水库除险加固工程上游混凝土护坡加固方法探讨

摘要：滨海区域大型中低土石坝上游护坡砼施工范围广，需综合考虑台风、暴雨、下游水位、工期等因素，因此，施工方法的选择尤为重要。海丰县公平水库除险加固工程上游砼护坡施工充分考虑以上因素，通过一系列调查研究，改变了传统加固方案，施工过程中也有所创新，为类似加固项目提供一种较为可行的方案。

关键词：土石坝，除险加固 ，砼护坡

Abstract: large coastal region low earth dam upstream revetment concrete construction range, need to comprehensive consideration of the typhoon, rainstorm, downstream water level, and the time factors, therefore, the selection of the construction method is particularly important. The fair good reservoir upstream slope reinforcement engineering problems of concrete construction full consideration of the above factors, through a series of investigation and study, change the traditional reinforcing scheme, construction process and make innovation, for similar project provides a more reinforcement feasible scheme.

Keywords: earth dam, problems reinforcement and concrete slope protection

中图分类号：TV62文献标识码：A文章编号：

1 概况

海丰县公平水库始建于1959年,由主坝、副坝I、副坝II、副坝III四个坝段组成，主坝坝长2064m，副坝I坝长2250m，原坝顶高程为20.5。经安全鉴定，该水库需立即进行除险加固，加固后主坝长2230m，副坝I坝长3146m，坝顶高程为21.6m，原设计上游护坡砼加固方案为18m高程以下保持原上游坝坡不动，将18m高程以上的砼护坡拆除，重新浇砼护面至新建防浪墙基座。

2 加固方案的讨论与变更

坝体加固主要内容为坝后坡土方填筑、坝体高压摆喷灌浆、上游护坡砼加固等。土方填筑施工必须安排在枯水期进行，考虑坝体安全，根据设计文件要求，高压摆喷灌浆施工须尽量在枯水期进行，综合考虑以上因素，为确保施工进度，上游砼护坡施工只能安排在汛期进行。水库处于粤东暴雨高发区中心，降雨量丰富，台风和热带气旋平均每年约四次左右，如按原设计方案拆除旧护坡，有两种施工可能性：（1）为确保坝体稳定，局部拆除并及时浇筑，不利于施工组织，且施工进度将极为缓慢；（2）一次性整体拆除后浇筑，进度快，便于施工组织，但不利于坝体安全。鉴于此，经过反复讨论研究，各方认为原坝坡虽有一定程度侵蚀，但基本完整，而18.0m高程以上砼护坡相对冲刷较小（正常蓄水位为16.0m），可考虑不拆除原砼护坡，对原护坡进行凿毛处理，直接在旧护坡进行砼浇筑的加固方案。根据该设想，应设计单位要求，邀请权威检测机构对全坝段拟加固段旧坝坡进行了脱空检测，结果显示，原坝坡大部分基面较密实，没有明显脱空现象。根据检测结果，不拆除原护坡的方案可行，但需对局部脱空部位进行必要处理。最终确定修改方案如下：（1）原上游坝坡未脱空的部位，可对原坝坡进行凿毛清扫后，直接浇筑混凝土，浇筑混凝土坡度原则上与原坝坡保持一致，宽度与18m高程平台边线齐平；（2） 对于原上游坝坡脱空部位，应先对脱空部位凿开，凿开部位应比脱空范围大20cm左右，然后再回填混凝土。

图一(方案修改前)

图二（方案修改后）

表1工程量变化表

修改后的方案减少了新浇筑混凝土护坡的厚度，如凿毛达到设计要求，新旧混凝土结合好，仍可实现原设计标准及功能。综合考虑汛期坝体安全及施工进度，结合上游护坡的功能，变更后的方案对工程投资、进度、安全更为有利。

3 施工方法

3.1 旧护坡砼凿毛

经过分析讨论，修改后方案中的混凝土浇筑为常规施工项目，施工方法较为成熟，易组织施工，而旧坝坡混凝土凿毛工程量大，直接决定新旧混凝土结合的好坏，为修改后施工方案实施成功与否的关键，因此，凿毛工艺的选择就显得尤为重要。

经过对现场护坡认真查勘，确定原旧砼护坡厚度约10cm左右、坡面受自然侵蚀导致麻面严重、且表面均被侵蚀成黑色。经过认真分析，由于原坡面较薄，常规混凝土凿毛机及高压水易完全破坏原护坡，这就违背了护坡方案修改的意图，且经过了解，当地很难租到此类设备，如重新购买，成本过高。

经过初步探讨，先采用人工持风镐凿毛的施工方法，经过两天施工，发现此施工方法效率过低，且很难整体凿除被侵蚀层。结合此次护坡加固方案设计要求，决定利用现场闲置反铲挖掘机，挖斗斗齿焊钢板，钢板头加工成密锯齿（齿深3~4cm），挖掘机在坝顶进行凿毛施工。经过一周试验，分析统计数据，该施工方案效率较高，凿毛效果可满足设计要求，且利用了现场闲置设备，极大降低了施工成本。

3.2 混凝土浇筑

混凝土浇筑前用小型高压水枪对旧坡面进行冲洗，确认无残渣、凿毛符合要求后，先铺约1~2cm厚薄层水泥砂浆以保证新老混凝土结合良好

因混凝土厚度普遍较小，采用2级配（粗骨料粒径不大于40mm）混凝土以保证浇筑质量。混凝土入槽采用混凝土运输车加套筒、溜槽入仓的常规施工方法，入仓后，采用提前加工的方形条木或铝型材平仓，面层采用平板振捣器进行振捣，齿槽采用振动棒进行振捣，振捣以混凝土粗骨料不再显著下沉，并开始泛浆为准。

3.3 混凝土抹面

护坡混凝土对工程来说，是必要的加固构造，也是典型的‘面子工程’，抹面质量的好坏直接决定了该项施工的成败。根据以往薄层混凝土施工经验，采用混凝土抹面机进行初步抹面的，待坡面平整，再由技术过硬的泥水工收面。

3.4 混凝土施工质量检验

坡面混凝土主要采用抽芯及回弹检测法。其中回弹检测法操作简单，如有必要可进行全段检测，但回弹法检测的缺点是无法确定新旧混凝土的结合状况，因此，还需根据实际情况在相关单位指定位置进行抽芯检测，值得注意的是，抽芯时需将旧坡面芯一同取出，以查看新老混凝土结合状况。

3.5施工效果

通过方案的变更及施工过程的严格控制，该工程坡面混凝土施工得以在汛期完成。经过回弹，抽芯检测，坡面混凝土强度符合设计要求，新旧混凝土面结合良好，采用混凝土抹面机+人工的组合抹面方式，混凝土坡面普遍较为平整，外观质量达标。

4 结论

土石坝除险加固工程较新建项目受干扰多，且施工项目往往较为集中。上游护坡砼加固相较防渗、坝体加高培厚重要性小，而低坝护坡整体加固范围广，如采用常规拆旧建新的加固方法，考虑坝体安全通常不宜安排在汛期组织施工，而其他施工项目往往也是枯水期施工更有利于质量、安全，如不改变加固方案，将使工期整体滞后至少半年，如条件允许，在不改变设计标准的前提下，应考虑改变加固方案。本工程通过变更方案，利用汛期完成了上游护坡砼施工，使其他各项施工得以有序展开，避免了相互施工干扰，极大缩短了整体工程工期。同时该工程薄层旧砼凿毛，没有采用常规混凝土凿毛的施工方法，而是充分利用闲置施工设备进行适当改造，提高了施工效率，减少了施工成本，笔者认为可为同类施工项目提供参考。

参考文献： 水工混凝土施工规范【S】DL/T 5144-2001北京：中国电力出版社.2002.6-24