□魏東坡(河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司)
□任天翊(三門(mén)峽市山口水庫(kù)建設(shè)管理處)
□黃玉景(三門(mén)峽市水利局)
山口水庫(kù)位于陜縣張茅鄉(xiāng)山口村峽谷河段,壩址距三門(mén)峽市區(qū)約20km,距山口村約2.7km,是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主,兼顧供水、防洪、生態(tài)旅游等綜合利用的小(1)型水庫(kù)。
大壩為土質(zhì)防滲體分區(qū)壩,壩頂高程662.50m,最大壩高42.50m,壩頂長(zhǎng)度153m,壩頂寬度6.00m,上游壩坡由上到下坡比依次為1∶2.5、1∶2.75,下游壩坡坡比為1:2。
導(dǎo)流管布置于大壩右岸,總長(zhǎng)215.2m,進(jìn)口底高程623.0 m,縱坡1.1%,其中穿壩體段為0+061~0+263。導(dǎo)流管采用承插式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制管,內(nèi)徑1.4m,承壓能力0.6MPa,連接采用柔性連接,轉(zhuǎn)彎部位0+167~0+177采用現(xiàn)澆混凝土。導(dǎo)流管外包C25混凝土,沿線設(shè)3道截滲環(huán),進(jìn)口設(shè)鑄鐵閘門(mén)。
導(dǎo)流管首部設(shè)混凝土門(mén)槽,封堵時(shí)沉放鑄鐵閘門(mén)截?cái)嗨?,閘門(mén)為臨時(shí)擋水之用,沉放后不再提起。
封堵位置分2段:進(jìn)口閘門(mén)后10.45m(樁號(hào)0+001.55~0+012)和截水槽現(xiàn)澆段10m(樁號(hào)0+167~0+177)。
封堵體采用C20W6混凝土,適量添加膨脹劑。封堵前對(duì)接觸段進(jìn)行鑿毛,然后布設(shè)錨筋,錨筋長(zhǎng)40cm,外露20cm,排距3m,錨筋方向與管壁垂直。
封堵段頂部中心角120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿,回填灌漿孔2孔、3孔交替布置,排距2m;回填灌漿在封堵混凝土澆筑至少14d后,待封堵混凝土溫度穩(wěn)定和收縮基本完成后進(jìn)行,分兩序進(jìn)行,灌漿壓力0.3~0.5MPa,在規(guī)定的壓力下,灌漿孔停止吸漿,延續(xù)灌注10min即可結(jié)束;回填灌漿質(zhì)量檢查在該部位灌漿結(jié)束至少7d后進(jìn)行,檢查孔應(yīng)布置在脫空較大、串漿孔集中以及灌漿情況異常的部位,其數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5%;回填灌漿施工應(yīng)自較低的一端開(kāi)始,向較高的一端推進(jìn)。
2010年8月3日開(kāi)始開(kāi)挖導(dǎo)流管基礎(chǔ),8月31日至9月5日澆筑導(dǎo)流管支墩,9月3日至9月13日安裝導(dǎo)流管,9月13日開(kāi)始澆筑導(dǎo)流管外包混凝土,9月29日完成導(dǎo)流管外包混凝土下部澆筑等工作。導(dǎo)流管具備過(guò)水條件,9月30日試通水,10月16日完成了導(dǎo)流管上部外包混凝土澆筑。2010年10月18日開(kāi)始填筑大壩,2011年7月14日完工。
2.2.1 導(dǎo)流管基礎(chǔ)開(kāi)挖
基礎(chǔ)石方開(kāi)挖采用光面爆破,預(yù)留0.5m作為保護(hù)層開(kāi)挖,采用挖掘機(jī)帶振動(dòng)破碎器、挖掘機(jī)配合人工清理。
2.2.2 導(dǎo)流管安裝
導(dǎo)流管混凝土基礎(chǔ)采用分步驟澆筑方案。首先在每根導(dǎo)流管下澆筑出兩個(gè)支墩,待導(dǎo)流管安裝完畢后,再結(jié)合澆筑外包混凝土的時(shí)機(jī)填補(bǔ)支墩之間空隙。
導(dǎo)流管為承插式預(yù)應(yīng)力管,采用柔性連接,由下游向上游排管,承口在上游,接口在下游。安裝采用自行式汽車起重機(jī)吊裝,人工配合10t倒鏈安裝。
承插管鋪設(shè)好后進(jìn)行外包混凝土澆筑,其中樁號(hào)0+087~0+237段采用鋼筋混凝土,其余段為素混凝土。穿壩段每10m設(shè)伸縮縫和橡膠止水,外包混凝土在樁號(hào)0+107、0+137、0+171處設(shè)三道混凝土截水環(huán)。
2.2.3 導(dǎo)流管封堵
閘門(mén)后3m長(zhǎng)封堵方案:對(duì)導(dǎo)流管內(nèi)壁鑿毛,按圖設(shè)錨筋;在導(dǎo)流管頂開(kāi)“天窗”(尺寸50cm×60cm),以便混凝土入倉(cāng)及人工振搗;在臨時(shí)閘門(mén)沉放截水后,立即于閘門(mén)后3m位置固定模板,隨即開(kāi)始澆筑混凝土至導(dǎo)流管頂部并超出天窗一定高度。
2012年1月,導(dǎo)流管閘門(mén)后3m先行封堵完成,該段暴露于壩坡外,為進(jìn)口方變圓漸變段,封堵采用開(kāi)“天窗”澆筑混凝土方式,施工質(zhì)量較易保證,封堵效果良好。春節(jié)后3月下旬,準(zhǔn)備按原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行封堵時(shí),管內(nèi)發(fā)現(xiàn)水流,經(jīng)檢查,導(dǎo)流管截水槽前未封堵段有幾處裂縫,其中主要裂縫有3條,水流曾線狀噴射,其余幾處不太明顯,僅管壁濕潤(rùn)。
工程導(dǎo)流管埋于壩下,其重要性與大壩相當(dāng),因此考慮按大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì);導(dǎo)流管采用承插式預(yù)應(yīng)力管,柔性連接,基礎(chǔ)均坐落于安山玢巖上,并外包C25鋼筋混凝土加強(qiáng)以加大安全系數(shù);導(dǎo)流管封堵選擇在非汛期進(jìn)行,封堵期設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇非汛期洪水;封堵體按永久建筑物設(shè)計(jì),堵頭長(zhǎng)度、堵頭結(jié)構(gòu)、安全系數(shù)及防滲等級(jí)均滿足相關(guān)規(guī)范要求。綜上,原封堵設(shè)計(jì)符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。
問(wèn)題的出現(xiàn)說(shuō)明設(shè)計(jì)在施工過(guò)程中有欠考慮因素,設(shè)計(jì)意圖沒(méi)有完全貫徹到實(shí)際中。一方面設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有充分考慮到施工中可能存在風(fēng)險(xiǎn)和不確定因素,偏于理想化;另一方面,施工時(shí)未能充分理解設(shè)計(jì)意圖,致使施工方案不甚合理。
發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,建設(shè)管理單位高度重視,迅速成立了由參見(jiàn)各方組成的專題調(diào)查組,在自查與互查的基礎(chǔ)上,掌握了第一手資料,并于4月初邀請(qǐng)省內(nèi)知名專家現(xiàn)場(chǎng)研討,會(huì)后根據(jù)實(shí)際情況將原封堵方案調(diào)整為:導(dǎo)流管封堵前先對(duì)滲流點(diǎn)進(jìn)行灌漿處理,范圍自出滲點(diǎn)向上、下游各延伸2m,灌漿孔在管頂、管肩45°、管腰處布設(shè),排距0.5m,排間錯(cuò)開(kāi)布孔,導(dǎo)流管封堵范圍調(diào)整為自樁號(hào)0+181(截水槽現(xiàn)澆段后4m)以上全段封堵。
具體施工方案為:首先采用高壓堵漏灌注機(jī)處理管壁裂縫,基本消除滲漏點(diǎn)后再進(jìn)行封堵施工。封堵前在洞頂預(yù)先埋設(shè)3套回填灌漿管路,然后采用泵送商品混凝土封堵施工,每次封堵段20~30m。封堵混凝土澆筑完成后14d開(kāi)始進(jìn)行回填灌漿,回填灌漿分二序進(jìn)行,灌漿壓力0.3~0.5MPa,在規(guī)定壓力下,灌漿孔停止吸漿,延續(xù)灌注10min即可結(jié)束。
工程封堵方案按補(bǔ)救措施調(diào)整后完成至今再未見(jiàn)滲水,效果良好。
導(dǎo)流管作為臨時(shí)建筑物,工程量相對(duì)較小,其重要性往往被忽視,但穿壩體導(dǎo)流管封堵體應(yīng)屬永久建筑物,其重要性與大壩相當(dāng),設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不易低于大壩,因其具有隱蔽性,必須高度重視。
工程導(dǎo)流管出現(xiàn)的問(wèn)題不排除個(gè)別成品導(dǎo)流管質(zhì)量有瑕疵,系主觀認(rèn)為導(dǎo)流管有內(nèi)部封堵、外部包混凝土的雙重保險(xiǎn),重視程度不夠,存在僥幸心理。須知導(dǎo)流管及其封堵為重要隱蔽工程,一旦出現(xiàn)問(wèn)題后患無(wú)窮,后期處理也極其困難,因此,從設(shè)計(jì)到施工,每個(gè)環(huán)節(jié)都需高度重視,尤其是施工過(guò)程中要加強(qiáng)材料檢驗(yàn)與施工過(guò)程控制,嚴(yán)把質(zhì)量觀。
導(dǎo)流管的封堵實(shí)際由2部分組成:進(jìn)口臨時(shí)封堵閘門(mén)和封堵體。封堵閘門(mén)用于臨時(shí)擋水,適當(dāng)位置設(shè)置的混凝土堵頭永久承受來(lái)自蓄水后庫(kù)水位的上升所形成的水壓力,兩者配合確保水庫(kù)內(nèi)的蓄水不滲漏到下游。
為確保大壩安全,對(duì)位于穿壩范圍內(nèi)的導(dǎo)流管是否需進(jìn)行全段封堵不但要根據(jù)大壩的結(jié)構(gòu)型式和應(yīng)力傳遞要求確定,更需要充分考慮施工風(fēng)險(xiǎn)與材料的不確定性因素,易做保守設(shè)計(jì)。
施工方案是貫徹設(shè)計(jì)意圖的重要環(huán)節(jié),其是否合理直接關(guān)系到工程建設(shè)的成敗,本工程以下施工方案值得商榷,施工時(shí)需慎重處理:
導(dǎo)流管外包混凝土下部采用先澆支墩再回填澆筑的施工方案,支墩間混凝土不易振搗密實(shí),施工質(zhì)量不易保證,從而可能改變?cè)O(shè)計(jì)導(dǎo)流管支持方式變?yōu)榉止?jié)簡(jiǎn)支的支持方式。
導(dǎo)流管靠山體側(cè)回填土石方作業(yè)空間有限,壓實(shí)不易密實(shí),而另一側(cè)壩體土壓實(shí)采用重型碾壓設(shè)備,壓實(shí)度較高,從而形成側(cè)向土壓力。
導(dǎo)流管個(gè)別段外包混凝土齡期不足時(shí)即開(kāi)始?jí)误w土石方填筑,加之重型碾壓設(shè)備的影響,對(duì)外包混凝土造成了先期傷害,外包混凝土加強(qiáng)作用已不復(fù)存在。
施工期要加強(qiáng)監(jiān)測(cè),力爭(zhēng)在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)或施工方案,早發(fā)現(xiàn)早補(bǔ)救,將問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)。