小型水库除险加固工程水工建筑物探讨

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摘要：土官镇的水利工程大部分修建于上个世纪六、七十年代，历经数十年的运行，许多工程年久失修。近年来，土官镇对辖区内2座小（一）型水库，7座小（二）型水库，分别进行了除险加固，以海田村委会海田小（二）型病险水库除险加固工程、寨脚村委会的芦差冲小（二）型病险水库除险加固工程为例，介绍在施工过程中不同的水工建筑物在不同的地基基础上施工工艺和现场处理措施。

关键词：水利工程；地基处理措施；除险加固；小型水库

小型水利工程是农村人民群众生产生活的重要设施,对维护地方经济社会的发展有着重要的作用。土官镇云南省楚雄州禄丰市下属的一个乡镇，多处于山区、半山区。土官镇的水利工程大部分修建于上个世纪六、七十年代，历经数十年的运行，许多工程年久失修。近年来，中央投入大量的资金，不断加大对小（二）型病险水库的治理，小型病险水库除险加固项目实施后，可消除水库安全隐患，新增供水保障人口，为保障当地人畜饮水、工农业用水奠定坚实基础，显著提高当地抗旱减灾能力。近年来，土官镇高度重视小（二）型水库除险加固工程，层层落实了责任制，全力把病险水库除险加固这项德政工程、民心工程抓紧、抓实。土官镇于2013年以来，逐步对全镇9个小（二）型水库，实施小（二）型病险水库除险加固工程。以海田村委会海田小（二）型病险水库除险加固工程、寨脚村委会的芦差冲小（二）型病险水库除险加固工程为例，介绍在施工过程中不同的水工建筑物在不同的地基基础上施工工艺和现场处理措施。以海田村委会海田小（二）型病险水库除险加固工程、寨脚村委会的芦差冲小（二）型病险水库除险加固工程为例，介绍在施工过程中不同的水工建筑物在不同的地基基础上施工工艺和现场处理措施。

1除险加固工程设计

1.1海田水库除险加固工程设计

海田水库位于云南省楚雄州禄丰市的北部，距禄丰城46km，水库坝址处属于长江流域金沙江水系普度河螳螂江支流，控制径流面积3.13km2。主河道长3.36km，河床平均坡降87.76‰。坝顶高程1 962.95m，水库总库容35.36×104m3，正常库容17.06×104m3，植被尚密［1］。对大坝上游坝坡进行整形，下游坝坡进行培厚及护坡处理，新建排水体，增加坝面排水［2］。具体措施是：1）海田大坝的加固主要是保持原坝顶高程，坝顶上游侧设防浪墙，下游侧设路缘石。上下游坝坡进行坝坡整形及护坡处理，戗台内侧设置排水沟，下游坝坡与岸坡结合部设置排水沟；坝脚新建排水体。2）拆除原溢洪道，在坝右新建溢洪道，对溢洪道进行全断面衬砌，以满足泄洪要求。3）拆除原输水涵洞，在原输水涵洞位置明挖输水涵洞，新建输水涵洞进口启闭塔和工作桥，输水涵洞设1扇工作闸门（0.8m×0.8m铸铁闸门1套）及相应的手动启闭机（LG－10t），以满足灌溉要求。4）大坝设置观测项目为：变形观测、渗流观测、裂缝观测。5）拟新建50m2管理房，同时完善水文、气象观测设施，以利水库管理工作能够正常进行。

1.2芦差冲水库除险加固工程设计

芦差冲水库位于云南省楚雄州禄丰市的东南部，距禄丰城36km，水库坝址处属于长江流域金沙江水系普度河螳螂江支流，控制径流面积0.8km2，主河道长0.98km，主河道平均比降94.73‰。坝顶高程1 924.90m，水库总库容14.48×104m3，正常库容11.54×104m3［3］。1）芦差冲大坝的加固主要是恢复坝顶高程，坝轴线不变，坝顶宽调整为3m。最大坝高为15m，坝顶长度164.1m。下游坝坡削坡处理，上下游坝坡进行护坡处理，戗台内侧设置排水沟，下游坝坡与岸坡结合部设置排水沟，坝脚新建贴坡排水体［4］。2）溢洪道位于左岸山坡与坝体结合部，全长22.95m，溢洪道的加固方案是在原溢洪道位置新建溢洪道。3）输水涵洞位于坝体中部，长57.1m。4）设置观测坝面位移的位移标点，共6组。5）新建1层砖混管理房，共3间。

2启闭塔基础处理措施

2.1海田水库启闭塔基础处理措施

根据以上设计，海田水库施工方于对海田水库和芦差冲水库的实地勘测，2015年11月开始陆续放水，在距启闭塔基础前方7m处，装砂包打围堰，准备施工。在勘探、设计过程中，库水位比输水涵洞进口高，部分上游坝坡及坝基处于淹没范围，工程地质条件未能勘察，库水放干时，按照设计各水利工程的轴线放线后，发现整个启闭塔的基础处于淤泥中，挖机也下不去开挖，经过反复商讨，先用挖机搬运毛石垫路，直到可以够得着开挖基础再开挖。在开挖启闭塔基础时，先由挖机在距启闭塔基础一侧挖1个集水坑，使积水汇集在坑中，再开挖启闭塔基础，同时用抽水机抽水，因为完全处于淤泥中，挖机开挖后，周围的淤泥又回填回来，挖机挖了1d，基本挖出了1个长约5m，宽约5m，深约3m的深坑，照这样挖下去，也挖不到硬基，经施工方技术负责人、现场监理及建设方现场代表商讨，请设计公司更改图纸，使启闭塔的基础尽量座落在硬基上，即使基础向上游坝南靠近。设计公司人员到现场进行测试，先用直径尖端0.6m、末端0.1m的4棵活沙老树用挖机斗垂直打下去，挖机斗基本不费什么力桩头就完全打入，再改用5m长桩打，也轻松打入，最后用7m长的活桉树桩打，在打入约6m时，用挖机斗使力拍打，桩头已被打烂，站在周围的人明显感觉到拍打时大地的震动，经用同样的桩在基坑底四周测试4次，4棵桩头七高八低露在外头1.2～1.8m。经设计公司负责人现场决定，对启闭塔基础采用打桩基础，在设计尺寸长6.1m宽6.1m范围内每边再扩大0.5m，即在长6.6m宽6.6m的底盘上，按横纵间距0.5m打入长7m、尖端直径0.1m的活桉树桩。经过施工人员2d的艰苦奋战，共打入了85棵这样的桉树桩，对露出的桩头人工锯掉后，再次打入基础。在这个桩基础上，又用挖机抛入大块毛石，抛入1层后用挖机斗捣筑，并在靠近迎水面设1个集水坑，用抽水机抽水，一边抛石一边灌入M7.5水泥砂浆，直至到设计M7.5浆砌石高程1 957.11m处，用砂灰抹平。

2.2芦差冲水库启闭塔基础处理措施

在施工中，启闭塔基础位于山体的延伸处，经挖机把淤泥清除后再开挖，只挖下去1.5m就已到了较硬的基础。

3输水涵洞基础处理措施

3.1海田水库输水涵洞地基施工处理措施

在实际施工中存在因海田水库坝顶兼作公路，且距海田坝1.2km处有山阴冲石场长年开采情况，据统计每天过往大货车拉运砂石料约70辆左右，每辆货车载重不少于40t，故施工采取明槽开挖输水底涵。考虑到海田坝埂过往车辆的交通要求，在征得设计公司同意的情况下，坝轴线输水底涵前后5m（坝顶宽5m）作了变更。在开挖过程中，两岸边坡按1∶0.5放坡，因顺右边坡有不断且大量的渗水，导致开挖基底被泥浆浸泡，施工方采取措施，用挖机在一角落挖集水坝，使水汇集到低处，用挖机斗打水，同时开挖，开挖好以后，在标高控制下，铺垫毛石0.3m至0.55m，浇筑M7.5砂浆，抹平至控制标高。准备绑扎输水底涵底筋。考虑到海田坝顶兼作公路，且超重大货车较多，经建设方、监理方和施工方共同协商，坝顶路沿作变更，保护坝埂两边不受大车的碾压，现海田坝顶正准备混凝土路面硬化。

3.2芦差冲水库输水涵洞处理措施

拆除原输水涵洞进口段，新建进口段启闭塔和工作桥。输水涵洞设1扇工作闸门（0.8m×0.8m铸铁闸门1套）及相应的手动启闭机（LG－10t）。对原输水涵洞洞身段进行回填灌浆处理［5］。经挖机开挖后，包裹段地基与启闭塔地基土质承载力基本一致，故接新老涵洞的包裹段地基处理与启闭塔基础处理一致。

4上游坝坡护脚地基处理措施

4.1海田坝上游坝坡护脚基础处理措施

海田水库技施设计的上游坝坡护脚处已完全处于淤泥包围，挖机根本无法下去开挖或打桩，人工开挖也不可能，经设计方、建设方、监理方、施工方共同商讨，考虑到海田水库坝埂不高，根据现场情况调整上游坡比，使坝坡护脚基础能有效的施工［6］。

4.2芦差冲坝上游坝坡护脚基础处理措施

因芦差冲水库库水放干得较早，加之库底经过10+d的暴晒，库区余水通过人工埋管顺底涵自流，在开挖时，为控制深基沟边坡塌方，保障施工人员的安全，要求基础尽量开挖到原来硬底，例如开挖长3～5m，就先支砌1层厚1～1.5m的M7.5浆砌石。现场开挖时，基沟底不在同一水平面上，深浅不一，深的有2.7～3.2m，浅的有1.2～1.5m，通过施工人员的周密安排，整个长38.5m，宽1.2m，深在3.2～1.2m之间的内坡护脚用了1d的时间终于完工。有效地遏制了边坡的坍塌，特别是靠近上游坝坡面。

5经验总结

作为两座水库建设方的1名现场代表，通过从事水利工程施工的经历，逐渐掌握了一定的经验，特别是感受最深的是：1）水利工程都是与水打交道的，很多工程都是在水中施工，要等到库水放到一定的程度才知上游坝坡的情况，这时，也可能造成设计公司在勘测设计时的一些考虑不周到的地方，特别是一些重要的水工建筑物，例如启闭塔的基础、坝坡护脚基础、拦砂井基础等，均要求基础做到岩石上或挖到原来的硬基上，这些水工建筑物长年都是泡在水里的，故基础深度要根据实际情况适当调整。2）与水打交道，就要考虑到疏与堵的结合利用，水利工程施工宜疏不宜堵，在施工前，要查看近半个月的天气情况，库水要尽量地排，排到不自流为止，在放干库水后，人工铺排水管排除后续余水，最好近半个月必须尽量是晴天，凉晒坝底10d左右。3）根据放线情况，要考虑水工建筑物所在位置基础是否满足承载力要求，若不满足，需向设计公司汇报，并提出安全经济可行的方案，若实在没有合适的地点，必须在淤泥质的地基上建水工建筑物，特别是启闭塔和竖井基础，要慎重考虑基础的施工。因为在开挖时，挖机要想方设法的够着挖，挖机还要冒会陷进淤泥里的危险，开挖后，周围的淤泥又回填过来，反复开挖都没有什么效果，浪费机械台班，消耗了大量的人力物力。4）是无论是什么工程，充足的物质准备，合理的施工工序，高效的施工队伍，是工程得到安全、优质实施的保证。

6结语

近年来，土官镇加快推进农业产业化、新型工业化、城镇化“三化”进程，土官工业片区被列入省级禄丰工业园区，先后引进昆钢年产2×104t钛材、年产20×104t钢结构等重点项目入驻发展，辖区内各类工业企业达27户，产业工人达1 000+人。土官镇境内的两座小（一）型水库每年中央财政安排一定的维修养护基金，聘请管理人员对水库日常管理。但7座小（二）型水库由镇人民政府和受益的社区管理，加之土官工业片区被列入省级禄丰工业园区，特别是老鸦关水库受益区的大部分耕地都被征占，有4/5的农户不再种植水稻，没有耕地可种，改为种植玉米，加之镇财政财力有限，年青人都以打工为主，每年很难组织群众对水利工程投工投劳。小（二）型水库除险加固的资金来源主要是中央和省级为主，经过除险加固的水库无论从实用性，还是外观都得到大大的改善，实施前后对比，犹如给水库穿上了一件新衣服。水库的主要病险是解除了，相关管理制度也制定了，但缺乏必要的维修养护资金投入，经过几年运行，一些设施的维修养护如启闭机的丝杆上油保养、工作桥栏杆刷漆、管理房门窗维修、外坝坡排水沟清理，杂木树砍除等等，还需有专门的维修养护资金投入，才能确保经过除险加固的小（二）型水库运行良好。

参考文献：

［1］宋存经，井小雨.海田水库水库除险加固初设报告［R］.肇庆市水利水电勘测设计院（昆明分院），2013.

［2］宋存经，井小雨.海田水库水库除险加固技施设计图集［R］.肇庆市水利水电勘测设计院（昆明分院），2013.

［3］宋存经，井小雨.芦差冲水库水库除险加固初设报告［R］.肇庆市水利水电测设计院（昆明分院），2013.

［4］宋存经，井小雨.芦差冲水库水库除险加固技施设计图集［R］.肇庆市水利水电测设计院（昆明分院），2013.

［5］DL/T5195-2004水工隧洞设计规范［S］.

［6］郭军，祁长雍，张燕霞，等.水工建筑物基础［M］.兰州：甘肃科学技术出版社，2012.

作者：杨绍琼 单位：楚雄州禄丰市土官镇水务服务中心