水库工程除险加固施工方法探讨

某水库建于上世纪70年代初，上游控制流域面积85km2，水库总库容2430万m3，兴利库容1400万m3，死库容90万m3，是集防洪、城乡工农业用水等于一身的一座综合利用的中型水库。水库主要包括主坝、溢洪道、南北放水洞及电站等工程。本次除险加固工程内容包括：主坝加固工程、副坝新建工程、新建溢洪闸工程、南北放水洞加固工程等。下面谈谈具体的施工方法。　　1、施工方案　　根据平衡与调配方案，综合考虑各种机械的性能特点以及现场的地形条件、交通条件和运距等，确定施工方案如下：　　（1）主坝砂壳及心墙翻压　　主坝上游翻压在0+000～0+810坝段，共需开挖原砂壳料8.39万m3，砂壳料填筑除采用原砂壳料外，所缺填筑料采用溢洪道开挖石碴填筑，共需石方0.96万m3,折填筑方1.26万m3。　　砂壳开挖计划分两段进行。第一段挖方范围为底部与上游开挖线为设计轮廓线,上游开挖线按1∶1边坡控制，施工中注意加强监测，如发生塌坡现象应及时处理，防止事故。采用1.0立方米反铲挖掘机配自卸车将第一段挖方土运至翻压段两侧上游坡脚外临时堆存。剩余开挖方为第二段挖方。　　第一段挖方完成后，经验收合格，直接利用第二段挖方进行填筑，采用1.0立方米反铲挖掘机挖土填筑工作面，随着砂壳翻压的进行，再采用挖掘机配自卸车将第一段开挖堆存方运至坝顶。运至坝顶的砂壳料采用挖掘机配推土机推运至上游坡工作面。　　心墙翻压共需开挖土方2.48万m3，其中2.41万m3筑于主坝下游坡面，剩余690m3用于副坝砂壳填筑。心墙填筑所需粘土全部取自粘土料场。　　本工程砂壳压实选用13吨振动碾，心墙采用拖拉机压实。施工过程中应严格按《碾压式土石坝施工技术规范》（SDJ213-83）要求施工。　　（2）副坝填筑　　副坝填筑共需土石方6818m3，因下游坝坡表层有种植草皮要求，所以在表层50cm厚的部分使用主坝心墙翻压开挖土方，其他填筑料采用溢洪道开挖石方。填筑前先进行坝基清理，采用推土机推运至下游坝脚外，整平堆放。施工时直接采用自卸车运至工作面填筑，并用推土机推平。填筑料采用13吨振动碾压实。　　施工过程中应严格按《碾压式土石坝施工技术规范》(SDJ213-83)要求施工。　　（3）石方开挖　　本工程石方开挖包括副坝齿槽风化岩石开挖、放水洞消力池石方开挖、场区石方开挖、溢洪道各段石方开挖，共计22.95万m3。为防止爆破对基岩的破坏，在主坝附近和开挖基岩面以上0.5米范围内采用保护层石方爆破，控制一次装药量。施工中严格控制超挖量，闸室段的石方开挖应严格控制，不允许欠挖。其他段石方开挖采用一般石方开挖方式施工，但也应控制一次装药量。开挖后的石碴采用1立方米挖掘机配8吨自卸车分别运至上游坝脚压重、副坝填筑等指定地点。遵照《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）执行。　　（4）砌石与砼拆除　　主坝上游护坡石采用人工拆除，拆除料在上游坝坡前临时堆存，由推土机推至上游坝脚压重。浆砌石与砼拆除采用人工或电锤拆除，拆除后用拖拉机运输至主坝下游堆存。　　（5）其他土方开挖　　坝顶防浪墙基础、坝后排水沟基槽及其他齿墙土方开挖，均采用人工挖土，人工回填夯实，剩余土方，就近整平。　　2、砌石工程　　砌石工程采用人工施工，水泥砂浆采用灰浆搅拌机拌制，人工胶轮车运输至工作面。进场后的石料，采用人工选修后搬运就位。砌石工程施工应严格遵守《砌体工程施工及验收规范》(GB50203-98)。　　3、帷幕灌浆工程　　本工程帷幕灌浆在主坝、副坝和溢洪道，主坝0+000～0+220段为基岩，其单位吸水率为43.5～113.2Lu，主坝0+220～0+480段单位吸水率为7.89Lu，副坝及溢洪道单位吸水率为14.91～29.5Lu。由于本工程灌浆量较大，灌浆范围内岩层分布比较复杂，为合理确定灌浆压力、灌浆材料，浆液稠度以及压力与浆液变换的关系等技术参数，应根据灌浆区不同的地质条件，在实际灌浆区域进行灌浆实验。灌浆试验应按逐渐加密的程度进行实施，其施工方法应与准备采用的施工方法大致相同。　　本灌浆工程采用自下而上的分段钻孔灌浆方法进行施工。段与段之间，一般可不待凝，但孔口段、破碎带、吃浆量特大和孔内有涌水的孔段，宜适当待凝。灌浆分段长度应视具体情况而定，一般表层第一段（混凝土与基岩接触段）不宜大于2.0米，以下各段一般宜采用5.0米，在特大吃浆处应适当缩短灌浆段，吃浆量很小的地段可适当加长。　　灌浆工程施工工序如下：钻孔→冲孔→压水试验→灌浆→灌浆结束封孔。　　灌浆孔采用150型地质钻机钻孔，钻机采用轨道固定。在设计规定的压力下，如注入率小于1 L/min后,继续灌浆60分钟后即可结束灌浆。全孔灌浆结束后,应再用最稠一级浆液，按10～15米的段长作一次自下而上的复灌，待水泥浆干硬后，对未被填满部分排除孔内积水后，再直接用硬性水泥砂浆封堵。坝体段则采用粘土球封堵。帷幕灌浆施工应严格遵守《水工建筑物水泥灌浆技术规范（DL/T5148-2001）》。　　4、灌注桩工程　　本工程灌注桩位于溢洪道挑流坎后冲坑处,总长382.4米，所穿过地层主要为基岩层，采用回旋钻钻孔，泥浆固壁。砼拌制采用0.4立方米砼搅拌机,水下导管法浇筑砼,导管下端埋入砼中2～3米，最小不得少于1米，砼浇筑过程要连续进行，不得中断。　　灌注桩施工的工艺流程为：场地平整→构筑钻机平台和桩位放样→钻机就位→钻孔→清孔→下钢筋笼→安装导管溜槽等→浇筑砼→养护。　　其中桩位放样、钻孔、清孔、下钢筋笼、浇筑砼等为关键工序，施工中可参照《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》（JGJ-80）执行。　　5、砼工程　　本次加固工程共计浇筑砼10146立方米，分属于主坝、新建溢洪闸、南北放水洞改造等工程。砼浇筑方量较少的可就近设置砼拌制系统。根据各单项建筑物工程砼浇筑强度和施工条件，确定采用移动式Js500型砼搅拌机拌制砼，根据不同的建筑物和各建筑物不同的部位，砼运输采用胶轮车直接运输和胶轮车水平运输卷扬机垂直运输两种方案入仓。入仓后的砼分别采用插入式或平板式振捣器振捣密实。　　6、金属结构制作安装　　本工程金属结构制作内容包括溢洪闸工程改造、南北放水洞改造工程。金属结构必须持有生产许可证的厂家制造和安装。闸门埋件采用二期砼固定。所有闸门加工完成后均可整扇或分节运输至施工现场，由汽车式起重机结合安装就位的启闭设备吊装就位。启闭机的组装，工作宜在生产厂内进行，经组装的部件运至安装现场后，由汽车式起重机吊装就位，然后再进行整机组装。闸门、拦污栅及埋件的除锈、喷锌、刷漆等防腐处理，按设计要求进行。闸门、拦污栅及启闭设备安装调试完毕，应作全程试运行三次。　　压力钢管位于放水洞洞身内，为洞内埋管。运达现场的钢管由起重机吊运至放水洞洞口，由安装于放水洞出口的卷扬机牵引滑移就位。其安装工序如下：安装准备→测量检查固定→管节对装→环缝焊接→探伤检查→除锈加固→防腐油漆→滑移就位→竣工试压验收。钢管外侧预埋灌浆管，待安装就位后进行充填灌浆。