劉朝庹

（云南明通水電建設(shè)監(jiān)理有限公司 云南 楚雄 675000）

1 工程概況

小黑河水庫位于云南省曲靖市師宗縣境內(nèi)，屬于?。ǘ┬退畮?，水庫任務(wù)兼顧供水及防洪。水庫主體工程主要由攔河壩、溢洪道、輸水洞三部分組成。水庫溢洪道型式為寬頂堰，設(shè)計最大泄量為640m3/s。水庫自建立至今，先后經(jīng)受了多次較大洪水考驗(yàn)，起到了很好的工程實(shí)效。但溢洪道溢流堰面表層混凝土在水流的長時間沖刷及季節(jié)變化導(dǎo)致的溫度改變等因素的影響下，多處出現(xiàn)裂縫，堰面表層存在碳化與蜂窩麻面的現(xiàn)象，需及時對溢洪道進(jìn)行除險加固，以免出現(xiàn)安全事故。

2 溢洪道病害分析

2.1 裂隙發(fā)育現(xiàn)狀

依據(jù)現(xiàn)場實(shí)測，工程存在的主要問題為裂隙較多，溢流面裂隙主要發(fā)育在溢洪道閘室段與泄槽段。其中閘室段主體為混凝土結(jié)構(gòu)，在溢流面上共發(fā)現(xiàn)具有威脅性的裂隙6條，同時溢流面還有沖蝕與破損、止水老化、開裂等現(xiàn)象；泄槽段側(cè)墻結(jié)構(gòu)為漿砌石構(gòu)成，用砂漿進(jìn)行抹面作業(yè)，至今雖未出現(xiàn)明顯的質(zhì)量問題，但表面碳化、止水老化、開裂等現(xiàn)象嚴(yán)重。

2.2 裂隙成因分析

（1）依據(jù)《水庫溢洪道設(shè)計規(guī)范》與《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)施工規(guī)范，對于有抗沖耐磨特性的水工施工，混凝土強(qiáng)度的等級不可小于C25[1]。而水庫原溢流道所采用的混凝土設(shè)計強(qiáng)度為R250，即C20混凝土強(qiáng)度,明顯低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，無法很好的滿足實(shí)際使用需求。

表1 溢洪道堰面主體施工材料

表2 混凝土閘墩碳化情況

（2）溢流面混凝土表層厚度為100mm，在最初設(shè)計時未設(shè)置分塊縫，這使得溢流面在較大的四季溫差變化下，特別是冬季寒流的影響下，底部基巖與砌體對其產(chǎn)生約束效果而出現(xiàn)裂隙。

（3）依據(jù)國家現(xiàn)有“水利工程溫度作用設(shè)計原則”的規(guī)定，當(dāng)壩體底板遭受來自底部基巖的約束作用時，必須在其頂板面布設(shè)鋼筋網(wǎng)，各個方向的配筋率以0.1%為佳，每1m距離上配置的鋼筋數(shù)量不得超過五根，鋼筋直徑不得低于16mm。而原水庫溢洪道溢流面表層鋼筋網(wǎng)配置規(guī)格為φ12@30cm，各方向配筋率不足0.05%，無法達(dá)成溫度裂隙擴(kuò)張所需求的鋼筋配置要求，為裂隙的出現(xiàn)提供了可能。

（4）根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，裂隙出現(xiàn)的位置多為施工縫所在，這說明對施工縫處理的不恰當(dāng)是引起裂隙出現(xiàn)的主要原因之一。此外，最初混凝土施工時，未在其中摻入引氣劑而使得固結(jié)后混凝土層含氣量較低，抗凍性能不佳，亦是導(dǎo)致溢流面表土層出現(xiàn)問題的原因之一。

綜上所述，溢流面裂隙出現(xiàn)的原因?yàn)橐缌髅婊炷翆蛹捌滗摻钆渲脧?qiáng)度不足；溢流面最初設(shè)計時未設(shè)置分塊縫；施工中施工縫處理不當(dāng)和初期施工工藝存在缺陷等，從而使得溢流面在溫度變化下受到溫度應(yīng)力的干擾而出現(xiàn)問題，需對其進(jìn)行及時有效的除險加固。

3 溢洪道除險加固施工設(shè)計

3.1 溢洪道堰面加固方案

基于要求溢洪道加固后現(xiàn)有裂隙得到妥善修復(fù)且避免新裂隙出現(xiàn)的同時，溢洪道自身強(qiáng)度與抗沖刷能力及抗凍性有所增強(qiáng)的前提，溢洪道堰面加固方案分為兩部分：其一，對水流速度較慢的區(qū)域，采取常規(guī)手段進(jìn)行加固；其二，對水流速度較快的區(qū)域，不去除原有混凝土層，改用柔性抗沖磨的高分子材料（CW）對裂隙進(jìn)行填充。充填時需注意應(yīng)先對表層的碳化部分進(jìn)行清除，待表面潔凈后方可進(jìn)行作業(yè)，溢洪道堰面主體施工材料如表1所示。

采用新型裂縫加固處理技術(shù)，該技術(shù)不但操作較為簡便且已經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)，技術(shù)具有可行性。此外，進(jìn)行有效施工需提前進(jìn)行一定的培訓(xùn)，并且該新型材料可能存在抗老化性能的問題，需在后期實(shí)際中進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.2 堰面除險加固施工

加固作業(yè)起始于堰面直線段，整個表面采用柔性抗沖磨的高分子材料（CW）進(jìn)行刷涂。施工時需注意因裂縫中多存在水滲出的現(xiàn)象而會對柔性抗沖磨的高分子材料（CW）的刷涂造成干擾，需先對裂縫進(jìn)行封閉的防滲處理。具體施工為先沿裂縫發(fā)育方向開槽，隨后在槽底充填堵漏材料和柔性防水材料并回填丙乳砂漿，最后用柔性抗沖磨的高分子材料（CW）進(jìn)行刷涂。各施工步驟具體操作如下：

（1）開槽。沿裂縫發(fā)育方向開設(shè)燕尾槽，并用鋼絲對槽內(nèi)表面的雜物進(jìn)行清除。若槽內(nèi)存在滲水現(xiàn)象則在槽底再開設(shè)2cm×2cm的方形槽一個，并在其內(nèi)充填堵漏材料，確保不再出現(xiàn)滲水后，將燕尾槽吹干等待使用。

（2）止水材料填充。使用SR—2型止水材料，充填厚度為2cm，充填時必須確保燕尾槽內(nèi)干燥整潔，止水材料須一層一層刷涂，且必須為前一層自然干燥后才可刷涂下一層。

（3）充填丙乳砂漿。進(jìn)行充填時需先在槽底與兩側(cè)槽壁涂刷一層丙乳砂漿后方可進(jìn)行。

（4）表層防護(hù)。溢洪道堰面上部裂隙處于非水流沖刷區(qū)內(nèi)，對其的防護(hù)只需在裂縫兩側(cè)50m范圍內(nèi)刷涂柔性抗沖磨的高分子材料（CW），其余處于水流沖刷區(qū)內(nèi)的裂縫，需對整個壩體表層涂抹防護(hù)材料。

4 溢洪道側(cè)墻及閘墩加固

4.1 側(cè)墻加固

溢洪道側(cè)墻采用漿砌石結(jié)構(gòu)，表層砂漿抹面，多年使用中碳化現(xiàn)象極為顯著，鑒于其處于水流較快的區(qū)域，對其的加固采用柔性抗沖磨的高分子材料（CW）進(jìn)行刷涂，涂層厚度為4mm，總涂抹范圍覆蓋整個溢洪道側(cè)墻。

4.2 閘墩加固

對水庫閘墩混凝土的碳化情況進(jìn)行調(diào)查分析，其結(jié)果見表2。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果以及工程安全運(yùn)行的要求，對閘墩表層混凝土碳化的加固處理采用丙乳砂漿進(jìn)行。相較于傳統(tǒng)加固方法，丙乳砂漿的防滲、防腐等性能更加優(yōu)越，且抗拉強(qiáng)度相比于普通的水泥砂漿提升一倍，粘結(jié)性則提升了兩倍以上。同時，丙乳砂漿無毒、生產(chǎn)成本低廉、施工工藝簡單，提升經(jīng)濟(jì)效益的同時對于施工安全性亦有顯著提升。具體施工時應(yīng)對碳化的混凝土表層進(jìn)行打毛處理，待表層整潔后方可刷涂丙乳砂漿，涂層厚度以4mm～6mm為佳。

5 結(jié)語

小型水庫在進(jìn)行除險加固施工設(shè)計時要在有限的資金投入上保證其設(shè)計施工質(zhì)量，除險加固施工設(shè)計的合理性是保證工程加固效果的重要前提。文章結(jié)合工程實(shí)際，確定了溢洪道裂隙治理方案，并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)有效的消除了堰面中存在的裂縫；同時，在一定程度上增強(qiáng)了溢洪道的強(qiáng)度與抗寒性等性能，在消除原有安全隱患的同時，很好地保證了溢洪道原有功能的正常發(fā)揮。陜西水利

[1]崔華存.小型病險水庫溢洪道設(shè)計中的問題及解決方案 [J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2014,03：62-64.

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[3]張建平.小型水庫除險加固工程設(shè)計問題的探討 [J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2013,04：81-82.

[4]何善國.病險中小型水庫的工程質(zhì)量缺陷及病態(tài)特征探析[J].中國農(nóng)村水利水電,2010,01：96-100.