茨菇田水库除险加固施工技术要点探析

黄文利

(凤冈水务局,贵州 凤冈 564200)

为保证水库长期安全、稳定运行，需在做好现状调查的基础上，切实做好水库除险加固，根据水库实际情况，制定有效的除险加固施工工艺与质量标准，为实际施工提供可靠指导。

1 工程概况

茨菇田水库位于遵义市凤冈县天桥乡柒坪村境内，距县城76km，距公路0.3km，交通不便。大坝座落在乌江河流左岸的小溪沟上，原设计坝址以上流域面积0.27km2，水库总库容24.63万m3，死库容1.53万m3，属小(2)型水库。工程以灌溉为主，设计灌溉面积33.33hm2，由于库盆渗漏，水库未发挥工程效益。

水库大坝为均质土坝，最大坝高8.8m(大坝下部分为山体)，坝顶宽1.8m，坝顶长28m，坝顶高程1095.00m，死水位1081.00m。上、下游坝面无护坡，坝坡长满杂草、灌木。该水库无溢洪道。放水隧洞位于大坝下部山体内，隧洞洞身为浆砌石衬砌，进口设Ф300双向转动闸门(现已损坏)，洞长168m，进口高程1081.00m。

该工程于1973年由原凤冈县水电局设计，当地政府组织受益群众修建，1974年竣工。2009年安全复核结果：茨菇田水库坝址以上流域面积0.27km2。水库大坝为均质土坝，最大坝坝高14.8m，水库死水位1081.0m，相应库容1.53万m3。无溢洪道；大坝放水建筑物为放水隧洞，进口高程1081.00m，断面尺寸b×h=1.0m×1.5m，洞长为168m，隧洞洞身为浆砌石衬砌，由于未进行回填灌浆，洞身渗漏，隧洞底板大部分损坏。

2 施工工艺与质量标准

2.1 坝坡清除

先由人工对上游和下游坝坡上的灌木与杂草进行清除；然后由人工清除所有草皮，清除厚度应达到5cm，清除时产生的土方都按照弃土进行堆放；最后采用机械设备将坝体表面挖松，其厚度按20cm控制。

2.2 砌筑施工

在浆砌石施工过程中，对块石砌体进行错缝搭砌，当砌体的厚度和两块料石的宽度相等或略大时，如果同皮内均顺砌，则砌筑两皮之后，需砌筑一皮丁砌层，如果同皮中采用的是丁顶组砌，则需要对丁砌石予以交错设置，中距控制在2m以内。砌筑过程中，石块的安置应保持稳定，将大面朝下，座浆、竖缝砂浆及混凝土的填塞必须达到饱满和密实，且摊铺均匀，将竖缝用砂浆填满后进行插捣，待表面开始泛浆后停止[1]。

2.3 干砌石施工

施工所用石料必须新鲜且坚硬。在砌筑墙体的过程中，面石以大块石为宜，将其大面朝下，并分皮卧砌。对于护坡块石，一般采用竖砌法施工，将块石的长边和坡面保持垂直，以达到护面厚度要求。块石避免错缝砌筑，相互之间的咬合应紧密，且表面保持平顺。

2.4 混凝土预制块施工

在加工混凝土预制块的过程中，应使用六边形钢模，边长30cm。预制应在平坦地块进行，混凝土采用机械设备拌和，同时用振动板将其振捣密实。上游坝面采用六边形混凝土预制块护坡，先按照设计要求的坡度将上游坝面整平，然后铺设两道8cm厚细砂，再对混凝土预制块进行铺设[2]。预制块由人工搬运，在表面逐个码放，块间采用干砌的方法。

2.5 料土回填施工

土料填筑时，需对土料的块度和含水量，以及回填厚度及压实后干密度做仔细检查。将土料压实以后，壤土与黏土干密度应达到1.55-1.65t/m3以上。通过经常检查确认实际工作状况，并及时调整。

2.6 基础帷幕灌浆施工

2.6.1 施工次序

基础的帷幕施工严格按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ孔序的顺序进行，并逐渐加密，其中，第一序孔的孔距为8m，第二、三序孔依次中间内插分三序进行，其孔距为4m。开工前，在先导孔做试验灌浆，以验证是否满足技术要求，或获取施工经验，为后续正式施工提供指导。

2.6.2 灌浆材料

本次采用P·O42.5普硅水泥作为灌浆材料，其细度应满足从80μm防控筛上通过后筛余量≤5%的要求。施工中如果遇到特殊情况，也可向水泥浆中掺入适量外加剂。当掺入细砂时，SO3含量不能超出1%，含泥量不能超出3%，有机质含量不能超出3%。

2.6.3 钻孔

1) 钻孔应严格按照设计图实施，钻孔具体位置和设计位置之间的偏差应控制在10cm以内，若孔位因故变更，需征得设计单位的同意，并对实际孔位进行准确记录。

2) 钻孔深度应满足设计要求，在每段结束后，钻孔底部的沉淀与残留厚度不可超出20cm。

3) 钻孔孔底最大允许偏差如表1所示。

表1 钻孔孔底最大允许偏差

4) 钻孔时，需做好各项异常记录，包括岩层和岩性的变化。

5) 钻孔完成后，在钻孔口进行覆盖，做好保护。

2.6.4 洗孔与压水试验

1) 灌浆开始前需对钻孔实施冲洗，钻孔中的沉积厚度应控制在20cm以内。冲洗建议采用压力水进行，冲洗到回水达到清澈为止。

2) 对先导孔按照从上到下的顺序分段实施压水试验，灌浆孔的压水试验需要在裂隙冲洗完成后开始，以掌握岩体中裂隙实际发育情况，为各项技术参数的确定提供依据，同时和完成灌浆的钻孔对比，及时总结经验，以提高工艺水平[3]。

2.6.5 灌浆

1) 灌浆应采用从上到下进行分段的方法，钻孔底部和射浆管之间的距离应控制在50cm以内。

2) 循环式灌浆，每段长度为5m。

3) 在完成灌浆的段落孔底上部0.5m处设置灌浆塞，避免漏灌。

4) 在孔口没有涌水的段落，灌浆完成后可不待凝。

5) 以工程实际情况为依据，结合工程类比，将灌浆压力确定为0.1-0.15Mpa，对于接触带压力，按0.2-0.25Mpa控制，同时要遵循不会造成坝体变形的基本原则，对基岩段进行灌浆时，压力按0.5-1.0Mpa控制。实际灌浆压力根据试验结果进行适当调整。将压力表安装于孔口回浆管路，其读数应读取指针摆动中值，且摆动范围不能超过灌浆压力20%，做好摆动幅度的记录。

6) 灌浆时应定时对浆液密度进行测定和记录，并在必要的情况下对浆液温度进行测量记录。

7) 在常规压力条件下，如果注入率在0.4L/min以内，继续灌浆60min后即可结束；当注入率<1L/min时，继续灌浆90min后即可结束。

2.6.6 质量检查

1) 灌浆质量的检查需要以压水试验成果为准，根据施工记录与检验资料，做综合评定。

2) 检查时，检查孔数量应达到总孔数10%，而且在一个单元工程中，应有一个以上检查孔。

3) 压水试验需要在灌浆完成14d以后进行。

4) 检查孔需按照从上到下的顺序分段实施压水试验，并采用五点法。

5) 在压水试验完成后，根据技术要求做好灌浆与封堵。

6) 坝体和岩基之间的接触段和下一段，检查合格率应达到100%；再以下段落检查合格率应达到90%以上；在不合格段落，如果透水率值在设计要求的100%以内，且不集中，则认为灌浆质量合格。

3 结 语

综上所述，该水库除险加固施工共包含坝坡清除、砌筑施工、干砌石施工、混凝土预制块施工、料土回填施工和基础帷幕灌浆施工，通过对以上施工工艺的使用，施工顺利完成，并达到预期质量标准。