承插管施工技術(shù)在湯河水庫除險加固工程中的應用

馬玉榮

(遼寧省湯河水庫管理局新源公司，遼寧 遼陽 111000)

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承插管施工技術(shù)在湯河水庫除險加固工程中的應用

馬玉榮

(遼寧省湯河水庫管理局新源公司，遼寧 遼陽 111000)

病險水庫給水庫自身安全及周邊居民生活、生產(chǎn)帶來了極大的威脅，對病險水庫的除險加固工程顯得尤為重要，其中輸水涵管的改造工作則是除險加固的重點。文章基于湯河水庫具體工程案例，對于湯河水庫輸水涵管改造工程提出了承插管施工工藝，在研究湯河水庫地質(zhì)特征的基礎上，對承插管施工工藝進行了分析，對其關(guān)鍵施工技術(shù)進行了介紹，通過在工程中的具體應用，可知該技術(shù)具有施工簡單、造價低的優(yōu)點。

承插管；施工技術(shù)；病險水庫；除險加固

0 引 言

我國的水資源分布不均對我國的社會經(jīng)濟的發(fā)展帶來了極大的困擾，特別是對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響尤其明顯，因此，水庫工程的建設是緩解水資源不均問題的主要解決方法，水庫的建設進入了高速發(fā)展，但是同時水庫水壩的安全問題成為阻礙水庫工程建設的首要問題，特別是對水庫的除險加固研究顯得尤為重要[1]，其中輸水涵管的改造也是除險加固工程的重點。

對于水庫水壩的除險加固許多專家學者進行研究，嚴祖文對目前水庫建設中出現(xiàn)的除險加固現(xiàn)狀進行了分析，從水庫病險的認定、大壩的加固進行針對分析，提出了相應的病險加固的構(gòu)思和技術(shù)方法，為今后水庫大壩工程的建設提供了技術(shù)支撐；鈕新強從我國的水庫的防洪安全方面、結(jié)構(gòu)安全方面介紹了目前水庫水壩存在的病險問題，總結(jié)了病險水庫的治理經(jīng)驗和方法；孫波基于白山頭水庫具體的病險情況，從壩基滲漏、溢洪道損毀、輸水管涵損壞等主要問題，提出了合理有效的治理方案，起到了良好的效果；康鵬從目前水庫輸水管涵存在的技術(shù)問題，采用頂管技術(shù)進行施工解決輸水涵管的施工；江淺成分析了土石壩地下鋼筋混凝土箱涵的特點，基于數(shù)值分析和具體工程案例，對箱涵施工的特點、關(guān)鍵技術(shù)進行了研究分析[1]。

通過以上分析，對于水庫大壩病險問題，專家也進行了許多有效的分析，但是同時也可以看到，很多病險加固施工都是基于工程經(jīng)驗和傳統(tǒng)技術(shù)，特別是水庫水壩輸水涵管病險問題，大多是采用頂管或是箱涵等傳統(tǒng)施工技術(shù)，這類施工技術(shù)大多受到施工條件的影響，因此對于水壩輸水涵管病險加固施工技術(shù)的研究很是必要。

承插管施工技術(shù)是目前水壩輸水涵管病險的新技術(shù)、新方法，由于其具有受外界影響小，施工快、施工方便、工程造價低等技術(shù)優(yōu)勢而在水庫病險加固工程中得到應用，文章基于湯河水庫輸水涵管存在的問題，基于病險加固的常用方法對比，提出了承插管施工技術(shù)，分析其關(guān)鍵施工技術(shù)，這對以后類似的工程提供借鑒和參考。

1 工程概況

湯河水庫位于遼寧省遼陽市，湯河水庫是集灌溉、供水、防洪和發(fā)電的綜合性水庫，整個水庫包括主壩、副壩和溢洪道組成，設計洪水標準為100a一遇，校核洪水標準達到1000a一遇。主壩長達到455m，大壩最高為48.5m，壩頂寬6m；結(jié)構(gòu)采用黏土心墻結(jié)構(gòu)石壩。副壩為復合土工膜面板結(jié)構(gòu)石壩，將復合土工膜直接鋪設于強風化巖體上，土工膜上澆筑面板保護層。

湯河水庫通過輸水涵管進行泄洪，并沒有涉及溢洪道，輸水泄水涵管采用條石材料方涵，長60m。目前主要的問題為壩體高噴防護和輸水涵管的改造，其中輸水涵管的改造是病險加固的重點[2]。針對目前湯河水庫輸水涵管存在的問題，工程通過采用承插管施工技術(shù)，具體的承插管埋設示意圖如圖1所示。

圖1 承插管埋設示意圖

2 施工方案選擇

所謂的承插管施工技術(shù)，就是指為了連接管道或管件，或分叉管道，把管道兩端制成承口與插口(插口一般不需要特制)，把插口插入承口內(nèi)，然后密封接縫的管道或管系。承插管應用在病險水庫除險加固工程中，與傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場澆筑鋼筋混凝土相比，其具有節(jié)約材料與縮短施工時間等優(yōu)點，正逐漸被廣泛地應用于水庫除險加固工程中[3]。

通過對湯河水庫病險改造工程的具體情況，以及分析了周圍的施工環(huán)境，針對輸水涵管的施工，可以采用頂管施工技術(shù)、現(xiàn)澆混凝土箱涵施工技術(shù)和承插管施工高技術(shù)，通過相關(guān)水庫資料分析，對以上3種施工技術(shù)進行對比分析，分析情況如表1。

表1 輸水涵管施工技術(shù)對比

3 承插管施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 承插管技術(shù)方案特點

承插管采用的為鋼筋混凝土管，之間的連接完全依靠配套橡膠圈所具有的彈性壓縮功能，這樣可以有效防止接口處出現(xiàn)的滲水情況[4]，并且橡膠圈可以具有一定的抗壓能力，對于一定范圍內(nèi)的壓力是完全可以承受，工程設計采用承插管接口如圖2所示。

圖2 承插管接口示意圖

鋼筋混凝土承插管之間的連接是靠配套橡膠圈的連接形式，配套橡膠圈的連接呈現(xiàn)柔性，并且具有一定的彈性，可以承受一定程度的變形，因此接口處可以產(chǎn)生一定程度的位移變形，這輕微的變形足以滿足基地由于不平整產(chǎn)生的沉降位移變化[5]。上述提到的這種連接方式可以適應不同基礎條件，基礎的選擇可以根據(jù)地質(zhì)條件進行選擇，地質(zhì)條件差一點可以選擇C20混凝土基礎。

承插管的接口的變化帶來了施工的極大便利，特別是減少了剛性接口時候的施工繁瑣，并且降低了剛性接口發(fā)生斷裂的情況。

3.2 施工流程

承插管的施工相對于頂管施工和混凝土箱涵施工技術(shù)簡便了許多，首先進行基礎開挖，根據(jù)湯河水庫的具體地質(zhì)情況，考慮到邊坡結(jié)構(gòu)，本次施工采用常用的放坡開挖，進行放坡開挖的過程，采用11的放坡開挖坡比，為了資源的重復利用，將開挖的巖土放置水壩旁歸置，以便完后的回填工作。

開挖完成后，需要對基礎進行排水，首先保證基坑槽內(nèi)不能出現(xiàn)積水情況，排水方式采用井點降水和四周的明溝排水兩種方式進行，井點降水的過程中要進行專人的看護抽水過程，且不可抽水過度[6]。

管道基礎的施工也是承插管施工的關(guān)鍵，管道的基礎本次施工采用C20混凝土，施工按照設計的要求進行，保證管道基礎的平整，防治出現(xiàn)大位移變形，施工后要采用振搗器及時處理[7]。

承插管施工中最重要的也是最為關(guān)鍵的一步就是管道的鋪設。對于管道鋪設主要分為以下5個步驟：

1)按照設計要求對鋪設管道的槽高程進行核實，保證管道的鋪設是復合原設計要求，盡量避免出現(xiàn)大的誤差。

2)鋪設管道時候要按照順序進行，保證管道的方向一致性，管道的鋪設順序是從下游到上游，承接口的位置在上游方向。

3)鋪設管道過程中，首先將涵管的接口進行清理，對涵管按照設計的規(guī)格大小依次進行安設，并配置相應的橡膠密封圈，橡膠圈安裝時保證承插管四周均勻、無扭曲，另外涂料的選擇合理，主要防止?jié)B水的發(fā)生。

4)對涵管安裝時候，對吊裝設備設置的吊點要符合力學要求，盡量位于涵管的重心，吊裝的過程中一定保證吊點的安全，防治出現(xiàn)涵管的破損。

5)鋪設過程中，調(diào)整高程保證平整，整個過程要求不出現(xiàn)脫槽現(xiàn)象。

鋪設完成后，對涵管所在位置進行混凝土的澆筑，澆筑過程中，保證整個混凝土的密實，澆筑厚度在25cm左右。最后進行回填，回填前保證槽內(nèi)無積水存在。

具體的施工流程如圖3所示。

圖3 承插管施工流程

4 施工應該注意的問題

施工中應該注意以下4個問題：

1)承插管的施工過程中有些問題需要施工人員特別注意的，這些事項都是關(guān)系到承插管施工成功的保證[8]。

2)管道鋪設中，進行下管的首根涵管的位置非常關(guān)鍵，第一根管的方向位置直接對后續(xù)的涵管安裝的正確性非常重要，因此，要嚴格按照設計要求，確定中心點，按照等距的方式定位后續(xù)管道[9]。

3)承接口安裝時候要保證承接口是完整、干凈、不存在任何雜物的；另外安裝配套橡膠圈時候首先對承接口進行潤滑，以方便能夠順利承接管的安裝；潤滑劑的配合比按照設計要求，保證潤滑劑充分攪勻，防止出現(xiàn)沉淀。有可能在施工中氣候的原因，潤滑劑在粉刷后會出現(xiàn)很快干燥，這個時候要多刷幾遍，防止涵管對潤滑劑吸收過度[10]。

4)回填巖土保證是均質(zhì)的，不能出現(xiàn)大的巖石；并且及時清除雜草、木屑能雜物，回填時候進行分層回填，每層進行分別壓實。

5 結(jié) 論

湯河水庫除險加固關(guān)系到水庫運行的安全，更關(guān)系到周邊居民生活、生產(chǎn)的安全，因此對病險水庫的治理顯得尤為重要；文章在湯河水庫地質(zhì)條件的基礎上，分析了承插管施工的涵管改造的可能性，對承插管的關(guān)鍵施工技術(shù)進行了分析，介紹了其施工優(yōu)點和需要在施工中注意的問題，并在湯河水庫除險加固工程中得到成功應用，對類似的水庫水壩病險加固工程起到借鑒。

[1]嚴祖文，魏迎奇，張國棟.病險水庫除險加固現(xiàn)狀分析及對策[J].水利水電技術(shù)，2010，41(10):76-79.

[2]鈕新強.水庫病害特點及除險加固技術(shù)[J].巖土工程學報，2010(01):153-157.

[3]孫波.白山頭水庫除險加固設計及方案優(yōu)化研究[D].濟南：山東大學，2012.

[4]康鵬.頂管法施工技術(shù)在水利工程中的應用[J].大壩與安全,2011(03):51-52.

[5]江潛成.土石壩壩下鋼筋混凝土箱涵自動化設計[D].南昌：南昌工程學院,2016.

[6]袁劍軍.土石壩防滲墻黏土混凝土材料的工程應用初探[J].水利建設與管理,2013(02):33-35.

[7]徐飛.沈陽地區(qū)水資源短缺原因分析及對策研究[J].水資源開發(fā)與管理，2015(01)：24-26.

[8]夏建軍.膠結(jié)材料筑壩技術(shù)在白土嶺水電站的應用[J].中國水能及電氣化，2014(11)：14-16.

[9]楊明,王秉玉.試論水庫運行管理及調(diào)度的有效方法[J].水利規(guī)劃與設計,2011(06):63-65.

[10]賈瑞紅.水庫生態(tài)調(diào)度的措施及其發(fā)展前景[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2011(05):42-44.

1007-7596(2017)01-0137-03

2016-12-26

馬玉榮(1972-)，女,遼寧遼陽人，助理工程師,研究方向為水利工程與管理。

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