小型水库除险加固施工监理及质量控制分析

吴雁辉

(韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司，广东 韶关 512000)

随着水库的长期运行，水利工程逐渐出现老化、人为破坏、自然侵蚀等现象，为了保证水库的继续安全运行，急需对水库运行中存在的问题及隐患进行及时排查、修补、加固，制定具体的加固方法和措施[1-3]。水库的正常运行密切的关系到人民自身利益，在水库除险加固过程中，需要对加固工程进行合理的安全管理，才能长期有效保护人民生命财产安全[4]。

但由于水库除险加固工程存在诸多主、客观原因，使得工程监理工作实施困难[5-6]。本文以黄金坑水库除险加固工程为背景，通过对水库当前状况进行问题分析，提出了水库加固和生物防治措施进行除险加固。为保证水库除险加固的施工质量和安全，确保水库可长期稳定运行，从施工和监理工作两个方面提出了一系列管控要点，如重点工序施工要点、监理准备工作等等，保证水库下游的灌溉用水和下游城镇的防洪安全。结合本工程的实际经验，不仅要做好施工质量管理，同时应注重工程监理实施，为以后类似工程提供了一定的参考价值。

1 工程概况

1.1 工程现状

黄金坑水库位于韶关市翁源县周陂镇双联村境内，水库兴建于1979年，是一座集灌溉、防洪、发电和养殖于一体的多功能小(1)型水库。根据《翁源县黄金坑水库大坝安全评价报告》，黄金坑水库集雨面积为6.5km2，主河流长度为3.973km，平均比降为0.166，正常蓄水位242.58m，水库50年一遇设计洪水位为244.77m，相应库容为289.93万m3，500年一遇校核洪水位为245.26m，相应库容为301.02万m3。工程主要担负着下游2000亩农田的灌溉用水任务及4000多人的生产生活用水。其所在河流为珠江流域北江水系滃江的一小支流，滃江河床稳定，沿河两岸为丘陵台地，河岸高于河床3～6m，河床多为岩石及砂卵石，河道坡降1.7%，水位暴涨暴落，具有山区河流特征。滃江流域年平均雨量1750mm，每年4—8月为丰水期，降水量约占全年的70%；10月—次年2月为枯水期，降雨量约占全年的14%。

现状水库主要建筑物由主、副土石坝，溢洪道和输水涵管组成。输水底涵位于主坝右侧，涵管为DN800钢筋混凝土管，涵管进水口为斜拉杆式进水口，输水涵管出口有两处；溢洪道位于副坝左侧，为开敞式溢洪道，堰型为宽顶堰，为自由出流，不设闸门。黄金坑水库建库时受历史条件限制，设计标准偏低，施工工艺较差，无机械化参与，是一座完全采用人力兴建的均质土坝。由于当时为人力砌筑，质量上存在着一些问题，导致大坝建成后，在运行中出现了很多问题。为确保黄金坑水库正常调蓄，保证水库下游的灌溉用水和下游城镇的防洪安全，对黄金坑水库安全加固是十分必要和紧迫的。

1.2 主要问题分析

(1)主坝、副坝上游混凝土面板有裂缝，坝脚阻滑墙出现破损下沉，墙体砌石坍塌，阻滑墙下方土体出现部分掏空现象；下游坝坡杂草较多，部分干砌石有松动错位；坝顶未设置安全防护措施；经渗流稳定计算，现状大坝坝坡较陡，且浸润线较高，大坝稳定安全系数无法满足规范要求。

(2)溢洪道控制段侧墙有沉降破损，泄槽段底板有断裂沉降，断层处下方土体有部分掏空；根据消能防冲计算结果，现状溢洪道消能防冲无法满足设计要求。

(3)由于黄金坑水库已被规划为周陂镇供水水源地，输水建筑物完好，但现状底涵无法同时满足发电和供水的要求。

(4)现状大坝坝顶、下游坝坡局部发现蚁窝，有白蚁隐患。根据水利部堤坝白蚁防治技术规范要求，只有将白蚁隐患全面消除，堤坝工程除险加固的安全性和最终效果才能充分体现。

2 除险加固措施

2.1 水库加固措施

(1)主坝：①对坝顶进行硬化，设置防撞波型护栏、坝顶排水沟；②迎水坡混凝土面板钻孔设置排水管；③背水坡开挖培厚，铺设草皮，岸坡设置排水沟；坝脚拆除贴坡排水，新建排水棱体及集渗沟。背水坡开挖培厚，铺设草皮，岸坡设置排水沟，培厚坡比上部为1∶2.75，下部为1∶2.9，中间设置马道，马道宽1.85m；坝脚拆除贴坡排水，新建排水棱体及集渗沟，排水棱体高5m，顶宽2m，详细布置及结构如图1所示。

图1 主坝坝坡培厚剖面图

(2)副坝：①对坝顶进行硬化，设置防撞波型护栏、坝顶排水沟；②副坝迎水坡混凝土面板钻孔设置排水管；③迎水坡混凝土面板钻孔设置排水管、拆除重建阻滑墙；④背水坡整平，铺设草皮，岸坡设置排水沟，贴坡排水干砌石修复加高，坝脚新建集渗沟，坝脚贴坡排水干砌石修复加高，加高后贴坡排水总高为4.27m，坡比为1∶2.42。详细布置及结构如图2所示。

图2 副坝贴坡排水修缮加高剖面图

(3)泄水建筑物：溢洪道拆除重建部分破损侧墙及底板，溢洪道消力池延长。采用C20混凝土重力式挡墙的形式，顶宽0.5m；底板采用C20混凝土进行重建，厚200mm，下铺200厚砂石垫层。

(4)输水建筑物：在主坝右侧岸坡新建启闭房及斜拉杆输水涵，新建DN800钢管输水底涵。

2.2 生物防治措施

2.2.1蚁情分析

由于大坝运行年限较长，现状大坝坝顶、下游坝坡局部发现蚁窝，有白蚁隐患。根据水利部堤坝白蚁防治技术规范要求，堤坝工程扩建或除险加固同时必须对原堤坝内的白蚁隐患进行全面的检查和彻底处理。结合水库大坝蚁害实际情况，设计拟从防与治两方面同时进行，采用水利部1993年推广的堤坝白蚁防治技术措施“找标杀、找标灌、找杀(防)”，找出蚁穴位置进行灌浆处理，即采用表层白蚁诱杀和蚁穴灌浆等。不仅根治白蚁危害，同时灌满了原来坝身内的蚁穴蚁路，可加固大坝，确保水库安全运转。大坝白蚁防治面积为3586.21m2。

2.2.2防治措施

采用获国家科技进步奖的水利堤坝白蚁防治“三环节八程序”新技术措施，对白蚁进行灭杀。工作内容包括。

(1)对坝体分群孔、鸡丛菌投放DB型诱饵条进行灭杀，按5m×5m梅花点埋设ASP型诱杀片，进行引诱、灭杀白蚁，并做好白蚁蛀食药片的标记、记录、拍照，查找白蚁死巢指示物，以便进行蚁巢对巢灌浆。

(2)对坝体周边50m范围内蚁源区的分群孔、鸡丛菌等按近似等高线、高差5～10m、宽1m埋设ASP型诱杀，每隔10d检查1次，对有蚁蛀食的药片、泥被泥线、分群孔、死巢批示物等，应及时做好笔记，填入记录表，拍照留档，并定期检查药片蛀食情况，进行及时补充，如长期蛀食情况不佳，可考虑更换新位置埋设药片。

3 施工质量管控要点

黄金坑水库除险加固工程主要项目有主坝背水坡培厚，排水措施重建，副坝迎水坡新建混凝土面板、背水坡贴坡排水重建，溢洪道消力池重建、坝顶路面硬化及库区环境整治等；主要的施工方法有土方开挖、土方回填、混凝土浇筑、干砌石砌筑等。

3.1 土方开挖

(1)测量放样的准确性和精度是决定土方开挖的重要因素，因此必须在施工前做好技术交底工作，放线完成后立即通知监理单位对点位复核，确保点位准确。

(2)严格按照设计图纸要求控制开挖尺寸，相关标准如下：平面误差不大于0.2m，边坡不大于0.3m；基础面上杂物及时清理，对桩号、坐标、高程做出醒目标记。

(3)当出现与勘察报告地质条件不符的情况时，应立即停止施工，做好安全防护工作，并上报勘察和设计单位进行复核，得到准确数据和具体实施方案之后再进行土方开挖工作。开挖过程中需加强对开挖面、临时边坡的监测频率，如滑动等警情时，需严格按照应急预案内容进行抢险急救，确保土方开挖工程安全施工。

3.2 土方回填

通过现场试验段结果确定填土铺料厚度，按照从低到高对称分层回填的顺序施工。雨后填筑新料时应减薄铺料层厚度，推土机平料过程中，应及时检查铺层厚度，发现超厚部位要立即进行处理，土料与岸坡、反滤料等交界处应辅以人工仔细平土夯实，土层结合面适当洒水至表面湿润或刨毛深1～2cm沟槽即可。分段填筑时，要轮迹重叠，避免漏压，上下层分段位置应错开，局部小范围填土采用小型打夯机夯实。

3.3 混凝土浇筑

混凝土和石料水平运输用双胶轮车运抵工作仓面。为避免混凝土出现干、硬情况，入口与仓面垂直距离控制在1.5m以内，到距离过大时，设置震动溜管或滑管。混凝土采用插入式振动棒振动浇筑，混凝土浇筑后必须振捣密实，振捣棒要快插慢拔，上下略为抽动，以使上下振捣均匀。插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍，控制在30～40cm，每一振动点的振捣时间控制在15～30s，表现为混凝土开始泛浆和不冒气泡为准，并且在20～30min后对其进行二次复振。振捣上一层时应插入下层5cm，以消除两层间的接缝。

3.4 干砌石砌筑

(1)地基和坡面应在铺砌前平整夯实；大块石抛填前，将基础表面浮渣清理干净并夯实处理，分层抛填。

(2)坡面上的干砌石砌筑，以错缝锁结方式铺砌。护坡表面砌缝的宽度小于25mm，砌石整齐牢固，严禁出现通缝、叠砌和浮塞，抛填大块石表面应人工修面。

(3)为使沿石块的全长有坚实支承，所有前后的明缝均应用小片石料填塞紧密。

4 监理实施细则

4.1 准备工作

(1)依据工程概况和业主单位的需要，选取具有相关施工经验的总监理工程师、专业监理工程师等等，合理配备建立人员，按照直线职能式模式，成立项目监理机构。

(2)编制《水库除险加固工程监理规划和监理实施细则》并严格按照建设主管部门和公司要求进行审核审批。为确保施工质量满足规范设计和业主要求，项目根据工程特点和施工内容编制专项实施细则，如土方开挖回填、混凝土浇筑、干砌石砌筑等质量控制实施细则。

(3)为确保施工程序符合相关规范要求，结合相关项目施工经验完善工作制度，如材料进场验收制度、隐蔽工程质量验收制度、内部管理制度等。同时根据业主需要，设置内部标准和目标，保证施工按期完成。

4.2 监理工作的实施

(1)做好施工质量控制不仅需要做好监理单位内部实施准备工作，还需要严格落实监理工作的过程管控和实施效果。施工单位的资质、管理规章制度、综合实力、管理人员和劳务班组的技术水平等是最终决定施工质量的关键因素[6]。因此在监理工作实施前首先需要对施工单位的技术资质、管理体系、施工组织设计、施工平面布置图等内容进行审核并督促施工单位严格按照实施细则实施，对不符合标准要求的内容要求立即整改[7]。

(2)由于水库除险加固工程工序多、交叉多且由于工期短，工序衔接紧密，因此在确保施工质量的基础是应从质量控制的每一个环节做起，建立起质量控制网络，尽量缩短工期，尽量减少返工返修风险。施工过程中监理方督促施工单位在每道工序施工前进行质量技术交底；在隐蔽验收过程中，要求施工单位严格按照三检制进行验收，并进行全过程抽检，保证施工方案规范进行施工。

(3)小型水库除险加固工程的施工质量是项目各参建单位重视的，但是更为重要的是项目的安全施工。安全施工应始终放在监理工作的第一位，督促施工单位严格落实安全生产责任制、安全教育培训、组织安全检查、安全施工措施等。

5 结语

本文根据实际情况提出相对应的施工质量要点控制和监理实施细则，做好监理工作的前期工作，有效实施监理工作内容。本次加固后确保水库可长期有效运行，保证水库下游的灌溉用水和下游城镇的防洪安全。结合本工程的实际经验，不仅要做好施工质量管理，同时应注重工程监理实施，可从制定完整的监理制度、编制合乎合同及规范要求的监理规划和监理实施细则考虑[8]，为以后类似工程提供了一定的参考价值。但由于工程的多样性，本文研究的管控要点仅适用于类似工程，要形成水库除险加固普适性质量控制要点，还需要大量案例实践加以论证。