涵管施工技术

涵管施工技术（精选4篇）

涵管施工技术 篇1

圆管涵施工工艺及流程

一、圆管涵施工工艺及流程

1、基坑开挖：

基础采用人工配合机械开挖，用挖掘机按放出的开挖轮廓线从上而下开挖，挖出的土用自卸汽车运自指定弃土场，基底平面尺寸每边宽出结构边线50cm，机械开挖至基底标高以上30cm厚时，停止开挖，向监理工程师报检，待检验合格后，人工修整边坡，开挖剩余30cm后的基坑土方，平整且夯实基底,基坑开挖到设计标高后，用触探仪对基底承载力进行检测，如符合设计要求，请监理工程师签认后，再进行后续工序；如地基承载力不能满足要求，则报告监理工程师并申请相应的经其批准同意的方案对地基进行处理，直到符合要求。

2、基础施工： 1)基底处理

砂砾垫层回填前先将基顶整平夯实，并控制基顶标高线，根据回填砂砾中部和端部厚度不同，分层进行填筑夯实，砂砾采用质地坚硬的砂砾石，不得含有植物、垃圾等杂质，石子最大粒径不大于50mm，含泥量不大于5%，卵石粒径为50mm--60mm，级配较好，吸水率不大于5%，施工前先做好砂砾石的配合比试验确定最佳含水量和分层铺设厚度，每层全面均匀夯压4-5遍。2)注意事项：

①铺筑前先行验基，边坡必须保持稳定，做好排水措施，使基坑保持无水状态。②钉立标志桩控制填料厚度，中部垫层底面根据设计要求在同一高程，在中部和端部不同高度垫层交接处，基坑底面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅顺序进行垫层施工。

③填毕后不能暴露过久，及时进行圬工基础浇筑，并及时回填基坑。3)质量要求及验收：

施工过程中分层取样测定干密度，每100m²不少于2个点，取样点位于每层2/3的深度处，实测干密度不小于设计要求为合格，上层合格后才能进行下层施工。砂砾垫层压实度用灌沙法取样进行测定。4)混凝土基础

根据基础的纵横轴线、平面尺寸进行放线，再根据边线对模板进行加固。模板采用组合钢模板，模板采用的原则：结构物所需的模板块数少、拼接少，节省连接和支撑配件，减少拆除工作量，增强模板整体刚度，配板时将钢模板的长度方向沿着基础结构的长度方向排列以利于用长度规格较大的钢模板和增大钢模板的支承跨度，钢模板在拼装超过4m时，每4.5m留3mm--5mm的富余，在安装端头时统一处理。

安装前先绘制模板组装图，对不足模板的空缺部位和非直角的转角处用木模补配，编制钢模配件表，拟定需用机具及劳动力，模板采用现场拼装组合，用回形卡钩头穿入相邻的两模板边肋的卡孔中，按下回形卡弧形部分使其夹住模板拼接处两边肋，两模端部卡孔则用L形插头插入连接，然后拼上纵横向钢楞和蝶形扣件或弓形扣件，用钩头螺栓从两钢楞中间穿入，钢楞装好后拧紧模板拉杆螺栓并设立支撑，使模板保持整体稳定，钢模板拼缺处用木模镶补，木模板应按钢板边肋上的卡孔眼位钻孔，用紧固螺栓将木模与钢模连接。

混凝土采用分层浇筑，第一层先浇筑至管节底水平高度，待管节安装后再进行下层混凝土浇筑，直至到基础设计标高线，混凝土的拌和、浇筑均按施工规范要求进行施工。

3、管节制作：

涵管管节由专业厂家按设计图纸集中预制。1)管节钢筋

钢筋进场前必须进行原材料检验，合格后方可进场，涵管的钢筋有内外两层，螺旋筋均为Ф12，纵向分布筋为φ8，钢筋按设计要求的尺寸和大小加工成螺旋筋状。2)模板制作

模板采用定形钢模板，在厂内进行统一加工制作，制作时必须保证模板的强度、刚度、和整体的稳定性，以满足施工要求，外模采用两片约5mm的钢板半圆筒拼制，半圆管用带楔的销栓连接，内模采用三块进行组装，其中一块做成楔口状以便容易取出内模，拆除内外模时用手锤轻轻敲打脱离管涵，模板起吊采用链滑车起吊。

管涵脱模2-4h即可洒水养护，养护方式采用覆盖或洒水进行自然养护，养护时间不少于7天。3)混凝土制作与浇筑

混凝土原材料必须经检验合格后方可进场，混凝土采用0.5~1cm小石子混凝土，坍落度≤1cm,砂率为45%~48%，混凝土拌制采用强制式搅拌机，翻斗车水平运输，人工往模内进行铲运。为加快工程施工进度和模板周转速度，施工过程中采用加入早强高效减水剂。混凝土浇筑前模板与混凝土接触的表面先涂润滑剂，钢筋放在内外模之间，做好保护层垫块厚度，每节管涵分5 层进行浇筑，将拌和好的混凝土按一个旋转方向注入内外模之间，并将插入式振捣器跟在浇料作业后面插入振捣，最后一层振动冒浆后抹平顶面。4)注意事项：

施工时必须注意防止内模或外模单独发生水平移动，而造成管壁厚度不均匀的情况，脱模后立即在管节上用油漆注明使用的涵顶填土高度和浇筑日期，防止装运管节时出错或养护期不够，混凝土强度不合要求，每次浇筑管涵混凝土时要同时浇筑一定数量的混凝土试件，在试件上注明浇筑日期以及砼强度等级，并与预制管涵进行同样条件养护。

4、管节成品检验和质量标准：

管节成品质量检验分为管节尺寸检验和管节强度、吸水率检验，前者采用一般量具（钢尺）丈量，后者采用一套试验工具，所有管节必须经过检查和试验，符合质量标准后，才允许进入现场使用。

5、管节运输与装卸： 1)管节运输

运输管节的工具，根据道路情况和设备条件采用自卸汽车，管节的装卸采用汽车吊。在装卸和运输过程中每个管节底面要铺稻草或30-50cm砂垫层，使受力均匀，边围用木块圆木楔紧，稻草护边，并用绳索捆绑固定，防止管节滚动、相互碰撞而破坏。2)管节的安装

管节安装采用现场吊装，在垫板上滚动至安装位置前，转动90º使其与管涵方向一致，略偏一侧，在管节后端用木棍拔动至设计位置，然后将管节向侧面推开，取出垫板再滚回原位。

管节在对头拼接处的缝隙填塞沥青麻絮，上半圈从外往里填塞，下半圈从里往外填塞，外面用涂满热沥青的油毛毡包裹两圈，油毛毡宽度为15cm，包裹方法：在现场用热沥清逐层粘合在管外壁上接缝处，外面在全长管外裹以朔性粘土。

6、管节安装：

管节安装采用吊车吊装。管节按所放涵轴线位置安装平稳，再进行下一节安装。

7、沉降缝设置:

基础沉降缝每4~6m设一道，基础与管节沉降缝应上下贯通不得交错搭接，沉降缝宽2cm,接缝处的两端应竖直、平整，缝内用沥青麻絮或不透水性材料填充，填塞物应紧密填实。

二、圆管涵附属工程施工:

1、涵洞进出水口 1)八字墙

按照设计尺寸定出附属结构物边线，拉好控制线，搭好施工脚手架，施工中注意翼墙顶坡度的大小，八字墙与台身用泡沫板隔开作为施工沉降缝，当重量小或距地面不高时，用简单的马凳跳板直接运送，当重量较大或距地面较高时，可采用固定式动臂吊机或桅杆式吊机，将材料运送到脚手架支撑板上。用于砌石的脚手架应环绕墙身搭设，用以堆放材料，并支撑施工人员砌镶面定位行列及勾缝，脚手架采用钢管搭设。

砌筑第一层砌块时，由于基底为土质，只在已砌石块的侧面铺上砂浆即可，砌筑斜面墙时，斜面应逐层放坡，以保证规定的坡度。砌块间用砂浆粘结并保持一定的缝厚，所有砌缝要求砂浆饱满，同一层石料及水平灰缝的厚度要均匀一致，每层按水平砌筑，丁顺相间，砌石灰缝互相垂直，砌石顺序为先角石，再镶机，后填腹，填腹石的分层高度应与镶面相同，尖端及转角形砌体的砌石顺序，应自顶点开始，按丁顺排列接砌镶面石，尖端及转角处不得有垂直灰缝。

2、砌体质量要符合以下规定：

①砌体所用各项材料类别、规格及质量符合要求； ②砌缝砂浆铺填饱满、强度符合要求；

③砌缝宽度、错缝距离符合规定，勾缝坚固、整齐，深度和型式符合要求； ④砌筑方法正确； ⑤砌体位置、尺寸不超过允许偏差。

3、涵洞缺口填土

洞顶填土高度在0.5-1.5m时，管顶路基及管身两侧，在不小于两倍孔径范围内，用含灰量≥9%的石灰土每10cm一层，分层夯实，压实度达95%以上。

三、质量保证及控制措施

1、质量保证措施

1、成立项目质量领导小组，设专职质检工程师，各施工队设质检员。

2、执行施工前的各种技术交底工作，使施工按照技术交底的有关要求进行施工。

3、工地试验室要加强施工检测，对施工工艺进行全过程控制。

4、实行监理旁站制度，上道工序完成、下道工序施工前，必须由监理检查签证后方可进行。

2、质量控制措施

(1)对于每道施工工序，技术人员一定要留好影像资料。每道工序完成后，现场技术员及质检员应先进行自检，不合格时，进行整改，合格后报监理工程检查。监理工程师检查合格后方可进行下一步施工。严禁未经质检、监理人员检查并同意施工，擅自进行下一步工序施工。同时要提前做好下道工序的施工安排，保证各施工工序间的良好衔接。(2)结构物砼养生做好定时检查，养生期内砼严禁曝晒。并及时观测外观，适时检查强度。

(3)砼浇筑过程中出现突发事件引起中断，必须第一时间与拌和站联系，已经发出的砼及时沟通调往他用，避免造成浪费。涵洞墙身砼浇筑过程中要设专人检查螺丝扣件紧固，防止因振动时扣件松动造成跑模。

(4)结构物几何尺寸、路基宽度、坡度、标高一定要勤量勤测，并做好复测工作，在砼浇筑过程中要定时进行模板、钢筋几何尺寸、平面位置量测，以防偏位。(5)圆管涵精细部位的施工需谨慎，如伸缩缝控制，锚栓孔位置，橡胶缓冲垫尺寸，八字墙与墙身间空隙尺寸等。

(6)通过严把过程检验关，试验关，保证工程施工每一段、每一部位的质量在施工过程中受到控制，及时组织质检人员、施工人员及相关技术人员对各工序进行自检，并按检查点分类和按有关规程规范进行检验、试验、标识、记录，对出现的问题及时组织人员进行研究分析，定了纠正及预防措施。

(7)定期对施工中、工作中问题进行总结，并对施工过程中的新技术、新工艺展开学习讨论，工作中做好施工周计划，每周对一周工做进行总结，分析超完、欠完工程原因，并做好下步施工计划。

涵管施工技术 篇2

铁岗水库位于珠江三角洲水系西乡河上游, 主坝坐落在深圳市宝安区西乡街道, 集雨面积64 km2, 水库总库容9 950万m3。水库建于1956年, 原以农业灌溉和发电为主, 随着深圳城市和经济发展, 逐步转为城市供水和防洪功能。铁岗水库担负着向深圳西部宝安区、蛇口、大冲及南山各水厂的供水及石岩水库的调蓄任务, 是深圳市最重要的城市供水水源调蓄水库之一。

输水涵管位于主坝右侧0+250处, 建于1956年, 原设计为钢筋混凝土箱涵, 1977年建水电站时, 套有钢管, 钢管内径1.5 m, 管壁厚8 mm, 并在管壁与箱涵间填塞混凝土进行灌浆, 管长102.3 m, 主要向附近水厂供水。因涵管年久老化, 且主坝经过多次加高培厚, 涵管存在安全隐患。2007年铁岗水库第五次扩建, 在主坝左侧山体下修建新输水隧洞代替输水涵管向水厂供水, 坝下输水涵管永久废除, 进行封堵。铁岗水库第五次扩建主坝向下游加高培厚, 施工期间水库正常运行, 输水涵管封堵工作必须在主坝右侧坝体填筑和防渗墙施工之前完成。

2封堵方案选择

2.1浆砌石分段封堵并灌注混凝土方案

施工图纸的封堵方案将输水涵管分为6段, 每段约16 m, 各段之间用浆砌石进行封堵, 然后分仓浇筑混凝土, 最后进行加强灌浆处理 (见图1) 。封堵措施如下:

(1) 首先把涵管上游侧闸门关闭, 在涵管尾端直接进入涵管内进行施工。

(2) 用潜水泵把涵管内积水抽出。

(3) 清除涵洞内壁污垢及管内杂物, 钢管内壁要进行除锈处理。

(4) 在涵管进口处采用浆砌石砌筑 (预埋排水管) , 砂浆标号M10, 墙体厚度1 m, 基本把水止住。

(5) 混凝土浇注前按设计图预埋灌浆和回浆管。

(6) 混凝土浇注是封堵施工一道重要工序, 一定注意施工质量。采用泵送混凝土, 把搅拌好的C30混凝土用泵通过导管压力输送到涵洞内, 应分仓连续浇注, 注意振捣质量, 同时校对浇注方量。

(7) 浇注完成后, 先对预埋注浆管充水浸泡2 d后, 再进行灌浆, 采用1∶1水泥砂浆, 灌浆压力初定0.3 MPa, 实际压力根据现场情况确定。

经过反复研究讨论, 该封堵方案存在以下问题:

(1) 由于输水涵管较长, 管内空气稀薄, 并且涵管运行多年, 涵洞内壁存在污垢, 在管内长时间作业, 工人作业环境差, 比较危险。

(2) 施工面狭小, 石块比较重, 材料运输困难。

(3) 浇筑及灌浆施工需待浆砌石达到强度后才能施工, 施工工期比较长, 严重滞后整个水库扩建工程的工期。

(4) 防渗墙施工过程需要截断输水涵管, 施工质量难以保证。

2.2钢板分段封堵并灌注混凝土方案

将输水涵管分为两段浇筑 (见图2) , 第一施工段为涵管首端至新建防渗墙位置, 第二施工段为防渗墙至涵管末端, 防渗墙位置预留约长1.5 m的地方填充砂袋。封堵闸门, 控制闸门漏水量, 用钢板焊接涵管封堵第一施工段首端和末端, 涵管和末端钢板顶部留置排气管、灌浆管和浇筑管 (见图3) , 灌注混凝土和压力灌浆。第一区域施工完毕后, 再进行第二区域的施工。该方案优点如下。

(1) 防渗墙施工成槽采用“钻劈法”造孔, 用冲击式钻机钻槽孔, 先钻主孔, 再劈打副孔, 最后打“小墙”。输水涵管为钢筋混凝土箱涵, 内衬8 mm厚钢板, 管壁与箱涵空隙填塞混凝土进行灌浆。防渗墙施工过程需要切断埋在坝顶下约20 m深的输水涵管, 施工质量很难保证, 存在很大风险。采用该方案可以有效解决这个问题。

(2) 施工速度快, 施工工期比较短, 工人在洞内作业的时间短。

(3) 封堵的施工质量可以得到保证。

经过对比分析, 决定采用钢板分段封堵并灌注混凝土的方案对铁岗水库主坝下输水涵管进行封堵施工。

3封堵施工技术

3.1封堵闸门和盖板

由于输水涵管取水口处闸门和盖板老化, 闸门和盖板关闭后不严密, 涵管漏水量很大, 达到约0.03 m3/s, 工人不能进入涵管进行施工, 所以必须先封堵闸门和盖板的缝隙, 控制涵管的漏水量。派专业潜水员对涵管取水口处情况进行详细探摸后, 查明涵管取水口处闸门和盖板未受损, 所以决定采用水泥混凝土灌浆法对涵管的闸门和两个盖板三处进水口进行补漏止水。清除涵管闸门和涵管进口处的淤泥和垃圾, 关闭闸门, 在不损伤闸门的情况下, 用木板在闸门与涵管相接触的周围预制模板, 将扎好的钢筋安装在木板上, 再加上木板进行密封, 用导管倒进高标号水泥的混凝土浆并填满。待水泥凝固后, 拆去外层木板, 在接触处加注止水胶。采用同样的方法对两个盖板进行封堵。

3.2焊接封堵钢板

清理干净输水涵管内的淤泥和杂质。将制作好的直径1.5 m圆形钢板分割成2～3块, 人工用手推车运至涵洞进口闸门处, 在离闸门0.5 m处焊接封堵钢板, 用槽钢加固增强堵板。焊接时在钢板底部留置DN32钢管作为排水导流管, 尾端安装阀门, 待钢板焊接完成后, 将导流管尾端阀门关闭, 这样涵管就不会有漏水。焊接完成后再次清理涵洞内的杂质, 安装涵管顶部的排气管、灌浆管和浇筑管, 浇筑管距离管顶约30 cm。焊接第一段末端钢板。焊接钢板必须保证其焊接完整无漏焊、虚焊等现象, 加固槽钢必须满焊。

3.3灌注混凝土

混凝土拌和时加少量缓凝剂, 采用输送泵灌注, 输送泵泵送压力10 MPa, 满足混凝土浇筑密实要求。泵车停置于坝后稳定位置, 通过输送导管将混凝土灌入涵管内。按照计算好的数量浇筑, 当输送混凝土量达到计算量时, 人员进入管内检查排气口是否有水泥浆溢出, 当水泥浆内无气泡冒出时说明管内混凝土已经灌满, 停止灌注混凝土, 将排气口封死。卸下输送导管, 封堵浇筑口。灌注混凝土时必须连续灌注, 并注意观察泵车压力的变化, 当压力变化较大时要停止浇筑, 并分析原因。

3.4灌浆

混凝土浇筑完成后7 d再进行灌浆加强。灌浆时灌浆机接通进浆口, 回浆管出口安装耐压力≥0.6 MPa的阀门, 开启灌浆机灌浆, 待回浆口阀门有水泥浆溢出时关闭, 灌浆机压力开始上升, 当上升到0.4 MPa时, 停止灌浆, 观察压力表压力变化情况, 如若压力下降, 说明管内缝隙还未填满, 再次开启灌浆机灌浆, 直到压力表在停止灌浆时间10 min内不下降为止。

浅谈水库输水涵管漏水问题处理 篇3

水库输水涵管担负着下游灌溉、供水和发电等任务, 是水库的重要建筑物之一, 当出现险情时是很难抢救的, 如不及早进行除险加固处理, 后果将不堪设想。

1 处理方案选择

水库涵管除险加固处理一般有下列几个方案:

⑴破坝重建;

⑵放弃和堵塞原涵管, 用顶管的方法重建;

⑶放弃和堵塞原涵管, 改用虹吸式钢管;

⑷利用原涵管内套钢管原涵管与新钢管之间空隙采用灌浆充填。

上述4个方案进行比较, 其主要优缺点:方案⑴破坝重建的开挖和回填土方量大, 需要工期长, 投资大;方案⑵的施工技术较复杂要求高, 进水口开关设施需要重建, 原涵管要作封堵处理, 施工期较长, 投资较大;方案⑶由于虹吸管的真空值和安装高度有一定要求, 管道要求密封性能要好, 需要开挖和回填土方, 也需要将原涵管作封堵处理, 而且以后管理运用麻烦;方案⑷施工技术较简单, 不用开挖土方, 施工期短, 可以利用原涵管, 保留原进水口的闸门, 工程投资小。

综上所述, 从投资、工期、施工、管理等方面进行技术经济比较, 应该优先选用方案⑷, 即在原涵管内套钢管, 新旧管之间空隙采用灌浆充填作防漏处理。

2 处理方法

2.1 内套圆钢管直径及管壁厚的确定

内套钢管采用直径主要取决于原涵管的尺寸, 但新钢管管壁厚度需经计算确定, 两者选择时应考虑设计过水流量、发电水头损失和施工方便等因素。而且一般宜使新套钢管与原涵管之间最小有30~40mm的间隙。新钢管的管壁厚度确定后还应考虑加厚2mm的锈蚀和磨损的安全量。同时该管壁厚度除了满足强度的安全要求外, 还应满足稳定性的要求。

2.2 钢管的制作及安装

采用钢板材料, 在工厂分节卷焊加工成钢管, 每节管长根据方便运输和安装决定。每节钢管加工时要求直径等尺寸准确管口要平整。出厂前应按规范要求进行检查。

新制作的钢管运到工地后, 要经检查和校正, 然后在原涵管口用一部特制的小型滑轮车分节运入管内, 经调直套装校正锚固后才能进行焊接。

钢管加工和安装所有接口均采用丫型焊接, 施焊时应注意防止产生过大的受热变形。钢管的制造安装均要符合原水利部、电力工业部颁发的《水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范》 (SLJ201-80、DLJ201-80) 。钢管在运输、装卸和在涵管内安装过程中, 为了防止产生意外变形, 可在管内设置临时支撑。

由于新旧涵管之间的空隙需要灌浆充填, 因此在钢管制作安装时应预留灌浆孔、其具体要求应按灌浆设计决定。

2.3 新套钢管与旧涵管之间充填灌浆

灌浆孔要求约每隔10m布置一个断面, 一个断面开5个孔, 其中下腰处2个, 上腰处2个, 顶部一个。另外在进出口各布置排气孔和排水孔各一个。灌浆时应首先在上游进水口处进行, 逐步向下游出口灌注, 先灌下腰孔, 然后上腰孔, 最后灌顶部孔。

灌浆采用孔口封闭式循环灌浆法。每孔要求复灌3⑽, 每次间歇时间不少于3d。第1次、第2次和第3次灌浆的压力要求为0.1Mpa、0.15Mp和0.2Mp当每次灌浆达到设计压力后开动回浆阀, 并保持其设计压力, 当每分钟吸浆量小于1L/分时再继续灌注30分钟才停止该孔灌浆。

第1次灌注时采用水泥砂浆, 细粉砂掺入量为干料量的20%, 第2次和第3次灌注时采用纯水泥浆。浆液的配比一般采用3:1、2:1、1.5:1、1:1等四级。第1次灌注时采用较浓的浆液, 第2次和第3次则采用较稀的浆液。灌浆后一般可以用锤击敲管, 通过听响声来判别灌浆的密实程度, 如发现有脱空较大部位, 要重新开孔进行补灌, 以确保新旧管的整体结合。

2.4 涵管外围边充填灌浆

由于过去原涵管建成后两侧回填土不密实, 或水库蓄水后在涵管外周边形成渗漏通道。为了充填涵管外周边空隙, 使坝体与涵管接合紧密, 确保坝体安全, 可采用充填灌浆处理, 根据具体情况在迎水坡开始沿涵管左右外侧 (距涵管边0.5~1.0m) 布置灌浆孔:各边孔水平距离约4m, 孔深至涵底以下1m, 灌浆压力要求0.1Mpa。为确保灌浆效果, 要求每孔复灌3次, 每次复灌间歇时间不少于5d。可采用灌粘土水泥浆, 水泥用量为干料量的20%。如涵管较大, 人可以进入操作的, 亦可在套钢管前首先在涵管内打孔进行外周边充填灌浆。

3 几点体会

⑴一般中小型水库输水涵管除险加固处理要求工期短, 采用内套钢管和灌浆处理比较合适, 只要施工前做好充分准备, 选择素质高的施工队伍, 精心做好施工组织设计, 使整个施工能够按计划紧凑有序进行, 一般用20~30d左右的时间就可以保质保量完成任务。

⑵施工时间要选定在年末枯水期进行, 为了减轻筑围堰的工作量, 可以选定在春耕放水基本完成, 水库水位降低后, 根据天气预报和工程的实际情况安排在3月下旬进行, 但工程一定要确保在汛期前完成。因此, 汛末随着水库水位下降, 就要及时到施工现场布署核实设计有关数据。

⑶为了确保工程施工的质量和安全, 一定要按照有关规范进行施工, 施工时要采取措施确保涵管内的通风和用电安全。同时在涵管套钢管前一定要将原涵管青苔污垢等清洗干净, 以使新旧涵管之间灌浆结合紧密。

涵管施工技术 篇4

关键词：PE管,除险加固,水库,涵管

0 引言

近年来, 国家对水利的投资不断加大, 云南省水库大部分建成于20世纪六七十年代且以土石坝为典型代表坝型, 当时的施工技术不到位, 填筑质量低, 后期管理制度不完善, 基本无监测检测, 因此土石坝的典型问题现在就较为突出, 包括坝体、坝肩、坝基渗漏, 防洪标准偏低, 溢洪道设施无法正常运作, 放水涵管年久失修等, 虽然大、中型水库分别得到了不同程度的加固治理, 但是小型水库由于远在山区, 并没有得到相应的重视。水库渗漏影响人民生命和财产安全, 涵管失修造成无法正常发挥效益, 因此应及早采取除险加固措施, 一是消除隐患, 二是产生效益, 三是小型工程关键就要施工速度快, 费用低, 易于取材。

早期水库的修建有很多都是为了供水和灌溉, 大部分采用了坝下埋设预制涵管的方式, 由于质量控制低, 运行过程中加上水流的冲蚀, 出现了蜂窝、麻面、裂缝等问题, 降低了输水能力, 同时由于各段涵管接头部位的坝体压实度低, 存在一定的安全隐患。因此, 对于水库涵管存在的安全隐患必须进行加固处理。

1 水库涵管加固处理方法

对水库涵管的加固方法从大类上划分有三种:坝体开挖修复或新建、原涵管封堵新建其他工程和不开挖坝体在原管内衬PE管。

1.1 坝体开挖修复或新建

原涵管直径多为0.8m-1.2m, 管径小难修复, 因此坝体开挖是对坝内预埋涵管修复经常采用的一种方法。坝体开挖修复或新建是指将坝体开挖后, 原涵管暴露, 视其破损程度部分拆除更换或者直接全部拆除重新浇筑, 严格控制质量标准的情况下将坝体填筑到规定高程。这种加固方法多在小型工程和低坝中采用, 优点是修复后或新浇筑的涵管质量有保证, 缺点是工程量大, 筑坝材料不一定能就地取材, 开挖材料无法放置, 工期长, 新填筑坝体与原坝体结合部位的结合质量难以保证, 涵管接头部位的坝体很难压实, 容易留下安全隐患。

1.2 原涵管封堵新建其他工程

封堵原涵管新建其他引水工程是将原涵管直接废弃并封堵, 重新修建引水工程, 新建工程可视地形地质情况考虑引水隧洞、虹吸管、引水渠道等, 这种处理方法的优点非常明显, 不开挖坝体可彻底解决问题, 不留安全隐患;缺点一是受两岸地质地形条件限制并不能完全实施, 二是作为小型除险加固项目, 新建工程项目投资太大。

1.3 不开挖坝体在原管内衬PE管

不开挖坝体在原管内衬PE管是在原涵管内穿过一根直径稍小的高强度PE管, PE管与原涵管之间灌浆封闭。这种加固方法优点是应用范围广, 一般不受外在条件限制, 投资小, 材料运输方便, 无需开挖, 工期短。PE管具有较高的耐腐蚀性、抗磨性、抗冲击性和连接性能, 且粗糙系数小于混凝土管, 虽然内径减小但不影响输水能力, 缺点是施工要求高, 尤其是进水口、出水口灌浆封闭必须严格处理。

1.4 水库涵管除险加固处理方案优缺点

水库涵管除险加固处理各方案优缺点见表1。

根据上述工期、投资、施工等方面进行的比较, 如无特殊要求宜选用3, 不开挖坝体在原管内衬PE管。

2 不开挖坝体在原管内衬PE管处理及施工

2.1 PE管的优点

PE管, 即聚乙烯塑料管, 承压能力强, 耐冲击性能好, 回填灌浆时不易受损。耐各种酸、碱、盐腐蚀, 材质无毒、不结垢, 管内光滑, 管内壁粗糙度小, 仅为钢管的1/6左右, 水头损失小, 可有效提高管道的输水能力。材质轻, 搬运方便, 安装简便易行、可靠, 综合费用低。PE管采用熔融对接方式, 衔接后抗拉强度好, 实现了接头与管材的一体化。使用寿命长, 管材设计寿命可达50年。

2.2 内衬PE管材的确定

常用内衬PE管材分为PE63、PE80、PE100三个等级[3], 各材料等级设计应力时最大允许值见表2。可通过水库原涵管水头确定应力。

注:C为安全系数。

内衬PE管直径主要取决于原涵管的尺寸和输水能力要求。一般在计算时采用水力学公式[4]进行:

内衬PE管管壁厚度应先试算, 满足强度、刚度、稳定性要求, 同时考虑设计输水能力和施工等因素综合确定。为了满足灌浆要求, 内衬的PE管与原涵管之间应有30mm~40mm的间隙。

2.3 PE管的敷设、焊接及安装

2.3.1 管道敷设

管道敷设前应拆除原进出口闸门、边墙等建筑设施, 将原涵管内杂物、淤滞泥沙等清理干净, 从下游往上游端牵引, 边焊边敷, 最终在进出口处用水泥砂浆封堵, 中间部分灌浆充填。

2.3.2 管道焊接

PE管所有接口一般采用现场热熔焊接, 施焊时应注意防止产生过大的受热变形。管道热熔连接采用专用工具[5], 温度控制应精确, 焊接前应将管放在同一轴线上。管材对焊连接头要能与加热板紧密接触, 加热至熔化后, 撤去加热板迅速将熔化端对接在一起, 冷却至环境温度, 确保接口强度高于管身强度。等PE管全部牵引到设计要求位置后, 在进出口处约5m内用混凝土管与PE管衔接, 防止阳光照射导致PE管老化。

2.3.3 PE管与原涵管之间灌浆

灌浆是PE管施工最重要最关键的一环, 灌浆质量将影响最终的工程运行。灌浆时一般要求每隔l0m左右布置1个断面, 每个断面开4-5孔, 在进出口分别布置排气孔、排水孔各1个。灌浆应首先在上游进水口处进行, 逐步向下游出口灌注。灌浆采用孔口封闭式循环灌浆法。每孔要求复灌3次, 每次间歇时间不少于3d。灌浆后一般可以用敲管听响来判别灌浆的密实程度, 如发现脱空较大部位, 要重新开孔补灌, 以确保新旧管的整体结合。在进水口边由于水力作用易形成渗流听到, 为消除隐患确保坝体安全, 可将此处采用充填灌浆处理。

3 实例

云南省灰江水库是一座以灌溉为主、兼顾防洪作用的小型水利工程。水库总库容为62万m3。挡水坝为均质壤土坝, 最大坝高14.1m, 设计引水流量0.1m3/s, 灌溉面积100hm2。水库于1958年建成后投入使用, 输水建筑物采用坝内砌砖半圆拱无压涵管, 断面尺寸为400*600。由于当时施工质量差及管理工作不到位, 同时运行时间过长, 数次出现漏水情况, 严重危及大坝及下游群众安全。经过方案综合比选后最终采用PE管内衬进行除险加固, 见图1。

PE管在施工时需注意在进口、出口处约5m内用混凝土管与PE管衔接, 防止阳光照射导致PE管老化, 图2、图3所示即为涵管进出口大样图。

4结语

(1) 一般而言, 小型水库进行除险加固处理要求工期短, 投资少, 不开挖坝体内衬PE管是较为理想的加固方式, 只要灌浆质量到位, 施工组织安排得当, 能最大限度节约工程投资, 达到除险加固的目的;

(2) 各种水库除险内容并不完全相同, 运用方法也不尽一致。水利工程的唯一性也决定了其后期进行除险加固的独特性。任何工程的修建和加固都需要结合地形地质、材料、交通、运行、管理、投资等各方面的综合因素加以考虑, 才能最大程度发挥兴利除害的作用。

参考文献

[1]项琼.PE管处理技术方案在某水库除险加固工程坝体方案比选[J].云南水力发电, 2014, 30 (6) :82-84.

[2]王亮.沙湖岭水库除险加固的初步设计[D].吉林大学, 2015.

[3]给水用聚乙烯 (PE) 管材国家标准 (GB/T13663-2000) [S].

[4]吴持恭.水力学[M].四版.高等教育出版社, 2010年4月.