病险水库整治研究——以龙岩水库为例

　摘要

土石坝在水库安全和生产经济效益方面具有必不可少的重要意义，在丘陵地区更具有应用性。土石坝基本建设的优势：就近留才，施工方便，经济安全，维修方便，是中小型浇灌储水的不二选择。XX部门能够增加土石坝建设工程施工，给农业生产产生经济效益与人民生命财产安全性。

　关键词：土石坝；水库；安全；建设

　第1章绪论

龙岩水库坐落于市泸县波镇地域，波镇陈湾村，距波镇4.5km。水利工程核心区建在沱江流域濑溪河干支流，归属于拓荆水质。坝上集雨面积0.7km2，上中下游主河道长1.71km，均值坡降量40.765。水利枢纽工程包含河堤、溢流坝、放水机器设备。水库总水流量40.87万m3，校准警戒水位309.81m；设计洪水位309.44m；正常的库容量31.89万m3，正常的水位308.57m；过流保护容量9.94万m3，过流保护水位线304.10m。本次整治后，水库总水流量40.32万m3，查验水灾水位线309.74m；设计洪水位309.39m；正常的库容量31.89万m3，正常的水位308.57m；过流保护容量9.94万m3，过流保护水位线304.10m。水利工程供水量500亩，实际供水量450亩，就是这座具有防汛、浇灌、供电系统等整体效益这个小(2)型水利工程。

龙岩水库于1957年开工基本建设。1958年2月工程竣工，运行时河堤产生里外滑坡，遭受资产限定。那时候只开展了一部分钻探回收利用回填土处理，但效果不好，每一年主汛期都出现了一定的紧急状况。2004年3月至10月由区财政补助5万元，城区自筹经费18万元，对河堤开展上中下游坝坡边坡绿化，中上游坝坡一部分轻缓，扩宽溢流坝等举措。因为资金不足，溢流坝底板两层，排污沟不完善，并没有溢流坝；水库泄露后处理。现阶段，河堤中上游坝坡下一部分坝坡还是处于翻转变型中。

河堤为均化坝基，坝线长80m，坝后宽4.4m，坝后设计标高310.60m，高于坝13.8m。坝基上中下游坝坡之比1:1.5，设计标高304.10m至坝后310.60m占有混泥土边坡绿化；中上游水库边坡为3级，边坡比分别是1:2.7、1:2.7、1:2.7，无边坡绿化，无排水管道路棱体。水库后末硬化，现阶段通村机耕道依据坝后根据，损伤较为严重，坝基渗漏，中上游水库山地湿化。对于河堤现况，选用坝基培厚对策，防止河堤不稳产生安全隐患。

　第2章料场规划

在所有除险加固过程中，料场的合理布局与使用是重力坝建筑施工中的关键技术之一，它不但关系着堤坝的工程施工质量、工期和施工预算，并且影响到了四周的农牧业生产加工。

开工前，应密切配合施工组织方案，编写各料场的进一步调查和整体规划、分期还款开采计划方案。为适应水库建筑施工要求，有规划、简单化地开采各种各样水库原材料。

应使用料场原料的热力学特点，达到水库设计工程质量要求，勘察中能采量不能低于设计需要量两倍。储藏量密集的关键原材料区，配备大中小型开采工业设备，避免经常挪动；储存一定的预埋料场(基本上料场总储量的20%~30%)和近料场，做为施工中的紧急主要用途。

在料场的应用时间与生产流程上，应注意高含水量料场的夏用、低含水量料场的雨天气用开展整体规划。工程项目强度高时就近原则使用材料，抗拉强度低时长距离使用材料，均衡运输抗拉强度，避免停工损失。针对料场设计标高及相对应的填方路基部位，应选择适合自己的，合理布局合理，有益于超重下坡路。就远原则上进行原材料低、原材料低、原材料高；避免上游下游跨坝运送，减少影响。

充足合理地应用钻探废料，对减少施工预算与确保工程施工质量起着至关重要的作用。防止煤灰安全隐患问题，不受影响生态环境保护。料场规划里，应统筹协调各种各样水库原材料的开挖填方，制订土石方经营整体规划，留意合理使用材料。料场脱套层薄，有效料层厚，有利于开采，提取率大。减少原材料罐的应用、清理，搞好料场防汛、排水管道路，防止原材料环境污染的分离出来。避免浪费、不降低农业农业用地，保证占地面积还田。

总而言之，菜市场计划和开采，考虑的因素许多，并且更方便。对制订的整体规划、推送计划方案，在施工中即便不合理还要进行调节，以获得理想的工程经济学预期效果。

第3章土石料的开挖和运输

除开安全隐患，在所有建筑加固工程环节中，从料场开挖、运送到坝坡整齐材料及压实等几种全过程，都能够选用“一条龙”施工步骤，即构成综合性建筑施工，进行综合性建筑施工。

　3.1开挖运输方案

水库开挖运输是保证上水库承受能力不可或缺的一部分之一。开挖运输工具重点在于坝基构造布局特点、坝料特点、回填土抗拉强度、回填土场所特点、间距距离、采用工业设备产品规格等诸多要素，根据深入分析，我区病险水库除险加固工程施工阶段工作中一般采用正方向开挖，由卸货往上坝正方向发掘、运送，由卸货立即水库运送，一般间距少于10km。卸货可携带各种各样坝料，货运量高，工业设备实用性强，可以直接铺料，战略战术、道路转弯半径小，上坡特性很强，管理方案便捷，工业设备容易得到。在项目布局上，正方向开挖一般选择外立面开挖，货品地面可设置在循环管道路上，上料停靠在挖机一侧同一平面上，目前车子一贯开展上料和走动。这类设计原则能够防止或减少汽车的转为时长。正向铲在60~90拐角侧边上料，回转角度小，生产效率高，可以充分利用正向铲及车辆高效率。

　3.2开挖运输机械设备容量确定

工程施工里可依据水库分期还款建筑施工回填土抗压强度开挖抗拉强度明确对应的机械设备容量，并遵照qd=KK1Vd/TN

式中：

qd——水库分期还款回填土抗拉强度，m3/h；

Vd——水库分期还款回填土数，m3；

K——建筑施工不均匀系数为：1.2~1.3；

K1——考虑到混凝土裂缝、削坡、损害等影响系数，为1.15~1.2；

T——分期还款时间范围的正常运转日数有、

依据d——分期还款时间段的总体日数，扣减节假日日、降雨和可能出现环境温度损害的停工日数，即是正常运转日。

N——按每日工作中时长20h测算。

水库分期还款建筑施工开挖抗拉强度QC(m3/h)为qc=K2qdrd/rn

式中：

K2——钻探和运输中损害指数为：1.05~1.10；

rd——土料设计方案表观密度，t/m3；

rn——土料纯天然干堆积密度，t/m3。

达到上坝回填土抗拉强度规范挖机数量Nc为Nc=qc/Pc

式中：

Pc——一台挖掘机的生产率，m3/h。

做到上坝回填土抗拉强度要求车子数量Na为Na=qc/Pa

式中：

Pa——一辆汽车的生产率，m3/h。

为了迎合一台挖掘机所需要的汽车数量n，总体生产率比一台挖掘机的生产效率略大，因此需要达到nPaPc。

为了能灵活运用装车的物流效率，应该根据履带起重机的挖斗容量挑选具备适当挖斗容量(或载货量)车子。挖机每斗数的高效范畴应是3~5斗，一般规定一车放满时长不能超过3.5~4min，卸货不能超过2min。

第4章土料压实

细沙压实是重力坝工程施工质量的关键所在。重力坝本身保持较为稳定土料内部构造的中坚力量(粘结力及抗滑滑动摩擦力)、土料抗漏水特点等都在于土料的压实度。比如，针对干堆积密度为1.4t/m3的砂壤土，压实后超过1.7t/m3时，抗压强度变成4倍，渗透系数降低到1:2000。依据土料压实结果，能使坝坡变陡，加快工程进度，降低工程费用。

　4.1土料压实特性

土料压实特征与土料本身特点、细颗粒物构成情况、砂浆配合比特点、含水量规格以及压实功效等有关。

粘性土与非粘性土的压实存在明显差别。粘性土一般粘结力大，摩擦力小，具有较大的朔性，但吸水能力小，排水管道路艰难，变小整个过程迟缓，砂土压实艰难。粘性土料可能并不反过来，粘结力小，摩擦力大，具备比较小的朔性，但是由于吸水能力大，排水管道路很容易，变小的全流程快，能很快压实。土细颗粒物尺寸的构成还会影响压实的效果。因为细颗粒物越密，空隙比越多，因而带有矿物质元素粒度分析越多，越无法压实。因而，粘性土的压实干堆积密度低于非粘性土的压实干堆积密度。细颗粒物不均匀沙砾比细颗粒物匀称细沙完成的概率强的干堆积密度略大。土料含水量是衡量压实预期效果的重要因素之一。根据原南京水利水电工程实验站击实仪(南实仪)粘性土击实试验获得的一组击实工作频率、干堆积密度与含水量的关系网体现了以上关联发生。

无粘性土料吸水能力大，排水管道路很容易，压实整个过程快，压实快速，无最好含水量，含水量经验不足实际操作。这是没有粘性土料和粘性土料压实特点的压根差别。压实功效规格确定土料干堆积密度大小，击实工作频率使干堆积密度扩张，最好含水量降低。表明同一土料的绝佳含水量和比较大的干堆积密度并非平稳值，反倒因压实功效的不同而不一样。

一般来说，压实功效可以使堆积密度干躁，这些特点在含水量比较低(小于最好含水量)的土料比含水量比较高(超出最好含水量)的土料更加明显。

　4.2土石料的压实标准

土的压实就越好，热力学技术参数也越高，水利枢纽回填土的品质就会越有保证。但土料压实太大，不但导致压实，并且剪切应力毁坏，反倒无法达到原来工程经济学的效果。正因如此，对坝料压实应当有一定的要求。因为坝料性质不一样，压实规定也不尽相同。

粘性土的压实标准主要是通过压实干堆积密度及施工水分含量指标来调整。1.根据击实试验明确压实标准2.用最好饱和度估计成形极限值间关联大堆积密度3.建筑施工水分含量确立。

砂土和砂砾石是淤地坝或坝壳常见材料之一，回填土的密度也应当严格把控。其压实水平与粒度分布配制和压实功效密切相关，一般用相对密度Dr叙述：dr=(emax-e)/(emax-emin)

式中：

emax——沙砾关键空隙比；

emin——沙砾最少空隙比；

e——设计空隙比。

在施工现场，依然不便操纵相对密度，一般将相对性密度换算成相对应的干堆积密度RP(t/m3)，做为操纵根据.RP=rmaxrmin/[rmax-dr(rmax-rmin

典礼中

rmax——沙石干躁堆积密度大，t/m3；

rmin——沙石为最少干堆积密度，t/m3。

订制相对密度与地震级别、水利枢纽相对高度有关。一般来说，Dr不该低于0.67。针对砂性土，要求细颗粒物不适合太小、过匀称，砂浆配合比尽可能，并有很高的压实度，防止气化。

可将粉煤灰或堆石体做为坝壳原料，松散做为压实指标。世界各国新项目实践经验说明，碾压式堆石堆体孔隙度低于30%，实际操作孔隙度在一定范围之内，有利于防止过大地面塌陷和湿陷空隙。一般来说，其压实孔隙度为22%~28%上下(压实均值干堆积密度为2.04~2.24t/m3)，并确认了对应的碾轧基本参数。

　4.3压实机械及压实参变数

压实工业设备对施工进度、工程质量控制和工程预算有很大影响。压实机械设备型号选择规范：应依据筑坝材料性能、原状土构造情况、填筑方法、建筑施工抗拉强度及工作占地面积尺寸等，采用能够满足设计施工质量标准的碾轧设备类型。假如每一个原材料配置不同种类的压实工业设备，工业设备非常容易闲置不用。因而，在确立机械类型和总数时，必须从整个垃圾填埋考虑到，觉得很有可能紧密配合应用。

4.3.1羊脚碾

将羊排挤碎的羊排插进土中，不但能压实羊排底部土料，并且侧面早上土料也可以模压成型，做到匀称压实的效果。切绵羊皮只可用压实粘性土料和黏土，不适宜压非粘性土。当土料压实层在一定深层范围之内时，可以获得相对较高的压实干表观密度，但细沙干表观密度沿深层次视角遍布不匀。羊排破碎独有的特征是能够释放压力表面土壤分层，省掉磨绒全过程，确保了上下土壤分层的结合品质。除此之外，羊排破碎还能起到混凝土的作用，使土料的砂浆配合比和含水量较为匀称。羊排上端触碰压过大或太小是减少碾轧的效果。

　4.3.2气胎碾

气体破碎适用压实粘土材料，同样适用于粘性土、黏土、砂质土、沙砾料等压实无粘性土原材料，取得了较好的压实实际效果。漏汽的充气轮胎在压实阶段具有一定的弹力，可以和压实的土料与此同时变型。车胎与土料的接触应力主要取决于轮胎加气工作压力，与车胎承载能力规格不相干。

　4.3.3振动碾

震动粉碎是破碎轻载协同震动力量的压实工业设备，与无震动压实工业设备对比，土中地应力为4~5倍，可以有效压实堆石体、沙砾料和砾质土；也可以用粘性土和黏土压实。

　4.3.4夯实机械（重锤）

强夯地基用于压实沙砾料、砾质土和粘性土，适合于压实黏土。

第5章坝体填筑

重力坝的堤坝开挖、处理及室内装修装修隐蔽工程等验收合格，能够多方位开展坝基填筑。坝基填筑包含主要工作(排出、整齐原材料、压实和质量检测)和协调工作(撒水、挖毛)、消除坝面和摸缝处理)。

　5.1坝面流水作业

重力坝的填筑务必严密组织，保证每一步连接，一般采用按段管道工作。按段管道工作中，依据施工工序的总数，将坝面按段，由各工种专业团队进到各个阶段建筑施工。同一环节，各专业队按程序依次再次建筑施工；对各个专业队而言，前后左右自动的在各个阶段进行固定专业工作中。开展管道工作中，有益于施工队伍的技术水平，有益于保证工程施工人士、地、机设备灵活运用，避免建筑施工产生的影响，有益于坝面不断规范性建筑施工。

5.1.1组织流水作业原则

管道工作规划和工作段大小的小系统分区，应该和相对应标高的坝面占地面积一致，且符合施工设备的正常运转规范。净总宽应超出碾轧机械设备机械能跃层和压实最小宽度，或卸货最小转弯半径的2倍，一般为10~20m；考虑到碾轧机械作业规范，长短一般为40~100m。其设计原则(a.竖向水利枢纽线银行流水账单；b.平行面水利枢纽线银行流水账单c.交叉式银行流水账单)。

坝基填筑全过程按基本上工作动态系统分区(协调工作需要结合开展，不用占据过多主要工作时长)，其数量与填筑占地面积规格、摊铺方式、建筑施工抗压强度时节等相关。一般分为铺设、压实、质量检测三个步骤或铺设、整齐、压实、质量检测四个步骤，一般多分成铺设和压实2个生产流程。为了能让个全过程可以同时建筑施工，坝面上分辨的阶段总数最少应等同于相对应的全过程总数；在坝面比较大或抗拉强度较低的情况下，工作中中区数能够超出加工工艺数。

开展回填土工作量应控制在一班之内，多不超出一班半，冬夏季施工应尽可能减少工作中周期，防止热值和水分消耗。

　5.1.2拟定流水作业程序

创建进程数n。

编写管路工作公司时长t(h):t=aT/n

式中叔–个班级有效工作时间，h/班；

n–进程数；

a–同一段各生产流程循环一次所使用的班集体数一般取1~1.5。

测绘工作段占地面积w(m2):w=q/ht/T

式中：

q——坝基填筑相匹配标高填土上水库抗拉强度，m3/班；

H——各层铺一层很薄的土，m；

T——类里的过期时间，h/类；

T——单位面积(h)。

测绘工作段数m。换句话说m=S/w

式中：

S–坝基相对应标高填筑占地面积，m2；

w–工作段占地面积，m2。

　5.2卸料及平料

一般采用自卸货车汽车、带式输送机直接从坝坡卸料，用挖机砌成要求薄厚。自卸车汽车的土方开挖间隔需在后边整齐原材料工作上减少，有益于堆积至要求薄厚。坝坡各原材料地区交汇处，铺设进出，一般要求严禁别的原料进到防渗漏地区国界线反面，人生境界两边铺设与国界线间的距离不能超过5cm。

为了配合辗压建筑施工，防渗体土基础垫层应垂直在坝轴线方向展开。

　　5.2.1自卸汽车卸料

自卸货车分成后侧装卸货物、下边装卸货物、边侧装卸货物三种。自卸货车还可以在驾驶的与此同时卸料，但是不能运输大粒径的料石或流石；我明白边车是可以运送的，有独立的学会放下点。自卸货车上水库运输通道的布置在于水库两岸地理条件、中心城市合理布局、水库多少、上水库抗拉强度等多种因素。分两种配置方法。一种是汽车从两岸(或一岸)坝坡上水库，能选从两岸正中间(或一岸)进到另一岸。另一种是汽车顺着水库的陡坡上“之”字型道路上水库。

)1)用土料自卸车汽车避免土料漏水时，为避免特大型汽车多次在夯实的填土壤层上持续行车，会让土壤层遭受扭簧土、光泽度面与剪切应力的破坏，严重威胁结合层品质，必须使用钻入法将土料和平料排出来换句话说，汽车装卸搬运部位向前推进，在卸料的前提下，挖机还在接着推平原材料，开展交班工作。机动车辆超越刚平坦的土行车，超重行车坝坡路面根据要尽量避免反复。

)2)沙砾料，一般粒度分布比较小，挖机多的是料上堆整齐土。因而，用基本倒退法卸料，既能使汽车的排放方向倒退拓展。

)3)堆石沙石原材料一般含有较多的小块直径沙石原材料，严重危害挖机、汽车在卸料里的行车，非常容易毁坏挖掘机履带式或汽车车胎。也不要把砂砾石弄散。能用进到法清除原材料，随后用挖机推平原材料。那般大粒径的料石非常容易压着铺设前沿的下边，微小的粉末填在堆石体里端缝隙中，使表面工整，有益于汽车行车。

5.2.2胶带机上坝布置及卸料

)1)上水库布局上水库带式输送机应依据地貌、坝长、施工工地标准、运送抗拉强度、建筑施工分期还款等诸多要素展开合理布局。合理布局方式主要包括：坝坡式布局；河堤式布局。

)2)带式输送机坝坡卸料与铺土厚度或夯实常用工具相关，可运用黏性土、沙砾料、砂质土。特征是运用坝坡可以直接筑堤，不用技术专业地面，但密切配合技术专业工业设备或人力资源盘料，伴随着坝体升高，常常挪动带式输送机。一般有以下几点拆、盘料方式：悬臂卸带式输送机料，挖机卸盘料；用斗杆带式输送机卸料，用人力资源——小轿车将料放进盘里。

　5.2.3碾压方法

坝坡填方夯实按一定次序展开，避免造成漏压和过压。防渗体土料的辗压方向，应垂直于坝轴线方向展开，不可垂直在坝轴线方向辗压，避免部分漏压造成穿越重生坝体的集中泥沙运动带。辗压工业设备运作的行与行中间务必左右重合20~30cm，避免产生漏压。除此之外，坝料类系统分区中间的边界也容易出现漏压缺少带，需要注意彼此累加辗压。

依据建设项目的实践经验，辗压机械设备的行驶速度规格，对黏性土等坝料夯实的效果有一定的影响，各种各样辗压机械行驶速度一般要根据试验来决定。自行式辗压机械行驶速度比较适合1~2速。研磨绵羊皮、研磨气胎可以采取成败不正确法、或转陷压法二种。

重力坝在施工过程中，坝体防渗漏土料不可避免地与路基工程、坝坡、附近别的房屋建筑界限紧密联系，因为施工导流、施工技术、分期还款按段填方等相关规定，还应设蜿蜒曲折角度的接面、接缝处。那样，这种触点是伤害坝体整体性和品质的关键部位，全是施工中的薄弱点，处理全过程繁杂，施工技术要求苛刻，且大多采用手工制做，品质不易控制。边坡、接缝处太多，也会影响到坝体填方速率，尤其是建筑施工。连接处的工程施工，必须使用可信赖的工程措施，加强质量管理控制与管理方案，确保坝体填方品质做到设计原则。1.坝系连接面2.与坝坡和混凝土建筑物结合3.坝体蜿蜒曲折向接坡和接缝处。

　5.2.4反滤层施工

暗沟填方大致可分为削坡体、挡土办法和土、沙松坡触碰平面图法三大类。土、砂、松坡接触法融入建筑施工，填方强度高，能确保防渗体、反滤袋和坝壅料平面图填方，均衡建筑施工，是常见所选用的。依据防渗体的土料和填开挖次序不一样，钢筋的钢筋搭接方法也不尽相同，可以分为先砂后砂法及先砂后土办法。

不论是先砂后土办法先土后砂法，细沙中间必定会出现属省制成的状况。反过滤系统设计非常薄，最先不可以在精确测量儿童乳牙厚度之内。弱防渗体的高效横剖面不可以过多。过滤系统一般不可以放进重力坝内。儿童乳牙规格由各种原材料的安息角确定，且行省带不能超过其各层铺土厚度1.5~2倍。

　第6章质量检查控制及事故处理

重力坝工程项目在施工过程中，工程施工质量检测和控制是保证工程质量的重要防范措施；与此同时，对施工中出现的安全生产事故，务必及时处理，保证坝体安全性。

6.1质量检查控制

工程质量会直接关系到坝体的土料热力学特点，是决定大坝安全的关键因素。施工中的质量检验控制新项目比较多，从堤坝开挖、处理，到堤坝回填土，都严格按照国家及属下达的有关标准、工程方案设计和工程图纸、标准规范以及施工工地施工标准进行。

　6.2事故处理

常见的安全生产事故是重力坝防渗漏土砂所引起的缝隙、坍塌、坝体及坝体渗漏等。

干缩裂缝多发生于工期中上游坝坡或坝后回填土表层，特征是规律性差，呈开裂状。假如疏忽大意，将加速水电工程裂开和不匀路面沉降裂缝的建立与发展，造成重大不良影响。其逃避方法是什么马上做好边坡绿化和保护层。对已经发生的缝隙、可视性浓淡差别，即便应用开挖回填，也需要清除所有缝隙，再度用回填处理。

因为坝坡过陡或坡率降低比较大，路基沉降、细沙湿陷变型、堤坝工期回填土相对性太高、堤坝夯实不够等多种因素导致路面沉降裂缝。这类裂痕有好几个角和二种，但横着裂痕的损害更高。针对横向裂缝，不论其规格怎样，都应采用全方位的处理方式，防止浸泡在坝体周边跌落。裂缝深层次在1.5m之内时，可沿裂缝开挖平梯形断面，开挖至裂缝尖消失之后，应加剧0.2~0.5m。一定要避免忽略“多”字的英语发生和“倒卵形”裂痕的诞生；缝隙竖直方向的总体发掘总宽，需在缝隙尖展开消失之后再增加1~2m。开挖缝隙后，防止日晒日晒雨淋，防止降雨渗透到间隙。回填时，一定要注意熟土原材料的结合。

坝体滑坡多的是匀质坝体工期或早期运作，根据缝隙的差异化基本特征，可以分为山体滑坡弧方式及塑性流动翻转两类。

　第7章结论及建议

龙岩水库除抢险救灾建筑加固工程外，除之前水库洪水位外，供水量扩大，粮食增产，栽种农作物有水资源可保证，可增加农民收入，经济收益明显。与此同时推动农村社会平稳，居民生活水平，都是完成“三个代表”的重要途径，社会经济效益显著。

龙岩水库检修后，保证工程项目安全运营，新增加浇灌面50亩，改进浇灌面500亩，确保水库工程项目个人安全，确保水库中下游老百姓和枢纽站安全性，维护中下游池河海峡两岸良亩，提高工程项目耐旱抗灾水平。

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