（鹿寨縣水利局，廣西柳州 545600）

水庫項(xiàng)目建設(shè)環(huán)節(jié)中，水庫放水涵管屬于核心和基礎(chǔ)性裝置，在我國已經(jīng)建成的多個(gè)水庫工程項(xiàng)目中，由于項(xiàng)目長期持續(xù)性運(yùn)行，水庫涵管存在諸多病險(xiǎn)問題，須對水庫涵管進(jìn)行除險(xiǎn)加固施工。水庫涵管在實(shí)現(xiàn)除險(xiǎn)加固施工期間，面臨構(gòu)造復(fù)雜、危害性大、施工難度大等現(xiàn)狀，為了保證涵管除險(xiǎn)加固施工質(zhì)量合格，需要施工部門及作業(yè)人員充分掌握水庫涵管除險(xiǎn)加固施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，通過高效、科學(xué)的除險(xiǎn)加固施工，保證水庫和涵管在后續(xù)運(yùn)行中安全性與穩(wěn)定性。

1 水庫涵管險(xiǎn)情形成原因

1.1 水庫涵管缺乏必要的管理維護(hù)

目前部分水庫工程項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間較早，經(jīng)過長時(shí)間、持續(xù)性的運(yùn)行，水庫涵管會(huì)受到大氣及水流沖刷作用的影響，使涵管管身的混凝土呈現(xiàn)蜂窩麻面狀，混凝土強(qiáng)度顯著下降。

涵管啟閉設(shè)施及鋼閘門均存在不同程度的氧化銹蝕，還有部分涵管在調(diào)度運(yùn)行過程中出現(xiàn)不規(guī)范操作，導(dǎo)致管內(nèi)存在明滿交替的流態(tài)，管壁在不良流態(tài)的影響下，產(chǎn)生嚴(yán)重破壞[1]。在水庫實(shí)際運(yùn)行期間，對水庫涵管缺乏定期、動(dòng)態(tài)的檢查，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)涵管問題，對涵管缺乏維修保養(yǎng)，使水庫涵管長期帶病運(yùn)行、帶險(xiǎn)運(yùn)行。

1.2 水庫涵管設(shè)計(jì)施工缺乏規(guī)范性

水庫工程發(fā)展初期，部分水庫工程受到建設(shè)時(shí)期有限的環(huán)境條件影響，同步受到工程建設(shè)環(huán)節(jié)不夠先進(jìn)的施工工藝、施工設(shè)備及施工材料等局限，導(dǎo)致水庫涵管在設(shè)計(jì)施工期間存在不規(guī)范情況，整體設(shè)計(jì)不符合有關(guān)規(guī)范要求，使大壩在后期運(yùn)行過程中存在諸多安全隱患。

首先，目前水庫涵管保持多種多樣的結(jié)構(gòu)，但部分結(jié)構(gòu)形式不符合有關(guān)設(shè)計(jì)要求，一些水庫涵管直接購置預(yù)制管，管體強(qiáng)度不符合設(shè)計(jì)要求，部分涵管由石灰砂漿砌成，一小部分涵管為竹管或木管。以上問題均影響涵管運(yùn)行質(zhì)量，威脅大壩安全。

其次，部分涵管周邊未嚴(yán)格按照要求設(shè)置節(jié)水設(shè)施，導(dǎo)致有庫水順著涵管的外壁不斷滲流，長期會(huì)導(dǎo)致涵管周邊出現(xiàn)大量空洞，引發(fā)壩體跌窩[2]。

再次，部分涵管的管身未按照相關(guān)規(guī)范設(shè)置沉降縫、伸縮縫，未對部分涵管接頭進(jìn)行有效處理，使接頭或管身由于擠壓作用發(fā)生破裂。在放水時(shí)，涵管會(huì)出現(xiàn)內(nèi)水外滲情況，在關(guān)閘時(shí)，壩體水會(huì)向涵管中倒?jié)B。水庫長時(shí)間運(yùn)行過程中，易在涵管中形成空洞，在沒有及時(shí)維護(hù)情況下，空洞會(huì)不斷擴(kuò)大，最終引發(fā)壩體坍塌。

最后，部分水庫在擴(kuò)建工程施工過程中，只注意加高大壩，不關(guān)注對老壩體中分布的涵管情況進(jìn)行加固處理，只是單一向外部接長涵管。在大壩加高施工后，水壓力、土壓力均會(huì)進(jìn)一步增加，進(jìn)而引發(fā)涵管破裂問題。

2 水庫涵管除險(xiǎn)加固施工技術(shù)

由于水庫涵管深埋在壩下，部分水庫在最初設(shè)計(jì)施工階段存在材料缺失情況，因此，應(yīng)明確涵管存在的問題。

針對水庫涵管實(shí)現(xiàn)除險(xiǎn)加固施工，其首要前提應(yīng)明確涵管有無問題存在。水庫涵管存在的問題不同，需要對應(yīng)實(shí)施不同的涵管加固技術(shù)進(jìn)行有效處理。

第一，涵管原先結(jié)構(gòu)不存在較大問題情況下，對涵管實(shí)現(xiàn)防滲和加固處理，可通過進(jìn)口開挖重填黏土并夯實(shí)以防滲水或增設(shè)截水、在涵管外部進(jìn)行灌漿等方法進(jìn)行施工處理。

第二，涵管原本結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重的破壞，小管徑的涵管在壩中斷裂情況下發(fā)生錯(cuò)位，在加固施工中應(yīng)先封堵并挖出舊涵管，重建放水建筑物。

第三，部分水庫涵管不存在結(jié)構(gòu)性問題，在處理期間主要措施是維修加固。

第四，涵管不存在明顯的滲漏問題，在涵管加固處理期間無須進(jìn)行防滲處理，應(yīng)在涵管出口部位實(shí)現(xiàn)開挖作業(yè)后加強(qiáng)反濾工作，保證水庫大壩可穩(wěn)定滲透。

2.1 充填灌漿處理技術(shù)

舊水庫涵管由于兩側(cè)回填土存在不均勻沉降或不密實(shí)等問題，易在水庫蓄水后涵管外部四周產(chǎn)生滲漏通道，如果滲漏問題沒有及時(shí)解決，水庫長時(shí)間運(yùn)行后會(huì)在涵管外圍發(fā)生空洞。因此，為了確保壩體可以安全、穩(wěn)定使用，應(yīng)涵管和壩體保持高度緊密結(jié)合。水庫涵管局部性隱患范圍及隱患性質(zhì)明確后，應(yīng)用充填灌漿技術(shù)進(jìn)行處理。以充填灌漿技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工期間，應(yīng)先精準(zhǔn)定位涵管的位置，同步應(yīng)準(zhǔn)確把握涵管裂隙范圍及外部空洞情況。再結(jié)合涵管缺陷狀況對孔位布置進(jìn)行定位，確定漿液材料、灌漿壓力等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

除險(xiǎn)加固施工期間，孔位間的排距應(yīng)保持在1～1.5 m區(qū)間內(nèi)，孔深需要超過涵管底部1 m以上。在灌漿施工期間，灌漿壓力應(yīng)≤0.05 MPa，以確保壩體安全，防止發(fā)生新缺陷。為了獲得更好的灌漿效果，每個(gè)孔位均應(yīng)進(jìn)行多次復(fù)灌，復(fù)灌次數(shù)應(yīng)超過3次，每2次復(fù)灌之間的間隔應(yīng)≥5 d，灌漿材料主要為黏土，使用的水泥量占干料量約15%[3]。

2.2 高壓噴射灌漿節(jié)水施工技術(shù)

如果水庫涵管管壁發(fā)生接觸性滲漏問題，在除險(xiǎn)加固施工期間，可通過高壓噴漿節(jié)水處理技術(shù)進(jìn)行施工，此技術(shù)主要通過高壓液漿或高壓水產(chǎn)生高速噴射流束。在對地層土體進(jìn)行沖擊、破碎及切割操作后，在其中充填或摻混入水泥基質(zhì)漿液，構(gòu)建板墻狀凝結(jié)體或柱狀凝結(jié)體，以確保水庫涵管的承載能力及防滲能力能夠得到有效提升。在水庫涵管除險(xiǎn)加固施工期間，通過高壓噴射漿液可以對地板下部及涵管周邊土層實(shí)現(xiàn)防滲加固處理，以免壩體和涵管相互接觸部分出現(xiàn)滲漏問題。

2.3 倒掛井增設(shè)節(jié)水環(huán)施工技術(shù)

若水庫涵管順著管壁存在突出的接觸滲漏問題，應(yīng)在除險(xiǎn)加固施工期間實(shí)現(xiàn)截滲處理，將節(jié)水環(huán)增設(shè)于管壁外部，以起到良好的防滲作用。由于水庫涵管埋在地下深層，若進(jìn)行明挖處理，會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，且會(huì)面臨較大風(fēng)險(xiǎn)，因此，可通過倒掛井施工方法實(shí)現(xiàn)開挖。

倒掛井主要以人工開挖方法實(shí)現(xiàn)施工，操作技術(shù)相對簡單，不需要借助大型設(shè)備及相對專業(yè)的技術(shù)。因此，整個(gè)施工較為便利，基本上不會(huì)受水庫洪水影響，可顯著縮減土石方開挖質(zhì)量，整個(gè)加固施工建設(shè)周期及施工成本均顯著減少。

2.4 防內(nèi)水外滲施工技術(shù)

水庫涵管的內(nèi)部有明顯的裂縫、混凝土剝落等情況，涵管在實(shí)際使用期間易發(fā)生內(nèi)水外滲問題。

如果涵管具有較大的管徑，可通過取丙乳或其他相關(guān)聚合物水泥砂漿進(jìn)行抹面操作，可同步配合應(yīng)用嵌縫處理技術(shù)；如果涵管具有比較小的管徑，無法容納一名施工人員，可通過套管法對舊的水庫涵管進(jìn)行加固處理。

具體施工中，需要將一根比原涵管直徑小的管道安裝在原涵管中，在套管法應(yīng)用下，安裝的管道可滿足過流需求。完成套管安裝工作后，應(yīng)將套管兩側(cè)全部封堵上，在此基礎(chǔ)上，套管和原涵管兩者空隙可以通過預(yù)埋骨料灌漿或填充水泥砂漿法加以解決，以防涵管發(fā)生滲漏問題[4]。涵管進(jìn)口部位實(shí)現(xiàn)開挖后應(yīng)重填黏土，加以夯實(shí)，以充分起到防滲的作用，可在黏土中添加約15%的水泥，促使黏土具有較好的防水性。

2.5 拆除原涵管及新建施工技術(shù)

在涵管新建施工處理期間，對原涵管進(jìn)行挖除處理。通常情況下，新建涵管主要基礎(chǔ)為基巖，涵管前半部分具有條件相對優(yōu)良的基巖，在此位置可進(jìn)行節(jié)水環(huán)的設(shè)置，通過截滲可防止涵管發(fā)生滲漏問題。在新建涵管加固施工期間，需要在基巖中埋入涵管，應(yīng)選擇合適的壩肩。施工人員需要在基巖中挖槽，所挖明槽中埋入涵管后，進(jìn)行密實(shí)振搗。在涵管上部進(jìn)行混凝土保護(hù)層施工，保護(hù)層厚度應(yīng)大于20 cm，若壩高具有較大的管徑，需配鋼筋，根據(jù)不同巖面情況，可將混凝土面設(shè)計(jì)為斜面。

2.6 將原涵管改為虹吸管

在原涵管受破壞程度較為嚴(yán)重情況下，可將原涵管設(shè)計(jì)改為虹吸管。虹吸管的工作原理主要是利用排氣管抽出虹吸管中分布的空氣，在管道中構(gòu)建一個(gè)真空環(huán)境，在氣壓作用下可使上游的水從進(jìn)水管口流向下游，進(jìn)而持續(xù)水循環(huán)，管道中分布的真空環(huán)境對管道氣密性提出了較高要求。水的溫度過高會(huì)產(chǎn)生汽化現(xiàn)象，因此，虹吸管不可安裝在溫度較高的部位。

3 結(jié)語

水庫在我國水利工程建設(shè)中是重要的基礎(chǔ)建設(shè)，由于我國水庫建設(shè)時(shí)間相對較早，施工工藝較為滯后，水庫經(jīng)過長時(shí)間使用出現(xiàn)了較多問題。病險(xiǎn)水庫隱患是觸發(fā)災(zāi)情的一項(xiàng)重要潛在危機(jī)，水庫涵管帶病害運(yùn)行會(huì)嚴(yán)重威脅大壩安全。為了保證水庫更安全、可靠運(yùn)行，需要高度關(guān)注目前水庫涵管存在的各種病害，針對水庫涵管采取科學(xué)的除險(xiǎn)加固施工技術(shù)，以有效消除安全隱患。