彭少兵

(福建省永川水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，福州350001)

1 工程概況

勞光水庫(kù)是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的一般小(1)型水庫(kù)。壩址以上控制集雨面積8.03 km2，河道平均坡度為36‰，主河道長(zhǎng)度6.1 km。水庫(kù)現(xiàn)有校核洪水位88.37 m，(黃零高程，下同)，設(shè)計(jì)洪水位87.31 m，水庫(kù)正常蓄水位85.11 m，水庫(kù)總庫(kù)容328 萬(wàn)m3，其中興利庫(kù)容242.5 萬(wàn)m3，防洪庫(kù)容69 萬(wàn)m3，死庫(kù)容16.5 萬(wàn)m3。

水庫(kù)樞紐工程主要包括大壩、溢洪道、放水涵洞等建筑物組成。大壩壩型為均質(zhì)壩，現(xiàn)有壩頂高程91.11 m，最大壩高37 m，壩頂長(zhǎng)度230 m，壩頂寬度5 m。

放水涵洞位于大壩左側(cè)，為漿砌石無(wú)壓箱涵，長(zhǎng)134 m，斷面為0.8 m ×1.5 m(寬× 高)，進(jìn)口高程63.61 m，出口高程62.51 m，比降1/250，放水設(shè)備為斜拉式閘門(mén)，方型放水孔尺寸為0.5 m ×0.5 m，安裝高程64.84 m，采用5T 手動(dòng)啟閉機(jī)，放水閘門(mén)下設(shè)放水底孔，最大放水流量2.0 m3/s。涵洞洞底及蓋板采用80#水泥砂漿漿砌條石，厚度0.3 ～0.6 m，側(cè)墻采用80#水泥砂漿漿砌條石，厚度0.6 m，部分采用干砌條石加勾縫。

2 涵洞存在的問(wèn)題

放水涵洞箱涵至今已經(jīng)運(yùn)行近40 a，且原砌筑質(zhì)量較差，涵洞砌體嚴(yán)重老化，水泥勾縫脫落較多。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)兩側(cè)墻漏水，水中還帶有黃泥漿，意味著壩體土料細(xì)小顆粒被帶走，不僅影響工程運(yùn)行管理，也給壩體帶來(lái)安全隱患［1］。

3 加固方案比選

3.1 新建輸水隧洞

洞線方案原輸水涵洞位于左岸，左岸地形條件好，花崗巖巖體出露，洞線可避免靠近壩體，而右岸位置狹小，洞線靠近壩體和溢洪道，花崗巖巖體風(fēng)化深，故選取左岸洞線。隧洞開(kāi)挖洞徑采用1.8 m ×2.3 m城門(mén)洞形，隧洞全段采用C25 鋼筋混凝土襯砌，襯砌洞徑1.3 m ×1.8 m，襯砌厚0.25 m，全洞均進(jìn)行回填灌漿，全洞總長(zhǎng)200.8 m，隧洞底坡0.5%;隧洞洞口設(shè)置鐵柵欄，防止人畜進(jìn)入，發(fā)生危險(xiǎn)，影響正常使用［2］。

舊箱涵采用C20 泵送混凝土封堵，按10 m一段施工且在洞頂預(yù)留兩根Φ50 mm 的PVC 灌漿管，灌漿管外包土工布，灌漿壓力0.3 MPa。漿液由稀變濃，逐步將涵管填堵密實(shí)。經(jīng)計(jì)算，洞身段工程量:進(jìn)出口明挖土方:350 m3，進(jìn)出口明挖石方200 m3，洞挖石方761 m3，C25 混凝土隧洞襯砌327 m3，鋼筋制安29t，回填灌漿473 m2，固結(jié)灌漿325 m，C20 泵送混凝土封堵原箱涵161 m3，工程費(fèi)用75.5 萬(wàn)。

3.2 箱涵內(nèi)套鋼管

為徹底解決箱涵質(zhì)量問(wèn)題，本次加固將對(duì)全箱涵進(jìn)行內(nèi)套鋼管，箱涵斷面為0.8 m ×1.5 m(寬×高)，箱涵內(nèi)可套鋼管，內(nèi)套鋼管采用8 mm厚，Q235鋼板卷制而成、內(nèi)直徑為60 cm。箱涵與管壁的空隙采用C20 泵送混凝土封堵，且在箱涵頂預(yù)留6 根Φ 50 mm的PVC 灌漿管，其中3 條灌漿管為主灌漿管，另外3 條為備用灌漿管，灌漿管外包土工布，灌漿壓力0.3 MPa，漿液由稀變濃，逐步將加固段箱涵填堵密實(shí)。經(jīng)計(jì)算，該方案需鋼板20 t，C20 泵送混凝土封堵123 m3，回填灌漿108 m2，工程費(fèi)用29.6 萬(wàn)。

3.3 方案比選

隧洞施工對(duì)開(kāi)挖山體的地質(zhì)情況要求較高，隧洞在開(kāi)挖過(guò)程中容易出現(xiàn)塌方、斷層等地質(zhì)難題，碰到這些難題時(shí)，處理費(fèi)用很高。隧洞開(kāi)挖時(shí)須爆破，審批爆炸物品程序較復(fù)雜、昂貴。套管放水型式具有“安裝快速、運(yùn)行穩(wěn)定、水庫(kù)平安”的特點(diǎn)。能減少土石方的開(kāi)挖，目前已經(jīng)成為小型水庫(kù)改造放水設(shè)施的主要型式之一。

兩方案均能徹底解決原箱涵滲漏問(wèn)題，方案二的優(yōu)勢(shì)更明顯，其工程費(fèi)用為方案一的39.2%，投資較省，還由于方案二施工簡(jiǎn)易，安全性高，施工期較短，因此推薦方案二，即對(duì)箱涵進(jìn)行內(nèi)套鋼管，箱涵與管壁的空隙采用C20 泵送混凝土封堵。

4 加固設(shè)計(jì)及施工工藝

在枯水期時(shí)先修建圍堰，拆除原進(jìn)水口。內(nèi)套鋼管采用8 mm 厚，Q235 鋼板卷制而成、內(nèi)直徑為60 cm，每節(jié)長(zhǎng)10 m，洞身長(zhǎng)134 m，共需14 節(jié);鋼管可委托制作，制作好后運(yùn)送至工地進(jìn)行焊接，為保證鋼管能在洞內(nèi)順暢移動(dòng)，方便安裝，同時(shí)保證管底下有砂漿填充，在每節(jié)管下焊2 排滾輪，輪距2 m，輪高共12.5cm(詳見(jiàn)內(nèi)套鋼管結(jié)構(gòu)圖);鋼管安裝的主要工序有:吊裝、就位、拼接、安裝環(huán)縫施焊等。先利用汽車(chē)吊和卷?yè)P(yáng)機(jī)將鋼管吊裝至涵洞出口處，鋼管制安時(shí)，在下游洞口焊接，每焊好一節(jié)，將焊接好的鋼管采用上游準(zhǔn)備好的鋼絲繩卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引往進(jìn)水口方向拉入洞內(nèi)。

管道內(nèi)防腐在鋼管安裝之前進(jìn)行施工，安裝縫的防腐在安裝后進(jìn)行。防腐材料采用環(huán)氧樹(shù)脂。管道內(nèi)側(cè)有電動(dòng)鋼絲刷除銹后涂環(huán)氧樹(shù)脂二度防腐。當(dāng)鋼管安裝好后，箱涵與管壁的空隙采用C20 泵送混凝土封堵，且在箱涵頂預(yù)留6 根Φ 50 mm的PVC 灌漿管，其中3 條灌漿管為主灌漿管，另外3 條為備用灌漿管，灌漿管外包土工布，灌漿壓力0.3 MPa，漿液由稀變濃，逐步將加固段箱涵填堵密實(shí)。詳見(jiàn)圖1。

圖1 封堵斷面圖

放水涵洞加固為枯水期，2010年11月3日開(kāi)始，2011年1月14日完成放水涵洞加固改造的全部施工，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)工程已安全運(yùn)行3 a多。

5 結(jié) 語(yǔ)

涵洞內(nèi)套管在勞光水庫(kù)箱涵防滲加固中取得成功，施工工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量可靠，工期短，環(huán)境影響小，投資適中等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)直線型、面積較大的箱涵防滲加固具有一定的借鑒作用，可供類似涵洞加固工程參考。

［1］段濟(jì)雄. 龍?zhí)端畮?kù)放水涵洞除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)與施工［J］. 水利科技，2012(04):40－42.

［2］李治芳. 淺析聚乙烯(PE)管在小型水庫(kù)放水涵洞除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用［J］. 水利建設(shè)與管理，2010(09):47－48.