漏已成为水库的一种常见病害，而这一病害是经过长期水体侵蚀所致，虽然施工单位对裂缝与渗漏部位采取了加固措施，但是，在加固施工结束以后，却忽略了后续水库维护与保养工作的重要性，以至于小问题慢慢演化成为大事故。比如以农业水利水电工程中的水型水库为例，由于施工单位疏于对下游排水管网以及反滤料等设施的维护，导致排水管网出现堵塞现象，在这种情况下，大坝的浸润线直线上升，进而引发坝体渗漏。

3 提升水库加固施工管理质量的有效措施

3.1 做好充足的事前准备工作

在加固施工开始之前，施工单位应对加固方案进行广泛研讨和分析，并指派专业技术人员负责对水库所在区域的水文地质条件进行调查和了解，通过与当地水文气象部门、地质部门的沟通和交流，获取水文、气象、地质信息的第一手资料。然后对加固方案内容进行优化与调整，以提高方案的可行性。另外，在选择加固技术类型时，施工单位应当根据水库病害部位的类型以及实际运行状况，遵循“优中选优”的原则，来确定加固施工方案的内容，最后与监理单位、建设单位就方案的合理性进行有效沟通，以保证后续加固施工能够顺利进行。

3.2 健全施工管理体系

保证施工质量，提高施工管理绩效的前提条件是需要一个科学完善的施工管理体系的支撑，因此，施工单位在加固项目实施之前，应当由项目经理牵头，负责组建一个水库加固施工管理机构（如图1所示），并明确每一个岗位的工作职责权限。首先项目经理负责对施工全过程实施有效控制与管理，项目技术负责人专门负责施工技术的选择与操作规范的现场指导，质检部门负责对加固施工质量进行检查与监督。材料人员负责对采购相关的施工材料，并对材料质量负全责，施工作业队与施工班组负责具体的施工任务，并在技术人员与管理人员的统一调度与指挥下开展施工活动[3]。

3.3 水库大坝加固管理措施

大坝是水库当中极为重要的水工建筑物，在抵御洪水侵蚀方面发挥着至关重要的作用。因此，在对水库大坝进行加固施工时，施工单位应当注意以下问题：第一，技术人员事先应当准确计算出水库大坝的泄洪能力、放冲能力，并对这些数据进行统一记录，进而为加固方案的编制提供有力的参考数据。第二，对关键部位与工序进行严格审查，比如坝体的边墙结构、主要控制段、泄槽底板等位置，当准确获取这些部位的运行数据以后，来确定最后的加固方案。第三，加固方案的实时调整。在施工过程中，由于常常出现一些突发事件，以至于现行的加固方案与实际情况出现冲突，为了切实解决这一问题，施工单位应当及时对方案内容进行优化和调整，以保证水库的泄洪能力能够满足设计标准要求。

3.4 水库抗震加固管理措施

由于水库在设计过程中，设计人员忽略了水库的抗震性能，以至于部分水库在使用过程中受到地震的影响，水库的坝体、坝基等部位严重失稳，甚至发生了严重的垮塌事故。针对这种情况，施工单位在加固施工开始之前，应当对地震震级以及地震烈度等参数进行分析，然后结合地震反应谱的特征编制一套科学合理的抗震加固措施。同时，需要着重做好以下几方面工作：第一，结合地震震级与烈度适当加高的水库坝顶的高度，并延缓坝坡的坡度，以此来提高水库大坝的整体稳定性。第二，科学选择护坡材料，尤其对抗震性能相对较差的坝顶位置来说，尽量选择一些强度较高的材料，比如水泥砌石，这种材料既可以增强坝顶的稳定性，也可以起到美化护坡的作用。

4 水库加固施工技术

4.1 高压喷射灌浆技术

高压喷射灌浆是水库坝基加固施工中一种常用技术类型，这种技术主要利用高压泥浆泵，通过安装在喷杆端的喷嘴，向地下土体高压喷射固化浆液，进而使浆液与土体形成一个坚固的凝结体，这样能够使坝基的稳定性得到大幅提升。该技术常用的浆液类型主要包括三种，即普通型漿液、速凝-早强型浆液以及高强型浆液，普通型浆液的主要材料是普通硅酸盐水泥，并且不添加任何外掺剂，在拌合时，水灰比通常为0.8：1—1.5—1，应用这种材料，固结体的最大强度值能够达到20Mpa左右。速凝-早强型浆液主要是在水泥浆当中加入氯化钙、三乙醇胺等早强剂，以掺入2%的氯化钙浆液为例，固结体的抗压强度能够保持在1.6Mpa左右，如果将氯化钙的掺入量提升至4%，那么固结体的强度值也将上升至2.4Mpa左右。 而高强型浆液，一般是选择高标号的水泥作为主要原料，或者在水泥当中添加水玻璃、无机盐扩散剂等，应用这种材料，固结体的抗压强度能够达到20Mpa以上[4]。

4.2 深层搅拌加固技术

深层搅拌加固技术也称之为水泥土加固法，这种方法主要将水泥作为固化剂，在施工过程中，利用深层搅拌机械，在水库坝底将软土层与水泥浆液进行强制搅拌，使二者之间通过固化反应而形成一个坚固的整体结构，因此，利用这种加固技术能够大幅提升软土层的抗压强度，使软土层的防渗性得到有效改善。该技术的加固原理是在搅拌机械的作用下，软土层与水泥浆液能够发生一系列物理与化学反应，在这反应过程中，软土层中的含水率大幅降低，土层散状颗粒的粘结力大大增加，进而对软土产生固化与硬结作用。目前，深层搅拌桩主要包括成柱状、壁状、块状三种类型，在水库加固施工中，多采用壁状式搅拌桩，因为这种搅拌状防渗加固性较好，利用壁状加固桩可以在被加固部位形成一道坚固的水泥土挡墙，这就相当于给水库大坝设置了一道隔水帷幕，进而使水库大坝的抗渗漏能力得到大幅提升。与其它坝基加固技术相比，深层搅拌加固技术具有加固效果好、施工速度快、投入成本低、加固方式灵活等特点。比如截面积为0.71m的深层搅拌桩，造价约为100元左右，如果按照成墙厚度0.22m计算，那么成墙造价约为70元/m，与混凝土墙截渗、垂直铺塑截渗、高喷水泥土墙截渗技术相比，能够节省大量的施工投入资金，因此，深层搅拌加固技术在水库加固施工中得到普遍推广和应用。

4.3 水库堤身填筑加固技术

在对水库堤身进行加固施工时，首先应当清除堤身表层的腐殖土、杂填土以及多余杂物，并利用压实机械对进堤基进行碾压作业，在清基过程中，清基范围应当超出设计边线50cm的距离。如果堤身所在位置有房基、孔洞或者建筑基础，应当彻底予以清除，技术人员需要对清除效果进行检查。在填筑土料时，应当按水平分层向上铺土填筑，不得顺坡填筑，在对堤身边坡进行铺土作业时，如果超出设计边线，那么，应当预留出一部分余量，采用人工铺筑的方式，需要预留10cm的余量，采用机械铺筑的方式，需要预留30cm的余量。在压实作业当中，碾压机械的行走方向应当始终与堤轴线平行，切忌垂直堤轴线碾压。如果采取分段分片碾压方式时，应当合理控制相邻两个工作面碾迹的搭接宽度，一般情况下，平行堤轴线方向，搭接宽度不得小于0.5m，垂直堤轴线方向，搭接宽度应当介于3～5m之间。在夯实阶段，可以利用夯实机械实行分段、分片夯实，夯迹搭接宽度不得超过10cm。

5 结语

水库加固施工管理水平的高低与水库的各项功能是否能够正常使用存在着必然联系，因此，为了最大限度的降低各类灾害与安全事故的发生概率，施工单位应当进一步加大对施工全过程的控制与管理力度，一方面通过完善内部组织机构与内控机制，来构建一个科学的施工管理体系。另一方面，在加固施工过程中，应当积极应用新技术、新工艺、新材料，在保证水库加固效果的前提下，延长水库的使用寿命。

参考文献

[1] 欧阳钊.水库大坝除险加固施工安全管理问题分析[J].四川建材，2021，47（7）：215-216.

[2] 马洲.水库加固工程施工管理研究[A].2020年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].2020：195-196.

[3] 施正协.小型水库除险加固工程的施工管理分析与研究[J].珠江水运，2020（1）：82-83.

[4] 董凌伯.水利水电工程中的水库加固施工管理研究[J].绿色环保建材，2019（11）：232，235.