中小型水库除险加固工程施工技术及质量控制研究

王晓卿

伊金霍洛旗水利事业发展中心

（内蒙古鄂尔多斯市）邮编：017200

 

摘要：国内众多中小型水库进入老化运行的阶段，病害频繁发生推动着除险加固工程不断地落地实施。本文对水库加固相关的理论以及规范进行了梳理，对现场施工过程中存在的质量隐患进行了剖析，围绕防渗修复、灌浆施工、监测体系提出了优化管控的手段。研究得到的成果能够充实土坝病害治理在实际操作方面的思路，为同类型的中小型水库加固项目落实全过程的质量管控提供具有可行性的参考依据。

关键词：中小型水库；除险加固；坝体渗漏；施工质量控制；安全监测

中小型水库属于区域防汛以及农业供水的核心设施。经过长时间的运行催生了渗漏、裂缝等结构病害，加固施工在质量方面存在问题直接对构筑物的长期安全产生影响。现有的施工管控方式仍然存在着不少的短板。文章结合工程现场的实际状况，对病害处置的技术方案进行了梳理，对适配的全过程质量管控路径进行了探索。

一、中小型水库除险加固工程所具备的理论基础以及技术规范

1.1水库险情的分类以及加固技术的原理

库区病害形态，可按照渗漏路径来做分级方面的划分。像坝体散浸、坝肩绕渗这类病害，会随着水力梯度产生变化而逐渐地对土体孔隙通道予以扩展。诸如土工膜防渗、高压旋喷灌浆等工艺，是通过阻断渗流通道来达成维持坝体稳定的目的。在现场巡查的时候，常常会发现水位涨落区间险情发展的速度差异十分显著，一线的施工人员需要结合水位动态去调整防渗施工的时机。

1.2现行的设计规范以及质量验收的标准

水利行业的标准划定了加固工程各项施工控制的阈值范围，碾压填筑土体的压实度、防渗体的渗透系数均设置了强制性的控制指标。钻芯取样的仪器能够直观地核验坝体填筑层施工的质量。现场验收不可以只依靠实验室检测得到的数据。外观缺陷、分层接缝潜藏的隐患同样需要纳入常态化核查的清单之中。^[1]

1.3全生命周期质量管理的理论

水库构筑物的安全状态随着运行时长持续地发生演变，质量管理的模式需要覆盖勘测设计、现场施工、后期运维所有阶段。自动化渗压监测装置能够持续地捕捉坝体内部孔隙水压力的变化情况。静态的完工验收无法长期保障水库运行的安全。动态跟踪监测体系可以提前捕捉各类潜在的风险。

二、中小型水库除险加固施工中常见质量问题分析

2.1坝体渗漏与结构裂缝处理中的工艺偏差

在进行防渗修补作业的时候，很容易出现标准化流程执行不到位问题，当对坝面裂缝开展开槽清理工作，其清理深度不足五厘米的情况之下，填充材料就很难与原本的土体达成紧密结合的状态；仅仅进行表层封堵操作，只能够处理用肉眼就能够看到的病害问题，而地下水持续不断地渗透，仍然会使得内部的裂隙出现拓宽现象。现场的管理人员需要对开槽基面清理所产生的效果进行逐层核验工作，只是进行简单的表面修补操作，无法将深层渗流通道阻断。

2.2灌浆工程与金属设备安装精度不足

帷幕灌浆工序很容易出现对于注浆压力管控缺乏动态调整的问题，在低速注浆的情况下，浆液扩散的范围很难达到设计预先设定的区间，地质钻机钻孔出现偏斜的情况，会直接造成防渗帷幕出现缺口。在进行闸门预埋件安装工作的时候，时常会忽视坝体沉降所带来的位置偏移问题，毫米级的安装误差不断累积，会对止水橡胶的密闭效果产生影响，现场安装工作需要预留出合理的微调空间，从而适应后期出现的变形情况。^[2]

2.3施工期安全监测系统布设滞后或失效

监测点位的埋设常常滞后于主体工程的施工情况。要是VW型渗压计被混凝土废料给掩埋，就会直接地丧失掉采集数据的能力。对于监测线缆随意地进行拖拽，很容易导致外皮出现破损以及线路发生短路的情况。大多数的项目仅仅重视永久监测设施的最终安装情况，施工阶段的数据处于空白状态，这就使得坝体受力变化的过程难以进行还原，然而实时监测的数据是判断加固施工安全状态的一个重要的依据。

三、对应关键施工技术优化与质量控制策略

3.1防渗加固与裂缝修复的精细化施工技术控制

在治理土体裂隙的时候，需要建立起进行分层处置的精细化管控标准，处理裂缝应该区分表层干缩裂隙以及贯通性结构裂缝，开槽清理、基面湿润、填料压实工序需要划定出量化的执行指标，与全生命周期质量管理理念相契合。使用手持回弹仪能够辅助判定坝体表层土体的密实程度，仅仅凭借肉眼进行观测，很难分辨出裂隙向坝体内部延伸的范围，现场作业人员不可以直接套用统一的标准来处理所有的裂缝病害。

小型均质土坝加固项目采用分级裂缝处置方案，对于宽度小于三毫米的浅表裂缝，选用改性黏土进行分层夯实封堵操作，对于宽度超过五毫米的贯通裂缝，开展梯形开槽回填施工工作，施工班组要严格把控每层填料二十厘米的铺筑厚度。前期因为清理深度不足而导致修补层出现脱落的情况，技术团队对验收流程进行了调整，增设了开槽深度逐段复核的工序，完工之后连续二十四个月渗流监测数据保持稳定。一线施工需要重视基面清理这类基础工序，投入足够的时间把前期准备工作做好。

3.2灌浆动态调控与金属结构精调安装方法

帷幕灌浆依据地层渗透性动态调整注浆压力与浆液浓度，地质资料仅做参考。金属结构安装预留沉降变形余量，借助激光投线仪精确定位，依靠技术人员动态修正安装参数。水库开展除险加固工作，对帷幕灌浆流程进行优化，技术人员每隔五米进行钻探并且取样，以此掌握地层出现的变化，浆液水灰比从五比一开始，按照吸浆量逐步地进行下调。溢洪道闸门预埋件开展安装工作时，增设二次复核环节，前期因为止水构件出现错位而发生渗水现象，技术班组持续地对构件位置进行测量以及校正，在竣工验收的时候，闸门止水缝隙被控制在两毫米以内，精细测量能够规避后期维修带来的麻烦。^[3]

3.3施工全过程监测驱动与动态反馈调控机制

监测设施应与主体工程同步布设，传感设备实时反馈坝体受力状态，VW 型渗压计监测孔隙水压力，连续观测数据可以支撑施工动态管控。开展加固工作同时推进施工以及监测点位埋设工作，初期完成三十二支渗压计以及位移测点的布设工作，灌浆期间依据监测数值对单次注浆总量作出调整，监测捕捉到坝肩孔隙水压出现异常升高的情况，现场班组立即放缓注浆速度，防止土体出现抬动现象，工程并未出现坝体变形超标的情况，提前布设监测设备虽然增加了工作量，却规避了重大风险。

结语

小中型水库开展除险加固工作属于系统性的工程，施工工艺方面出现偏差容易导致后续产生隐患，质量管控的核心之处在于做到精细化的防渗、进行动态的灌浆调控以及实施全过程的监测并且让它们相互协同，切实落实动态管控能够降低坝体病害复发的概率，从而保障水库能够长期稳定且安全地运行。

参考文献

[1]陈华.小型水库除险加固工程的施工技术研究[J].黑龙江水利科技,2014(4):3.

[2]管刚强.小型水库除险加固工程施工质量控制[J].中国新技术新产品,2013(1):1.

[3]傅高林.小型水库除险加固工程质量控制及管理[J].低碳世界,2016.

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