林浩祥

(惠州市潼湖水利工程管理中心，广东 惠州 516000)

老旧小型水库工程随着时间的增加，必然会出现一定的质量问题，水库除险加固是目前水利工程管理的重点工作。就目前我国老旧小型水库工程发展现状而言，病险问题依然非常严重，尤其是泄水建筑物堵塞、破损问题非常严重。存在这些问题的原因比较多，如建设工期过早、技术标准比较低、施工材料质量控制不达标、泄水建筑物自身就存在一定的问题等[1]。一旦泄水建筑物发生质量问题，而且没有及时加固修复处理，会对正常使用造成严重影响，甚至会埋下安全隐患。故此，以下开展对老旧小型水库工程的泄水建筑物加固施工探讨分析。

碗窑水库位于惠州市惠阳区镇隆镇大光村，为镇隆镇人民政府管理的小(1)型水库。溢洪道位于大坝左坝肩，为开敞式无闸门控制溢洪道，堰顶高程84.10m，堰顶宽度约10m。进口段长约25m，宽约10～23m，两侧为八字形浆砌石翼墙，墙高约2.56m，左侧挡墙顶为现状边坡，右侧墙顶为浆砌石护坡；
进口段后接明渠，长约254m，底板坡比约为1∶1000，左侧为现状岩性山体，坡比约为1∶0.75，右侧为浆砌石挡墙+浆砌石护坡，墙高1.5m，基础高0.5m，墙面为浆砌石护坡，护坡坡比1∶ 0.15～1∶0.2。

就碗窑水库溢洪道发展现状而言，其存在的问题主要体现在以下几个方面：溢洪道末端无消能措施，下游河床为天然岩质河床，抗冲刷性能较强，洪水下泄对下游河床影响较小。溢洪道顶设有人行工作桥，人行桥为梁板式结构，梁高0.8m，板厚0.2m，人行桥板宽1.4m，梁宽0.6m，人行桥两侧有简易栏杆；
根据现场安全检查，栏杆竖杆间距较大，存在安全隐患；
人行桥梁侧面钢筋外漏且运行多年，存在安全隐患。

3.1 重建钢箱梁桥

结合案例工程泄水建筑物现状交通便桥结构老化，钢筋外露，存在安全隐患的问题，采取了溢洪道拆除重建现状交通便桥，交通便桥采用钢箱梁桥的加固方法。桥长16.0m，净跨14.0m，宽2.0m，桥顶面高程91.20m，梁高630mm，两侧设不锈钢栏杆，桥基础采用单根直径1.0m厚的C30 钻孔灌注桩。溢洪道交通桥断面图如图1所示。

3.2 基础施工

在案例工程钢箱梁桥施工中，基础施工采取了钻孔灌注桩，在钻进施工中，采取旋挖钻进行施工。护筒的高度高于孔内水位，以免发生坍塌问题，本工护筒施工采取了锤击法，保证护筒能够进入到指定的深度位置。在进行钻孔施工中，需要配置高质量泥浆，以便快速形成泥皮，保护钻孔孔壁，以免发生塌孔问题，并为钢筋笼和混凝土浇筑工作做好铺垫。钻孔到设计深度后，及时进行清孔操作，去除孔内钻渣，清理孔中的泥浆[2]。清孔结束后及时跟进钢筋笼安装，可采取汽车吊将钢筋笼垂直吊起后，放入到钻孔中。在混凝土灌注中，采取导管灌注法，边灌注混凝土，边提升导管，但需要保证导管口始终在混凝土以下2m的位置，保证混凝土灌注的连续，混凝土灌注完成之后就能形成稳定性比较好的钻孔灌注桩，为钢箱梁施工营造一个良好的基础支持。

3.3 下料和底板制作

在进行钢结构制作中，需要结合设计图纸进行1∶1放样，对那些形状复杂的零部件而言，可通过计算机进行1∶1的放样来确定最佳的尺寸，为保证下料的准确性，要采取数控切割下料法。在下料之前，需要对钢板进行除锈、矫正处理，确定合适的牌号和规格。在实际下料中，需要高度重视腹板接料线和翼缘板接料线能够至少错开200mm以上，和底板接料线需要错开200mm以上，纵向接口也需要错开200mm以上，以保证溢洪道钢箱梁施工的质量[3]。

本工程钢箱梁底板的平面曲线为圆曲线，桥面横坡有腹板和桥面共同组成，保证箱梁底板相对平直，只能随着胎具高程进行适当调整和变化。为提升钢箱梁线形控制质量，需要合理设置起拱度，在原设计基础上，都增加0.5/1000的起拱即可。

3.4 T梁组对

T梁组对是钢箱梁桥施工的关键环节，其施工质量对整座钢箱梁桥的稳定性、安全性有很大影响，为最大限度上保证T梁组对的质量，在整个组对施工中，必须严格控制以下3点：

1)保证底板横缝、横隔板焊接等，都不会和钢箱梁桥的腹板接料线相互重叠。

2)虽然本工程钢箱梁的长度只有16m，但由于溢洪道位置条件复杂，很多大型机械设备难以达到施工现场，一次安装难以到位，采取了3段安装的方法，进行组对施工，但需要保证腹板和翼缘板之间能够至少错开500mm。

3)在钢箱梁受拉区底板和腹板焊接时，翼缘板和腹板焊接时，必须全部采取全熔透Ⅰ级焊缝。而在受压区域，底板和腹板连接的焊缝，以及翼板和腹板连接的焊缝可采取部分熔透的焊接方法。此外，焊接坡口要采取统一的单面内坡口形式，内侧焊接外侧需要做)好清理。

3.5 胎具搭设和测量控制

钢箱梁需要在施工现场进行搭胎，但由于案例工程钢梁之上的横坡变化由腹板和桥面板的高度差共同组成，底板的下表面为水平状态，搭胎时胎具的上横梁需要保持水平状态，水平方向主要是在底板的两侧分别加200mm[4]。胎具的搭设横向方向上相距1.5m间距搭设横梁，高度方向上最低点≥0.8m。

3.6 钢箱梁的装配和焊接

本工程钢箱梁的规模比较小，但对装配的精度要求比较高，控制难度大，为保证装配质量，采取隔板和加劲肋组装，并预先在底板上做好标记，合理确定装配位置的方法，在进行划线操作中，隔板间距需要适当增加约1mm的焊接收缩量。在具体安装中需要反复检查和调整，以最大限度上保证装配精度。

具体焊接顺序为，先焊接隔板和加劲肋，再焊接底板和腹板，最后进行栓钉焊接。在进行隔板顶板和T梁顶板焊接中，从中间开始，逐步向两侧进行退焊。在钢横梁焊接中，要采取从中部开始，逐步向两侧对称焊接的方法。保证钢箱梁上所有隔板和T梁顶板以及底板全部都焊接完成之后，才能开始腹板焊接，也是从横梁中部开始，向两端进行对称退焊。隔板焊接结束后，再进行底板纵向加劲肋焊接，也可以是先从横梁中部开始，逐步向两端进行焊接。在底板和腹板主焊缝焊接中，要由钢横梁中部开始向两端进行对称焊接。本工程在进行栓钉焊接中，采取的栓钉为直径22mm的剪力钉，全部采取螺柱焊接，栓钉焊接完成之后，要控制高度偏差在±2mm以内，垂直度偏差控制在5°以下。每条焊缝焊接完成后，及时进行外观检查，发现裂纹、未熔合等病害及时处理。焊接完成24h后，进行超声波无损探伤检测，分析质量问题及时处理。

3.7 附属设施施工

本工程护栏为简易护栏，采取了外喷仿木栏杆，栏杆横梁、横件、竖件等都采取预制结构，立柱为现浇结构，装配完成。立柱在结构处预留出40mm榫槽，横杆进入立柱的深度≥35mm，全部安装完成之后，用水泥砂浆进行填充。此外，溢洪道左侧山体边坡较陡，有落石安全隐患。因此，溢洪道左侧山体边坡较陡段进行边坡修整，修整长 20m，坡比1∶0.3。具体的溢洪道边坡修整断面图如图2所示。

3.8 消能措施布设

针对溢洪道末端无消能措施的问题，在进行加固处理中需要选择科学的消能型式，综合考量溢洪道的特点以及所在区域的地质条件，要尽量采取先进、可靠、安全、消耗率低的型式。就案例工程而言，可选择的消能型式有以下2种：

挑流消能：适应性强，结构简单，施工和维护都比较简单，经济性能比较好。但对地质条件要求高，对下游冲刷严重。本工程地处岩石地基，可非常适合此种消能型式。挑流消能如图3所示。

底流消能：流态比较稳定，消能效果比较好，水流雾化小。但如果尾水比较浅，需要的池深比较大，施工工程量大。适用于中、低水头软弱地基岩溢洪道消能中。其结构形式如图4所示。

在进行溢洪道消能型式选择中，需要综合考虑多方面因素，要尽量考虑经济效益和工程量，工程量要尽量小，造价要适中合理。溢洪道是特定条件下才使用的泄水建筑物，通常情况下使用不会很频繁。因此，在具体选择消能型式时，在保证施工安全可靠的前提下，没必要选择结构太过复杂、造价高的消能型式。为提升性价比，要尽量选择简洁、高效的消能型式，以控制建设成本。出于这一点考虑，本工程在消能型式选择上，采取了挑流消能型溢洪道。

综上所述，结合碗窑水库工程实际，探讨了老旧小型水库工程的泄水建筑物加固施工要点，结果表明，泄水建筑物是组成水库工程的关键技术，随着使用时间和使用次数的增加，老旧小型水库工程的泄水建筑物会出现严重的破坏，影响施工安全性。需根据泄水建筑物的实际情况，采取有针对性的加固技术和措施。案例工程通过采取挑流消能溢洪道，洪水下泄对下游河床影响较小，将存在安全隐患的溢洪道顶人行工作桥，改建为稳定坚固的钢箱梁桥，确保了工程安全及质量，社会及经济效益良好，值得类似工程大力参考和借鉴。

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