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摘要：某水库自投入运行以来，受大坝泄流影响， 下游左右岸护坡坡脚出现掏空、漏筋现象，影响枢纽安全运行，2020年11月对灌注桩段、左右岸坡脚淘刷段进行水下修复处理。本文介绍水下加固修复方案、施工材料、施工工艺和处理效果。
关键词：冲坑；水下修复；施工工艺
1.概述
水库自建成投入运行已经多年，经2014年-2020年连续7年多次对下游左、右两岸护坡进行水下摸探及水下地形测量，均发现下游有两处冲坑，右岸灌注桩桩存在不同程度的露筋，左右岸存在非常严重的淘空现象。2020年11月进行水下修复施工，经水下录像、抽芯检测表明修复效果良好。
2、水毁情况与原因分析
2.1 水毁情况
某水库自 2014 年至 2020 年连续7年对大坝下游河道进行了总计 8次水下地形测量，根据测量单位提供的《某水库 2019 年上下游水下地形测量项目成果报告》[2]，在冲刷坑范围内形成左、右两个冲刷坑，冲刷坑面积呈逐年扩大趋势冲坑每年都有不同程度的损坏，并且有逐年扩大现象，大坝下游护坡左、右两岸100m范围进行全面的水下检查[2]，发现以下缺陷：
1）、下游右护坡缺陷①连续性掏空长度为22m，比2019年增加1m，最高点为3.4m（增加40cm），最深点3.1m（增加20cm）。2）、右护坡22根护岸桩基中除了2#桩基未发现露筋之外，其余21根桩基均存在钢筋外露，桩基长度在5m～12.9m之间不等。在19#桩基处掏进护坡深度为2.8m，桩基处河床多为卵石，局部可见原始基岩。3）、左护坡缺陷③间断性掏空全长32m，最高点为3m，最深点为2.9m。4）、左护坡缺陷④连续性掏空全长56m（增加6m），最高处为7.6m（增加3.4m），最深处为7m（增加1.8m）。最高点增加原因是下部河床卵石受泄洪冲刷无规律的移动而成，掏空处现有河床可见原始基岩。5）、左岸冲坑深度为3.70m，右岸冲坑深度为3.42m，冲坑面积为1907㎡。
2.2 原因分析
水库自 2012 年 3 月下闸蓄水以来，经历多次泄洪过程，尚未经历较大洪水甚至设计、校核洪水的考验，随着运行时间的延长及未来大流量的影响，下游冲刷坑有进一步加深、扩大的趋势。根据计算，坝趾至最大冲刷坑深度处对应坡度较缓，不会危及大坝的安全，对左右岸边坡可能造成潜在的影响。冲坑及水毁发展趋势严重，对大坝下游护岸及边坡存在一定安全隐患。
3.施工方案
由于主体结构加固工程量不大，水下施工大大节省辅助工程投资，降低溢洪道过流对修复施工的影响，进行水下加固施工是可行的，考虑水毁破坏程度，并结合防汛需求采用水下施工工艺。
3.1右岸灌注桩段加固方案
首先清理底部松动岩石，利用高压水将灌注桩表面及底部基岩的附着物冲洗干净，在防护墙底部设置防护墙抗滑、抗剪防护基础墙，从基础墙顶部至原盖梁的下方布置 C40 混凝土防护墙，墙厚 0.5m，高度约3.4m~12.6m，长度为灌注桩段上下游各增加 0.5m，总长共 38.3m；防护墙与桩体之间采用 Φ25@1000×1500 锚筋，其中 50%锚筋与灌注桩纵向钢筋焊接，另 50%打孔植筋至灌注桩混凝土，两者相间布置，外侧与防护墙钢筋网及钢板（兼做模板）焊接，钢筋网为 Φ22@200×200，钢板厚度10mm。
3.2左、右岸坡脚淘刷段加固方案
首先清理回填混凝土部位的松动岩石，利用高压水将岩体表面及基岩的附着物冲洗干净，将淘刷部分回填 C40 混凝土，外侧顶面距离混凝土护岸外侧 0.5m，左岸长度 88m，右岸长度 22m。基础设 1 排 12b 工字钢、1排32锚筋（品字形布置）抗剪，间距1500×1500，长度 1m，其中 0.5m 埋入基岩，起固脚作用。
3.3 水下修复材料选择
抗分散灌浆材料。由于基础墙埋设12b工字钢，孔径为139mm，为满足灌浆工艺要求[1]，采用加压灌注，浇筑前做好取样要求。其主要特点为：固结后有很高的抗拉、抗压强度，能承受高荷载；把裹力强，工字钢被充分利用；强度等级可达C40以上。
4. 施工工艺
施工工艺流程为：水下清理→水下测量→岩层水下钻孔→水下植筋→安装钢模板→高压注浆→水下录像→拍照、提交竣工报告。
4.1、大坝下游右岸灌注桩段及左右岸淘刷段加固
（1）、加固方法
水下清理→水下测量→岩层水下钻孔→水下植筋→安装钢模板→水下混凝土浇筑→质量检查验收，由岸上施工员配合专业潜水员操作完成，具体内容及技术要求如下：
（2）、水下施工工艺
1) 清理：利用高压水泵加压高压水枪冲洗冲刷部位和混凝土灌注桩面的浮渣和附着物。
2) 水下测量：进行水下拍照、摄影和测量，记录建筑物掏空深度、高度及缺陷位置。
3) 岩层水下钻孔：灌注桩外侧基础墙采用液压抽芯钻机进行。左右岸淘刷段基础设2排25b工字钢抗剪，间距1500×1500，长度1m，其中0.5m埋入基岩，起固脚作用。
4) 水下植筋：包括锚筋施工和钢筋架立两部分。与岩体或桩体锚固的锚杆通过水下钻孔和锚固，与灌注桩出露钢筋焊接的锚杆必须达到规范规定的锚固长度，水下钢筋架立需在边坡混凝土内打锚杆固定，所有锚杆另一端与钢模板焊接或螺栓固定。
5) 水下立模：灌注桩修复段利用永久10mm钢板、左右岸淘刷段利用永久5mm钢板兼作模板。钢模板与系统锚筋采用水下钻孔机打孔、膨胀螺栓和水下焊接相结合工艺固定。钢模板按1.5m高度分层安装，钢板迎水面水平中间位置焊接槽钢抗弯。
6) 水下混凝土浇筑：混凝土采用C40商品水下不分散混凝土，经高压混凝土输送泵输送混凝土至模板内侧底部浇筑混凝土。混凝土分层浇筑，下层浇筑完成后，开始上层立模、上层混凝土浇筑。浇筑中导管始终埋入已浇混凝土中不少于30cm。
7) 施工质量检查验收：
对水下清理、岩层水下钻孔、水下植筋、安装钢模板、水下混凝土浇筑等工序进行分项验收，各项指标检查合格后再进行下一步工序施工。
5、水下修复效果检查
为验证水下质量情况，于2021年3月对水下项目进行水下检查及混凝土抽芯对比检测送检。
5.1水下检查方法。根据左右岸修复位置的桩号，分仓分层进行水下摄像检查。由潜水员控制摄像机直接观察和记录水底图像，重点记录接触面、焊接面等位置，制作水下录像归档。水下混凝土抽芯采用一套液压钻机实施抽芯作业。抽芯位置在右岸灌注桩段抽芯2根（其中1根平行检测），右岸淘刷段抽芯1根，左岸淘刷段抽芯2根（其中1根平行检测）。具体抽芯点为右岸灌注桩段第3仓、第7仓，右岸淘刷段第1仓，左岸淘刷段第2仓、第3仓，浇筑时间均超过28天。
5.2检查结果。经过对左右岸修复区域的仔细检查，检查发现水下混凝土外观平整、浇筑密实，钢模板拼接严密、无变形。施工单位自检、建设单位对比检测的混凝土强度等级均达到 C30以上。
6、结语
本项目施工方案合理，工艺流程清晰。在施工过程中针对水下施工发现的问题，参建方积极寻求解决办法，灵活应对突发情况，为本项目顺利开展提供保障，结果表明水下修复项目达到了预期的目的。该项目可为其它水利项目水下修复提供一定的借鉴。
参考文献：
[1]黄国兴.水工混凝土建筑物修补技术及应用 [M].中国水利水电出版社.2002
[2]广东省某水库 2019 年上下游水下地形测量项目成果报告.佛山水文局.2020
[3]杨 胜, 吕联亚, 等.化学建材系列丛书, 建筑防水材料[ M] .北京:中国建筑工业出版社, 2007
[54]《水利水电工程钻孔规程》SL25-1992
[5]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001
[6]《水工建筑物化学灌浆施工规范》DL/T5406-2010