海南省水利水电勘测设计研究院 570203
摘要：文章分析海南省小型病险水库废旧涵管出险的原因，结合工程实践，介绍废旧涵管封堵设计和封堵技术控制关键点，为类似工程提供参考。
关键词：废旧涵管；封堵；设计；技术控制
我省的小型水库大部分建于上世纪50～70年代，受当时条件限制，放水建筑物大多数采用坝下涵管，管身材料主要有浆砌石，甚至有的是干砌石，存在很大的质量问题，主要包括设施老化开裂、管壁严重漏水等问题，影响了工程效益的正常发挥，甚至严重威胁大坝安全。
在我省的小型病险水库除险加固中，针对坝下涵管存在的质量问题，大部分水库采取的措施是原址拆除重建，也有部分小型水库采取对废旧涵管进行封堵，异地重建。所以，针对废旧涵管的封堵进行探讨很有必要。
一、废旧涵管病情及原因分析
根据历年海南省小型水库安全评价分析和汛期水库出现的险情调查与统计，坝下涵管存在的病情主要是工程设施老化、管身开裂、断裂等，甚至有些坝下涵管外壁由于填土质量差、未做截水设施或截水设施不到位引起的接触渗漏。其病情和主要病因如下：
（1）管身基础不均匀沉陷，引起管身断裂。涵管基础性质不同，一部分管段铺设在岩基上，另一部分铺设在土基上，或涵管基础处理不当，出现沉陷不均造成管身断裂。
（2）管身结构强度不足。受限于当时的技术水平、材料和资金，涵管选用材料不当，洞身衬砌单薄或施工质量不良，造成强度不足。
（3）设置截水环太少、未设置截水环或填筑质量差，使洞壁外与土体间产生接触渗漏。
二、废旧涵管封堵设计
废旧涵管的存在，将严重威胁大坝安全，在对其进行处理之前，必须对废旧涵管进行全面勘察，弄清有关情况，然后根据涵洞尺寸大小、破坏程度、渗漏形式、工程造价以及施工的难易程度，科学合理地进行封堵设计。
2.1封堵措施
针对废旧涵管出现的病情及原因，要想封堵彻底，建议采取以下封堵措施：
（1）混凝土堵头必须足够长，能有效提高截渗效果。
（2）夯实废旧涵管前端坝前坡和截水墙尺寸足够大，能有效防止接触渗漏。
（3）管内采用充填灌浆，能有效提高管身强度和防渗效果。
2.2封堵施工方法
封堵废旧涵管主要采用截断渗流通道的方式，首先，在坝前坡沿涵管开挖至不透水层，其次浇注砼堵头和截水环，并对管内采用充填灌浆，最后回填夯实开挖基坑，其主要工序如下：
（1）在坝前坡沿着废旧涵管开挖截断涵管5～20m，并在涵管前方新建截渗槽至不透水层；
（2）先浇筑涵管首末端砼堵头，然后在堵头外端浇筑截水墙。堵头浇注前，须预埋φ100mm通气管和1根φ50mm灌浆管；
（3）确定废旧涵管轴线，沿着轴线采用孔径110mm的XY-1A地质钻机钻孔，然后下套管对涵管进行充填灌浆，灌浆至通气孔冒浆即可；
（4）基坑回填满足渗透要求的粘性土，并分层夯实。
基坑开挖位置和尺寸以保证坝体安全渗径及满足施工作业要求为原则。最小填土厚度取1/5～1/4水头，但不小于3m；对于小型水库，基坑开挖长度5～10m，开挖宽度以涵管外壁宽B加2～3m即可。基坑应开挖至不透水层，这是防止接触渗漏关键点之一。
砼截水墙厚度和堵头长度根据工程等级和作用水头大小选择，对于小型水库，砼截水墙厚度1m左右，宽度每边超出涵管外壁1m，高度超出管顶1m，砼堵头长度5～10m。
废旧涵管封堵设计见图1。
三、封堵技术控制关键点
废旧涵管封堵应在施工前进行质量策划，使灌浆工程的各道工序始终处于受控状态，通过结合工程实践，总结出废旧涵管封堵主要控制技术关键点：
（1）旧涵管轴线必须确保其准确性，同时应当选取枯水期进行封堵施工处理。
（2）钻孔控制。孔位施工前进行测量放样，施工时复测，开孔位置在任何方向偏差不大于10cm；孔径—保证设计要求的最小孔位，选择满足设计要求的钻头、钻具施工；孔深—满足设计要求，做到“宁超勿欠”；孔斜—严格控制钻孔倾角，每钻进10m测量一次孔斜，孔斜偏差控制在3°以内；孔序—严格按设计分序施工，不得随意乱序。
（3）灌浆控制。压力—严格控制灌浆压力，按规范要求升压，谨防岩层或混凝土抬动；水灰比—按设计水灰比施灌，严格按规范要求变换浆液，在灌浆过程中经常检测进、回浆比重；灌浆时间—满足规范要求，严禁提前结束灌浆；灌浆段长—按设计划分的段长施工，严禁随意增加灌浆段长。
（4）灌浆孔封孔。封孔密实，孔口析水部分采用砂浆捣实并抹平，防止人为造成渗流通道。供水、供浆、供电：供水、供浆保证连续，供电设立专用变压器，若因检修或系统停电，至少提前4h通知钻灌机组，以防发生埋钻、埋塞等质量事故。
（5）对灌浆材料控制。严格控制材料用量，辅助材料满足设计标准、要求，灌浆用水泥每100t（或一个批次）进行一次抽样检测，不合格的材料严禁用于灌浆工程施工。
四、成功实例
实例1、海南省白沙县牙和水库是一宗以灌溉为主，兼顾防洪的小（2）型水利工程，总库容万19.59万m3，设计灌溉面积 276亩，在2014年的除险加固过程中，发现大坝右桩号0+104处存在一座废旧涵管。为避免废旧涵管危急大坝安全，选择对涵管进行封堵。
该废旧涵管为直径 0.5m、长50m的混凝土管，封堵设计见文章第二点“废旧涵管封堵设计”。涵管封堵至今已有3年多，效果很好，其出口未见漏水和沿管线未发现坝坡塌陷现象。
实例2、海南省定安县马山埇水库是一宗以灌溉为主，兼顾防洪的重要小（2）型水利工程，总库容万19.00万m3，设计灌溉面积 1420亩。在2014年除险加固中，经调查，现状水库右涵已承担左涵灌溉任务，故除险加固方案拟对右涵原址拆除重建，对左涵实施封堵。
左涵管为直径 0.5m、长30m的混凝土管，封堵设计见文章第二部分“废旧涵管封堵设计”。涵管封堵至今已有3年多，效果很好，其出口未见漏水和沿管线未发现坝坡塌陷现象。
五、结语
废旧涵管的存在，严重威胁大坝安全，科学合理地进行封堵设计很有必要，通过工程实践，废旧涵管封堵采用以上技术，均取得良好的效果。因此，该封堵技术值得同类工程参考借鉴。
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论文作者:韦龙威
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/10/30
标签：涵管论文; 废旧论文; 水库论文; 海南省论文; 基坑论文; 工程论文; 大坝论文; 《基层建设》2017年第20期论文;