封堵水庫(kù)穿壩涵管的措施

1、封堵水庫(kù)穿壩涵管的措施范遠(yuǎn)慈廣西荔浦縣水電工程管理處，廣西 荔浦 5466001 概述我國(guó)的中小型水庫(kù)絕大部分建于 20 世紀(jì) 5060 年代，且多數(shù)為土壩，受當(dāng)時(shí)條件限制，工程標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，施工質(zhì)量差，水庫(kù)放水多數(shù)是由施工導(dǎo)流管改建而成的穿壩涵管，一般是用石灰砂漿或石灰水泥砂漿砌筑，由于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，缺乏必要的管護(hù)，存在設(shè)施老化、開(kāi)裂、管壁嚴(yán)重漏水等問(wèn)題，根據(jù)水庫(kù)安全普查結(jié)果，在廣西的 4326 座水庫(kù)中，存在放水涵管?chē)?yán)重漏水的有 1298 座，占全區(qū)水庫(kù)總數(shù)的 30% ，在荔浦縣的 42 座水庫(kù)中，存在放水涵管?chē)?yán)重漏水的有 23 座，占荔浦縣水庫(kù)總數(shù)的 55% ，穿壩涵管是危及水庫(kù)大壩安全的

2、主要隱患之一。荔浦縣自 1995 年起，先后對(duì) 1 座中型水庫(kù)、 7 座?。?1 ）型水庫(kù)、 4 座小（ 2 ）型水庫(kù)共 12 座水庫(kù)的穿壩涵管實(shí)行封堵，消除了“穿壩涵管”這一大壩安全隱患，取得了很好的效果。 2005 年 11 月，廣西水利廳在荔浦縣召開(kāi)全區(qū)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，荔浦縣水庫(kù)除險(xiǎn)加固封堵穿壩放水涵管的做法，得到廣西水利廳領(lǐng)導(dǎo)及各地、市、縣與會(huì)代表、專(zhuān)家的肯定。2 封堵措施2.1 斜墻土壩或均質(zhì)土壩的封堵措施在壩前坡沿老涵管開(kāi)挖至基巖、澆筑砼堵頭和砼截水環(huán)、回填純黃粘土，采用截?cái)酀B流通道的方式封堵穿壩老涵管，其主要工序如下： 在壩前坡開(kāi)挖截?cái)喾潘?5 20m ； 對(duì)開(kāi)挖基坑

3、后的放水涵管（設(shè)砼堵頭段）管壁、底板灌水泥漿； 在放水涵管內(nèi)澆筑 5 20m 砼堵頭，再在放水涵管頭（基坑下游面）澆筑砼截水環(huán)； 對(duì)設(shè)砼堵頭的放水涵管段進(jìn)行回填灌漿； 基坑回填純黃粘土，并分層夯實(shí) ； 在距壩坡面 0.8 1m 處鋪復(fù)合土工膜布（大江水庫(kù)、潘廠水庫(kù)）； 回土覆蓋及干砌塊保護(hù)層。基坑開(kāi)挖位置和尺寸以保證壩體安全滲徑及滿足施工作業(yè)要求為原則，最小值土厚度取 1/51/4 水頭，但不得小于 3m ，對(duì)于小型水庫(kù)，基坑開(kāi)挖長(zhǎng)度 5 10m ，開(kāi)挖寬度：涵管外壁寬 B+ （ 23 ） m （即涵管每邊開(kāi)挖寬度 1 1.5m ），荔浦縣大江水庫(kù)（中型，設(shè)計(jì)水頭 37m ）基坑開(kāi)挖底面積：長(zhǎng)

4、×寬 = 20 m × 10m ?；討?yīng)開(kāi)挖并清除強(qiáng)風(fēng)化巖基。砼截水環(huán)厚度和砼堵頭長(zhǎng)度根據(jù)工程等級(jí)和作用水頭大小選擇，對(duì)于小型水庫(kù)，砼截水環(huán)厚度 1m 左右，寬度每邊超出涵管外壁 1.0m ，高度超管頂 1.0m ，砼堵頭長(zhǎng)度 5 10m ，荔浦縣大江水庫(kù)（中型）砼截水環(huán)厚度 1.5m ，砼堵頭澆筑長(zhǎng)度 20m 。斜墻土壩或均質(zhì)土壩穿壩放水涵管封堵見(jiàn)圖 1 。2.2 心墻土壩的封堵措施心墻土壩放水涵管封堵分兩部分，第一部分在大壩上游坡開(kāi)挖截?cái)喾潘?，然后回填粘土，截?cái)嗨魍ǖ?，施工方法與封堵均質(zhì)土壩穿壩放水涵管相同，只是開(kāi)挖基坑可小一些而已，第二部分在心墻上游側(cè)用砼井箍向

5、下開(kāi)挖截水井，截?cái)嗬虾?，在截?cái)嗵帩仓沤厮h(huán)（墻）和砼堵頭封堵穿壩放水涵管（此法適用于粘土心墻斷面較小的土壩，當(dāng)粘土心墻斷面較大時(shí)，應(yīng)改在心墻中心挖截水井）。（ 1 ）沿心墻上游面用砼預(yù)制井箍（平面 3 個(gè)井箍相連，即兩側(cè)各 1 個(gè)內(nèi)徑 1m 圓井箍，中心距 2.5m ，中間兩側(cè)各夾 1 塊長(zhǎng) 1.5m 長(zhǎng)的弧形拱，形成 3 個(gè)開(kāi)挖工作面，每個(gè)井箍高 1m ，壁厚 15cm ，上下邊緣預(yù)留錯(cuò)位搭品）圍壁，垂直下挖，井箍隨挖隨放，形成一個(gè)外壁 3.8× 1.3m 的截水井，橫向截?cái)喾潘埽⒗^續(xù)下挖至新鮮堅(jiān)硬基巖。（ 2 ）澆筑砼至放水涵管底面。（ 3 ）預(yù)埋放水涵管底板、側(cè)壁灌漿

6、管及砼土堵頭、砼井箍與心墻之間的回填灌漿管，并伸至壩面。（ 4 ）在截水井下游的老涵管內(nèi)澆筑砼堵頭 3 5m 。（ 5 ）在截水井內(nèi)繼續(xù)澆砼超過(guò)老涵管頂面 1 1.5m ，形成一道砼截水墻，然后分層回填粘土并夯實(shí)，直至壩面。（ 6 ）對(duì)老涵管底板、側(cè)壁、砼堵頭、砼井箍背灌注水泥漿。封堵心墻土壩穿壩放水涵管，首先是要保證砼截水環(huán)和心墻的有效銜接（搭接），防止庫(kù)水沿接觸面滲漏，此外，保證截水環(huán)和堵頭砼澆筑質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)原放水涵管管壁、砼堵頭及截水墻背（井箍背）的灌漿，也是保證放水涵管封堵質(zhì)量的關(guān)鍵。如果條件允許，對(duì)心墻土壩老涵管封堵，最好能結(jié)合大壩加固，在大壩前坡培厚粘土，使之形成粘土斜墻式土壩，降

7、低大壩滲流量，提高封堵穿壩放水涵管的質(zhì)量。心墻土壩穿壩放水涵管封堵及截水墻剖面見(jiàn)圖 2 、圖 3 。目前，荔浦縣已完成對(duì) 1 座斜墻式土壩（中型，大江水庫(kù)）、 10 座均質(zhì)土壩 小（ 1 ）型 6 座，小（ 2 ）型 4 座 、 1 座心土壩 ?。?1 ）型 共 12 座穿壩放水涵管封堵工作， 2007 年 4 月又完成 1 座心墻土壩 ?。?1 ）型，高洞水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程，通過(guò)國(guó)家發(fā)改委審查放水涵管封堵初步設(shè)計(jì)工作。3 施工經(jīng)驗(yàn)3.1 優(yōu)化封堵方案封堵方案是決定封堵效果、投資、工期的重要因素，應(yīng)根據(jù)不同工程情況具體設(shè)計(jì)，荔浦縣大江水庫(kù)穿壩放水涵管封堵，就是在水庫(kù)放干后，發(fā)現(xiàn)涵管面有塌洞，而設(shè)

8、計(jì)開(kāi)挖段不及塌洞，以及回填土較薄，且用發(fā)電洞導(dǎo)流圍堰工程量大等，認(rèn)定原設(shè)計(jì)有缺陷，會(huì)有延誤工期的可能，經(jīng)設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)等單位現(xiàn)場(chǎng)研究，將原設(shè)計(jì)、施工方案全部更改，優(yōu)化了設(shè)計(jì)，不僅贏得了工期，而且節(jié)約了投資。3.2 拚搶工期在設(shè)計(jì)及施工組織確定后，工期是決定封堵質(zhì)量的主要因素，對(duì)土壩放水涵管封堵，特別是對(duì)集雨面積較大的中型水庫(kù)放水涵管開(kāi)挖、回填封填，是要冒很大風(fēng)險(xiǎn)的，如果錯(cuò)過(guò)了時(shí)機(jī)，爭(zhēng)取不了工期，如果大壩已挖開(kāi)，涵管已破壞，而天公不作美；大雨傾盆，河水暴漲等導(dǎo)致工程無(wú)法進(jìn)行，或匆忙突擊施工，工程質(zhì)量無(wú)法保證，屆時(shí)，不是工程出事故，就是再給工程留下隱患。對(duì)水庫(kù)放水涵管開(kāi)挖、封堵，從設(shè)計(jì)到施工的指

9、導(dǎo)思想都要立足于“搶”，既要搶工期，又要搶時(shí)間（盡早開(kāi)工），就是要破釜沉舟，下死決心，只能成功，不許失敗。大江水庫(kù)在修改設(shè)計(jì)確定后，立即組織挖掘機(jī)、鏟車(chē)各 1 臺(tái)，自卸汽車(chē) 3 臺(tái)，對(duì)壩體進(jìn)行開(kāi)挖， 7 天開(kāi)挖壩體土 2400m 3 。因?yàn)閴误w不允許爆破，放水涵管拆除只能用人工，所以組織 1 臺(tái)空壓機(jī)及 60 人，一天兩班倒連續(xù)作業(yè)，用 15 天時(shí)間，硬是用鑿、敲、撬等人工手段，完成放水涵管 300 m 3 舊砼、舊漿砌石的拆除，及老涵管兩側(cè) 200m 3 土體的開(kāi)挖工作。放水涵管拆除完畢，立即組織 120 人，一天三班倒，晝夜作業(yè)，進(jìn)行清基鑿毛、放水涵管底板及管壁灌漿、澆筑砼堵頭及截水環(huán)砼

10、200m 3 及回填灌漿；基礎(chǔ)總檢驗(yàn)收后，組織 2 臺(tái)鏟車(chē)， 9 部自卸汽車(chē)， 1 臺(tái)推土機(jī)，一天三班倒，晝夜填土， 8 天完成基坑純粘土回填工作。荔浦縣 12 座水庫(kù)放水涵管的成功封堵，是設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)等單位密工配合，在抓住有利戰(zhàn)機(jī)的前提下“拚搶”出來(lái)的。3.3 加大工程保險(xiǎn)系統(tǒng)穿壩放水涵管屢修屢漏，如大江水庫(kù)老涵管，自 1968 年開(kāi)始即采用涵管外包砼，內(nèi)襯鋼筋砼，灌漿等多種防滲措施處理，仍存在漏水隱患。對(duì)大壩老涵管進(jìn)行封堵，采取了設(shè)粘土截水墻（即回填開(kāi)挖坑），在涵管管頭澆砼截水環(huán)，管內(nèi)澆砼堵頭，以及對(duì)砼堵截頭段的放水涵管進(jìn)行灌漿等多重（多道）防滲措施，確保完全、徹底地根除老涵管滲漏這一

11、隱患，對(duì)水頭較高，影響較大的大江水庫(kù)、潘廠水庫(kù)，除實(shí)施上述防滲措施外，在接近大壩坡面（大江水庫(kù) 1m ，鄱廠水庫(kù) 0.8 m ）再鋪一道無(wú)紡復(fù)合土工膜布（兩布一膜，膜厚 3mm ），增加防滲安全保險(xiǎn)系統(tǒng)。4 結(jié)語(yǔ)荔浦縣在封堵穿壩放水涵管后，采取開(kāi)挖山體隧洞，建放水塔 ?。?2 ）型水庫(kù)建斜拉閘 放水，隧洞最小斷面 1.0× 1.8m ，整個(gè)放水設(shè)施需投資 2030 萬(wàn)元，對(duì)放水流量較大的大、中型水庫(kù)來(lái)說(shuō)，此方案是經(jīng)濟(jì)、切實(shí)、可靠的，但對(duì)于數(shù)量眾多，而放水流量較小的小型水庫(kù)，特別是對(duì)?。?2 ）型水庫(kù)來(lái)說(shuō)，工程投資偏大，制約了小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的步伐。如何認(rèn)真貫徹中央精神，切實(shí)用好國(guó)家投資，多快好省地全面完成病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作任務(wù)，還需另辟蹊徑。目前在廣東懷集、廣西百色、賓陽(yáng)等地，有用鋼管沿壩面鋪設(shè)，采用虹吸管式取水、放水的，投資僅 5 萬(wàn)元左右，是開(kāi)挖隧洞、建放水塔投資的 1/5 左右，投資很少，適合于壩高在 10m 以下，放水流量在 0.1m 3 /s 以下的小型水庫(kù)及山塘。