水库工程除险加固施工措施

水库工程除险加固施工措施

作者：方伦惠

来源：《中国科技博览》2013年第35期

【摘 要】本文结合该水库工程除险加固及施工导流、施工措施进行了简要分析研究，以供类似工程参考、借鉴。

【关键词】水库工程 除险加固 施工措施

中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-095-01 1 工程简况

该水库最大库容为781.5万m3，属小（一）型水库，水库工程等别为Ⅳ等工程，拦河坝等主要永久性水工建筑物级别为4级。水库工程的设计洪水标准按4级水工建筑物的上限确定，采用50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。水库原有主要建筑物包括拦河坝、引水隧洞、电站厂房等。拦河坝为混合坝型，由浆砌石挡水坝段、溢流坝段、土坝段及连接段组成，总长309m。本次除险加固工程内容如下：拦河坝部分包括新建冲沙闸、溢流坝、土坝、浆砌石挡水坝、连接段；其他附属工程包括库区管理房、防汛抢险路。 2 施工导流措施 2.1导流标准

本工程导流建筑物为5级，考虑本次除险加固利用已有建筑物导流，确定本工程施工导流采用5年一遇标准。考虑尽可能减少发电损失，在枯水期施工，本工程施工导流采用5年一遇汛后期洪水，由水文站推算而来，设计洪峰流量为34.8m3/s。由于拦河坝没有放空设施，只能利用电站引水隧洞进行导流。水库电站全部机组满发额定流量34.2m3/s与上述5年一遇汛后期洪峰流量34.8m3/s相接近，根据水库2006～2008年枯水期月发电量推算枯水期流量都没有达到上述5年一遇汛后期洪峰流量，因此本工程在枯水期利用电站引水隧洞导流是可行的。 2.2导流方式和建筑物

施工进度安排在第一年汛后首先冲沙闸施工，由于拦河坝处没有放空设施，利用电站引水隧洞导流。根据2008年6月水库安全鉴定库区测量成果，引水隧洞进口前20m已淤积至208m高程，从拦河坝前至引水隧洞进口之间的主河槽已淤至208m～209.5m高程，越往远处而越高，距隧洞进口130m处已达210m以上，在冲沙闸施工阶段，为使河水顺利导入电站引水隧洞，隧洞进口至主河槽之间进行清淤、开挖成底宽15m的沟槽，其底部高程在208～209.5m之间，利用开挖的清淤物修筑拦河围堰。结合施工及地形条件，拦河围堰从引水隧洞进口右侧半岛状岗地尖端开始至河左岸，长190m，堰顶高程212.5m，平均高度2m。拦河围

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堰堰顶宽3m，背水坡坡度1：2.0，迎水坡坡度1：2.5，在主河槽段50m范围内迎水坡面采用编织袋装砂石进行防护。考虑溢流坝结构安全，溢流堰面和上游防渗面板加固施工安排在第二年春季施工，第一年秋天随着冲沙闸缺口打开，溢流坝和冲沙闸前的淤积物经过几个月的排水，开挖将变得容易一些，开挖的淤积物运至溢流坝上游100m处作成围堰，其一端接于冲沙闸左边墩，另一端接于左岸岸坡，第二年春汛到来之时，可将电站引水隧洞进口处的拦河围堰局部挖开，将河水导引至冲沙闸通过，不造成溢流坝溢流而能正常施工。第二年8月底冲沙闸建成，溢流坝堰面处理结束，在汛期可关闭冲沙闸，水库蓄水，电站可满额发电，争取更多效益。

3、 施工方法 3.1冲沙闸施工

水库拦河坝没有放空和冲沙设施，本次除险加固增设冲沙闸。位于溢流坝左端桩号0+288.00～0+296.00，将原有溢流坝开挖出一个缺口，宽8m，建造冲沙闸，其闸底板高程204.00m，建基面高程203.00m，冲沙闸基础仍为原溢流坝保留部分。为确保冲沙闸右侧挡水坝段浆砌石、左侧溢流坝段以及缺口底部的混凝土和浆砌石不受扰动，该缺口原有的混凝土和浆砌石拆除严禁使用火工材料爆破，采用手风钻钻孔，人工楔劈方法施工。混凝土碎块和浆砌石碎块人工装手推车推运至反弧段下游河道集中，再用1m3挖掘机装10t自卸汽车运走，运距1km。在凿除混凝土和浆砌石施工中，接近大坝廊道顶拱时。须采取安全措施，防止突然坍塌致使操作人员、设备掉进廊道之中。由于右岸上坝道路坡度陡、路面狭窄，运输困难，冲沙闸混凝土使用设置于左岸临时设施区内的0.8m3搅拌机拌制，1t机动翻斗车运至工作面附 近转混凝土泵入仓。冲沙闸闸墩、启闭平台等混凝土大部分使用标准平面钢模板，在闸墩墩头等曲面部分使用木模板，反弧段使用滑模。

冲沙闸上游清淤在闸门形成后进行，使用1m3挖掘机挖装10t自卸汽车从冲沙闸孔洞通过运出库外，运距1km。冲沙闸上游右岸岸坡石方开挖使用手风钻钻孔，火工材料爆破，挖装机具与清淤相同。 3.2溢流坝加固施工 （1）溢流堰面

溢流坝自建成以来经多年运行，溢流堰面冻融破坏严重，表层混凝土普遍发生剥蚀、钢筋多处露出并锈蚀、堰面多處裂缝产生渗漏、本次除险加固处理为凿旧补新施工方案。溢流堰面施工方法为：首先使用风镐自上而下凿除表面已剥蚀的混凝土，厚度约100～150mm，露出钢筋网，再用电焊机割除，其余的混凝土再用风钻水平钻孔、人工楔劈，在人工凿除过程中严禁使用火工材料爆破。凿除的混凝土碎块人工翻渣下落至反弧段集中再用1m3挖掘机装10t自卸汽车运至指定地点。为使新浇混凝土与原坝体结合良好，在修凿好的坝面上使用手风钻钻孔进

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行锚杆施工。新浇混凝土使用左岸临时设施区的0.8m3搅拌机拌制，转混凝土泵入仓。溢流堰面和反弧段使用滑动模板，由于面积较大可考虑专门制作一套滑动模板以满足工程进度需要。 （2）上游防渗面板

上游防渗面板加固施工，首先进行溢流坝前淤积物开挖，随着冲沙闸缺口开通，坝前淤积物经过几个月排水，开挖将变得容易一些。溢流坝前清淤使用1m3挖掘机装10t自卸汽车运至溢流坝上游100m处作成围堰，在汛前期保护上游防渗面板加固施工作业面正常工作，汛 前期洪水从冲沙闸通过。上游防渗面板在高程207.0～211.22m水位变化区附近的混凝土存在一定的冻融剥蚀现象，本次加固对207.0m高程以上的混凝土拆除重建，施工方法与溢流堰面相同。上游防渗面板207m高程以下渗水裂缝加固处理：1）对于缝宽δ （3）坝体渗漏

坝体渗漏采用水泥灌浆处理分成两部分进行，其一灌浆位置在堰顶，钻灌浆孔为单排，使用150型地质钻机钻孔，孔径Φ75mm，孔距2m，采用静压灌浆，灌浆材料为水泥沙浆，配比为水泥：风积沙=1：3～1：5，其二在大坝廊道内，使用手风钻向上游钻斜孔，钻孔直径Φ38～42mm，孔距2m，钻孔高程分别为203.22m和201.62m，斜孔孔底要求深入混凝土面板内0.5m。

3.3土坝加固施工

本次除险加固工程对土坝上游护坡进行局部翻修，拆除局部不合格护坡，再新建30cm厚块石护坡及护脚，护坡下设20cm厚的碎石垫层及20cm厚砂砾垫层，翻修护坡工作全部使用人工进行，所用砂、碎石和块石等材料全部外购解决。下游坝坡加厚放缓所用填筑料利用大坝下游3～4km处大伙房水库输水一期工程出口的弃渣，该石渣使用1m3挖掘机装10t自卸汽车运至土坝下游坝坡由低逐高填筑，74kW推土机摊平兼压实，2.8kW蛙式夯实机补夯，坝面经修坡后再用10t斜坡振动碾压实。由于水库库区内淤积物粉砂含量较多，严禁在土坝加固中使用。土坝上游护坡采用人工砌筑、填缝、找平，所用块石、砂砾料等材料皆从附近料场购买。 4、结束语

本文在说明水库除险加固工程概况的基础上，重点分析了工程施工导流的导流标准、导流方式和建筑物，以及冲沙闸、溢流坝、土坝、浆砌石、挡水坝及连接段的施工方法。