水库输水隧洞除险加固措施分析

田如军

(松桃苗族自治县水务局，贵州 松桃苗族自治县 554100)

水库输水隧洞除险加固措施分析

田如军

(松桃苗族自治县水务局，贵州 松桃苗族自治县 554100)

目前，国内的水库建设数量不断增加，且广泛分布于各个地区，坝体的结构样式也变得多种多样。这些水利工程在防洪减灾方面发挥了巨大的作用，此外，在农业灌溉、国民日常用水以及工业生产中也具有不可代替的作用。但是随着时间的推移以及多种因素的影响，当前许多水库渗透、老化等情况，极大影响了水库的正常运行。因此，要对这些老水库、病水库进行定期的除险加固，避免病态水库带来的危害。在水库的除险加固中，输水隧洞的加固是一个重要组成部分。文章以某一具体水库的输水隧洞加固工程为例，分析该工程方案，为相关工程做指导。

水库；输水隧洞；除险加固；防洪减灾

1 实例概况

以某一水库为例，探讨该水库输水隧洞的除险加固。输水隧洞位于该水库大坝右岸山体中，为圆型有压输水隧洞，钢筋混凝土结构，主要由进口竖井、洞身、出口闸室及消力池等组成。

进口竖井为钢筋混凝土结构，井高24.0m，检修平台高程119.32m，竖井断面尺寸5.4×3.6m，壁厚0.4～0.8m。井内设平面检修闸门和工作闸门各1扇，其孔口尺寸为2.0×2.0m(宽×高)，工作闸门启闭机容量500kN，检修闸门启闭机容量400kN，均为手摇螺杆式启闭机控制。

2 输水隧洞存在问题

2.1 输水隧洞进口竖井方面

进口竖井混凝土浇筑质量差且变形较大，蜂窝麻面严重；上下预埋钢筋爬梯等辅助设施锈蚀损坏严重；启闭机房破烂不堪；工作桥碳化严重，桥面栏杆破损，桥面高程(119.32m)低于设计水位(121.76m),运行不安全。检修闸门门体变形，锈蚀严重，不能运行；工作门门体及埋件锈蚀损坏严重，强度不满足要求；起闭设备老化，损坏严重，无法正常工作。

2.2 输水隧洞洞身方面

洞身混凝土强度与C10混凝土，相比低且表面存在不同程度的蜂窝麻面、多条贯穿性环向裂缝、露筋、冲刷及蚀坑等缺陷，分缝处止水破坏，结构渗水、漏水严重[1]。

2.3 输水隧洞出口方面

出口消力池冲刷严重，淤积较深，池深、池长不满足设计要求；出口控制闸阀锈蚀损坏。

2.4 问题分析

洞身混凝土强度低，存在裂缝，漏水，洞顶未进行回填灌浆。进口竖井、工作桥混凝土碳化、破损、裂缝。出口附近山体渗水严重，出口消力池池深、池长不满足规范要求。

3 输水隧洞加固注意事项

在施工时，选择合理的施工程序、施工工艺和技术措施是保证工程质量的关键[2]。

3.1 洞内加固注意事项

在输水隧道加固施工过程中，通常采用U型钢支护的方式来对冒顶放段进行支撑，同时在两侧墙进行现浇混凝土，并且对于坝顶喷射出混凝土，并通过混凝土形成一种新型的加固墙体结构，从而确保输水隧道工程的整体性和安全性。但是，在多数水库施工的过程中，普遍都存在着基本数据不清、不全或洪水标准偏低的问题。因此，针对这种现状，在处理病险水库时应首先通过调查研究，核实、校验、补充、修整容易受到雨水冲刷的部位、库容和水文、水力计算等有关参数，执行现行洪水标准，按照国家新颁布的洪水计算方法复核洪水和调洪演算，结合坝坡稳定分析计算，确定坝顶高程、坝坡坡比和溢洪道、输水涵的有关边界尺寸。

3.2 塌方预防

1)超前支护，分断面开挖，减少围岩一次性暴露面及时进行喷锚支护；开挖成洞后，模筑混凝土紧跟；加强收敛量测，校核一次支护。

2)开挖爆破时，避免因强爆破或装药过多引起强烈震动而引发塌方，合理掌握开挖进度。

3)防止在不适当的停止施工时没有做好施工排水，使围岩长期浸泡，处于饱和状态，山岩压力增大，围岩强度下降，一经扰动引起的塌方。

4)施工过程中应经常进行检查，及时发现发生塌方的种种预兆，及时采取工程技术措施，在掘进到地质不良围岩破碎地段，应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工措施。

4 输水隧洞除险加固处理措施

4.1 加固处理方案

依照存在的问题，为洞身加固做了详细的方案设计。实际设计中，选择的加固方案为黏贴碳纤维布方案。在隧洞上游进口做一施工围堰，竖井进行碳化处理，新建大坝至启闭机房的公路及工作桥；洞身进行回填及固结灌浆、止水修复、混凝土表面凿毛处理，后内衬碳纤维布，洞径基本不变；拆除并重建出口闸室、消力池及交通桥；更换进口检修闸门和工作闸门的门槽埋件。该方案的优点是直接对原建筑隧洞供水断水时间较短物加固，闸室、洞身及进口段底板不需拆除，不需埋设钢管。

4.2 洞身渗水处理

为了处理渗水现象，要对洞身进行加固设计，工序为：基面处理→涂刷新老混凝土界面处理剂→分层粉刷高强砂浆约1～2cm→养护。

洞壁裂缝：根据检测报告及现场复查结果，对裂缝按规范进行处理，缝宽<0.15mm者封闭处理；缝宽≥0.15mm 者均进行灌浆处理。止水修复：沿伸缩缝凿一梯形槽，深10cm，面宽25cm，底宽30cm，用扁铁及膨胀螺栓压10mm厚止水橡皮，梯形槽内回填环氧砂浆。回填及固结灌浆：原隧洞洞顶未进行回填灌浆，出口附近山体渗水严重。为加固围岩，拟进行固结灌浆，兼顾洞顶回填灌浆。灌浆孔排距 3m，每排4孔，梅花形布置，入岩1.5m。门槽埋件更换：更换工作门、检修门门槽埋件，门槽二期混凝土拆除重建。洞身处理：内壁均黏贴碳纤维布(除伸缩缝外)，以增强结构的整体变型能力和确保结构的强度。从检验中发现洞身混凝土指标偏低，碳化严重，钢筋锈蚀等突出，建议沿洞身自下而上黏贴L—200型碳纤维布，黏贴之前整个内壁的缺陷必须处理到位，然后用高强砂浆找平。黏贴碳纤维布的工艺过程应严格按相关施工规程规范办理。待黏贴完毕后外黏粗黄砂一层，增加粗糙面，便于外粉高强抗冲磨材料，粉刷厚度为10～20mm，使之形成整体，达到抗冲刷并保护碳纤维之目的，同时外观颜色也与混凝土相近，也对城市供水水质的环保提供了保障。出口闸室：出口闸室拆除重建，设工作门一道。出口消力池、公路桥拆除重建。

供水管埋设：根据该镇的供水要求，在输水隧洞出口工作闸前铺设2根内径60cm、壁厚10mm的供水钢管，与原供水管道连接。岔管与隧洞夹角为45°，为便于输水管检修，在两根钢管与供水管道连接处分别设2个控制闸阀。

4.3 后期运行管理

为了保证输水隧洞能够有效运行，除了在设计前进行有效的设计，还要对输水涵洞进行有效管理。依据隧洞的实际情况，制定完善合理的管理制度，对输水隧洞进行定期的检查、维护以及修理。这一工作分为进口段、洞身段、出口段3个方面，依据相关规定对这3个方面进行分析，充分把握这3个方面的运行工况，从而提出具体的处理措施。

5 结 语

参照该设计方案，有效的对该水库输水隧洞进行了加固处理。当前，国内有许多老旧水库以及小水库存在各种问题，相关部门要定期的对这些水库进行除险加固，实际的除险加固中，要事先对输水隧道的实际情况进行分析，设计出既经济又合理的加固方案，对水库输水隧道进行有效加固，保证水库的安全运行。

[1]邓利勇.水库除险加固工程施工进度保证措施分析[J].内江科技，2011(08):144.

[2]张红艳,王世勇，过泽慧.聚丙烯纤维混凝土与土工合成材料在水利水电工程上的应用[J].黑龙江科技信息，2009(32)：325.

1007-7596(2014)03-0112-02

2013-12-12

田如军(1975-)，男，贵州松桃人，工程师，主要从事水利水电工程建筑工作。

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