論水庫除險加固工程中大壩導流涵管封堵防滲處理措施
摘要：隨著水利工程建設的迅速發(fā)展，我國不少水庫的輸水涵管存在年久老化、滲漏嚴重等問題。由于其材料多為素混凝土、漿砌石和漿砌磚結(jié)構(gòu)的無壓涵管，重建放水設施,封堵舊涵管,消除“穿壩涵管”這一安全隱患成了人們的共識。以下文章對水庫除險加固大壩導流涵管封堵處理技術(shù)進行詳細的論述。
關(guān)鍵詞：水庫大壩,除險加固,導流涵管,封堵防滲
1 工程概況
某水庫總庫容1152萬 m3，大壩為均質(zhì)土壩，現(xiàn)狀壩軸線長114m，壩頂寬5m，壩下涵管位于大壩左側(cè)底部，進口底高程為175.0m，出口底高程174.4m，全長139.3m。涵管原設計為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑1m，現(xiàn)為管內(nèi)套鋼管加固，內(nèi)徑0.85m，鋼管壁厚8mm。管后設有一總蝴蝶閥，設計流量為2.4 m3/s。涵管基礎為砂巖夾薄層泥炭質(zhì)頁巖，涵管沉陷變形嚴重，存在的主要問題有：壩下涵管設計強度不足，基座設置不合理。涵管環(huán)向裂縫、蜂窩、漏水點遍及全管。內(nèi)襯鋼管銹蝕嚴重，銹蝕深度1～2mm;管內(nèi)裂縫處滲漏水現(xiàn)象明顯，滲水處可見鐵銹斑，滲漏嚴重。導流涵管管外壩體形成滲漏通道。
本次除險加固設計擬在壩軸線處開槽澆筑0.60m厚的混凝土防滲心墻;徹底封堵原壩下涵管。壩下涵管封堵結(jié)合大壩混凝土防滲心墻同時施工，見圖1。施工導流采用非汛期降低水庫水位至死水位，不再采用其他施工導流措施�！�
2 封堵方案選擇
2.1全斷面封堵
從進口段、出口段同時用混凝土封堵全斷面，并回填灌漿密實。該方案優(yōu)點在于施工工藝簡單，施工工期較短。缺點在于導流涵洞較長，工程量較大;封堵斷面小，不利于人員及機械進出，混凝土澆筑質(zhì)量難以保證;導流涵管管壁及管外壩體滲漏無法封堵，封堵效果不理想。
2.2 防滲墻封堵
利用液壓挖槽機強力破碎導流涵管，開挖深度超過導流涵管底高程2m，建造地下連續(xù)防滲墻封堵。該方案優(yōu)點在于全機械化操作，人為因素的影響較少。缺點在于導流涵管有鋼管內(nèi)襯，液壓挖槽機破碎效果及對液壓機鉆頭的損害難以估計;斷開涵管后，涵管內(nèi)兩端無法封堵，澆筑混凝土易發(fā)生管內(nèi)自由流動，但又無法全斷面封堵密實的局面，澆筑方量較大。
2.3 倒掛井封堵
自大壩頂部人工開挖倒掛井，至導流涵管位置后采用風鎬破碎導流涵管，繼續(xù)下挖至超過導流涵管底高程1m。導流涵管內(nèi)以倒掛井圓心為中心，上下游各3m處人工砌筑擋墻，擋墻到達一定強度后回填混凝土，并預埋灌漿管。倒掛井內(nèi)回填粘土，并回填灌漿密實。該方案優(yōu)點在于工作點明確，封堵效果有保證。缺點在于施工工期較長，施工工藝較復雜，機械化操作無法進行，主要施工過程通過人工完成，有一定的施工危險性，需注意加強施工安全措施。
3 封堵方案設計及施工要點
3.1 鉆孔位置的確定
由于水庫原始圖紙資料缺失，導流涵管的具體位置在圖紙上無法準確確定。施工過程中采用測量全站儀，經(jīng)測量核對，原壩下涵管位于砼防滲墻軸線樁號約0+045.4 處。
3.2 封堵具備條件
1、原壩下涵管一旦封堵完成，庫區(qū)水位必然上漲，所以封堵前大壩迎水面位于設計正常水位以下的部位必須完工。
2、原壩下涵管封堵后，水庫暫無泄水通道，汛期來臨時，在對原壩下涵管封堵前新建輸水隧洞必須具備通水條件。
3、原壩下涵管封堵施工有一定的風險性，封堵工作應有序、快速完成，封堵前應提前準備好必要的材料及設備，做好倒掛豎井內(nèi)的通風及抽排水工作。
3.3 封堵方案
壩下涵管封堵結(jié)合大壩混凝土防滲心墻同時施工，在混凝土心墻上游側(cè)由壩頂人工開挖倒掛井至涵管頂，倒掛井直徑1.80m，C15混凝土井壁厚度20cm，井深約28.0m;到達預定高程后，采用人工鑿除管壁混凝土，并切割鋼筋、內(nèi)襯鋼管，繼續(xù)開挖至基巖，并深入基巖1.0m;然后在井內(nèi)靠近帷幕灌漿線上預埋2根灌漿管，回填澆筑C15混凝土，并在混凝土防滲墻位置，涵管中線上下游各回填C15混凝土長3.0m，以堵塞庫水滲漏，確保封堵質(zhì)量。涵管封堵完成后采用粘土回填倒掛井并灌漿密實。
3.4 施工流程
(1)涵管頂部防滲墻澆筑。首先施工原壩下涵管兩邊的防滲墻至設計底高程，再利用液壓抓斗機的移動便利性對原壩下涵管頂部位進行施工，經(jīng)清孔驗收合格后進行水下混凝土澆筑(見圖2)�！�
(2)倒掛井開挖。待原壩下涵管封堵條件成熟后，沿壩下涵管軸線緊靠防滲墻上游面進行倒掛豎井開挖。倒掛豎井開挖直徑約1.8m，開挖深度至原壩下涵管頂部。倒掛豎井施工采用人工開挖，由上而下進行施工，施工時要做到邊開挖邊澆筑C20 砼支護，以防止坍塌。在進行倒掛豎井施工時，配備一臺3m3的空壓機、一臺鼓風機及一臺潛水泵，保持豎井內(nèi)的通風，對涵管內(nèi)滲水及時抽排。倒掛井開挖工期較長，現(xiàn)場進度用了兩個星期的時間。
(3)管壁鑿除及鋼筋切割。開挖至預定高程后，開始對防滲墻位置處的原涵管管壁砼鑿除及鋼筋切割工作。管壁砼鑿除采用風鎬配合人工進行施工，鑿除倒掛井筒段涵管。鋼筋采用氧氣割槍進行割斷。對涵管周邊防滲墻砼采用風鎬進行鑿毛，并清除碎渣，用清水清洗干凈直至滿足砼澆筑;對涵管底部巖體部分采用風鎬進行鑿除至設計高程。
(4)混凝土澆筑。在涵管內(nèi)防滲墻軸線上下游約 3.0m 的位置各立一道完整模板，在混凝土澆至原壩下涵管頂部時，在距防滲墻上下游60cm處立一道高出原涵管頂1.2m 的模板。用JZ-350 型攪拌機進行混凝土拌制，人工吊運混凝土至澆筑點進行澆筑，見圖3。
(5)粘土回填及回填灌漿。倒掛豎井內(nèi)連接段防滲墻施工結(jié)束 3 天后，清除積水雜物，再采用粘土分層回填夯實至原壩頂高程，在施工完成后，于老涵管封堵處增設一灌漿孔進行補充灌漿。
導流涵管封堵處理總工期約20天，其中主要工期是人工開挖倒掛井，約14天時間。
3.5 施工安全措施
由于倒掛井開挖深度大，井內(nèi)場地狹窄，回轉(zhuǎn)余地小，施工安全隱患大，為此，施工期間，加強施工安全防護措施尤其重要�，F(xiàn)場配置安全監(jiān)察員，對安全進行檢查、巡視，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時整改，整改達到要求再行施工;在井口周圍設置圍欄，以保證人員的安全及防止雜物滑入井內(nèi);控制施工進度，在襯砌混凝土達到一定強度后方能進行下步開挖作業(yè);井內(nèi)布置礦燈及通風設備，施工人員配置專業(yè)的防護裝置，如高強度安全帽、防護服等;經(jīng)常檢查井內(nèi)吊裝設備的完好性，以備在突發(fā)情況時能及時撤離，雨天停止井壁的開挖作業(yè)，以確保人員安全。
倒掛井內(nèi)水下施工用電時，務必隨時防漏電，設置必要的防漏電裝置;施工人員進出倒掛井時，應備保險繩，以增加意外情況發(fā)生時有安全保證;施工期間，在樁井周圍設置施工隔離帶，凡與施工無關(guān)人員嚴禁進入施工區(qū)，并設置施工區(qū)危險標志;設置樁井蓋或欄桿，當無人施工時，及時蓋上井蓋，確保人員安全。
參考文獻
[1]羅穎，周金春. 對黃草坪水庫灌漿封堵方案選擇的論證[J]. 中國西部科技 , 2008.
[2]吳樹鴻.壩下輸水涵管的封堵技術(shù)[J] .中國農(nóng)村水利水電，2009.
[3]傅忠友.樂清市鐘前水庫大壩導流涵管封堵處理[J] .浙江水利科技，2009.
[4]倪志祥.水庫穿壩涵管封堵淺議[J] .廣西水利水電，2008.
