魯班水庫航拍，畫面正前方為除險加固中的主壩。四川日報全媒體記者吳楓攝

通過料倉和垂直導管，向水下輸送混凝土。四川日報全媒體記者 吳楓攝

　　科考點位

　　綿陽市三臺縣魯班水庫

　　科考任務

　　水下30米處的混凝土澆筑環境探查及施工

　　“已裝好，可以出水。”10月25日，隨著水下潛水員給出信號，一個裝滿大塊石頭、建渣的鐵皮倉緩緩露出水面，岸上工人隨即進行卸載。

　　當天，在位于綿陽市三臺縣的魯班水庫除險加固施工現場，數名潛水員潛入水底約30米處，同步開展水下雜物清理及大壩混凝土澆筑作業。

　　“水下作業的施工技術難度和制約因素很多。”施工單位中國水電基礎局魯班水庫除險加固工程技術負責人黃愛民說。

　　“70后”水庫主壩病險多發，整治獲國債支持

　　魯班水庫又名魯班湖，修建于20世紀70年代，是都江堰灌區內一處大型囤蓄水庫，總庫容2.94億立方米，設計灌面62.69萬畝，是一座以農業灌溉為主，兼供水、改善生態環境、發電等綜合利用的大型水利工程。

　　“經過幾十年運行，水庫陸續出現了不少病險。特別是主壩，在近年的一次檢測中，技術人員在主壩混凝土面板上共發現8處修復后的滲漏點、5處新增滲漏點，另外還有24條明顯裂縫。”黃愛民說，這些病險點積少成多，如果處置不當將給水庫運行帶來巨大安全隱患。

　　如何消除主壩的安全隱患？根據以往做法，主要是對滲漏點和裂縫采取灌注砂漿、加裝止水條等傳統方式處理。

　　“我們后來發現，以往的處理措施隨著時間的推移，也出現了混凝土坍塌、止水條脫落等問題。”四川省都江堰水利發展中心魯班水庫除險加固工程建設現場管理辦公室工作人員李強伍表示，這些都是針對病險較少時的臨時性措施，而當病險點較多時，再采取小修小補的方式就不合適。

　　大規模整治勢在必行。2023年12月，四川省水利廳核準魯班水庫除險加固工程初步設計報告，在四川省都江堰水利發展中心積極爭取下，魯班水庫除險加固工程今年被納入國債支持項目，獲得國債資金1.64億元，魯班水庫迎來了一次全面體檢整修和設施升級。

　　李強伍介紹，魯班水庫除險加固工程建設內容包括對主壩、副壩、放水隧洞等進行整治以及原址拆除重建管理房、建設智慧水利系統等。其中，主壩的主要整治內容是在迎水坡面增設防滲面板，即在原混凝土面板的上面再加蓋一層鋼筋混凝土防滲面板。

　　“增設新的防滲面板，相當于給主壩再加一道防護屏障，是保障主壩安全的‘雙保險’措施。”黃愛民說。

　　水下混凝土澆筑施工限制多，挑戰重重

　　“注意下潛深度，潛水員一定要按規定時間上浮。”劉強是魯班水庫除險加固工程建設現場的潛水監督，他主要負責潛水員的安排調度工作。

　　劉強之所以緊盯下潛深度，是因為根據國家相關規定，下潛深度跟潛水員水下作業時間有著緊密關系。“一般來說，下潛深度越深，水下作業的時長越短。”劉強介紹，隨著下潛深度的增加，水壓也會增加，這對潛水員肺部和心臟產生較大的壓力。

　　以水下30米下潛深度為例，潛水員水下作業時間達到60分鐘后需上潛的，要在水下12米、9米、6米和3米處分別停留一段時間，減壓總時長要達到58分鐘才能浮出水面；且一天內只能進行一次潛水作業。

　　“因為人體肺部在深水中容易被擠壓，潛水時間過長會導致肺部受損，必須嚴格控制水下工作時間，確保潛水員人身安全和水下作業質量。”黃愛民表示，由于潛水員每天水下作業時間有限，為確保工程建設進度不受影響，項目組建了一個40名潛水員的龐大水下工作團隊。

　　除了作業時間的限制，深水環境的特殊性與復雜性，也讓施工困難重重。

　　“魯班水庫這類水利工程的水下作業，一點也不簡單！”劉強是一名有著20多年從業經驗的潛水員，經常在深海和大江大河從事潛水工作的他，談及魯班水庫深水區潛水作業時說。

　　首先是水下能見度。劉強介紹，清澈海域水下能見度可以高達幾十米，一眼望去周邊環境一目了然；而水庫的一些深水區域能見度有時僅有二三十厘米，幾乎靠手摸來了解作業環境。

　　此外，與陸地工程相比，水下施工還有捉摸不定的水流，以及難以研判的水下地形。這些不確定因素交織在一起，為施工帶來了很大難度。

　　黃愛民介紹，在魯班水庫除險加固工程中，施工團隊要在最深的40米級的深水區域進行大體量水下鋼筋混凝土施工和更換金屬結構，在已建成水庫中開展此類修復十分罕見，幾乎無先例可循。

　　新材料＋新技法，全面保障施工質量及安全

　　魯班水庫主壩防滲面板最長處為51米，當年在修建時，防滲面板材料采用的是傳統混凝土。

　　此次整修，盡管水庫通過今年的春灌把庫水位進行了大幅度下降，但仍有三四十米的防滲面板處于水面以下。

　　“傳統混凝土遇水會分散、離析，所以進行水下施工時，一般需修圍堰把水排干再進行施工，工期長、造價高。”黃愛民表示，魯班水庫目前蓄水量仍有1億多立方米，這已是在綜合施工安全要求和灌區用水需求后確定的最優方案，如果把水庫放空進行施工，顯然不太可能。

　　對此，魯班水庫除險加固工程水下施工選取了一種新型建筑材料——水下不分散混凝土。

　　據了解，水下不分散混凝土是在普通混凝土配合比的基礎上摻加抗分散劑配置而成的。這種抗分散劑具有較強的吸附能力，能夠顯著提高新拌混凝土顆粒間的黏聚力。

　　黃愛民表示，與普通混凝土相比，水下不分散混凝土具有更為優良的水下抗分散性、自流平性和自密實性，提高了水下混凝土的強度和保證了水下混凝土的工程質量，同時縮短了工期和降低了工程成本。

　　“新材料也要搭配新技法，才能讓水下混凝土施工鍛造出結實的‘筋骨’。”中國水電基礎局魯班水庫除險加固工程項目經理黎江濤表示，水下混凝土澆筑要有一套標準的流程技法。

　　在水下澆筑過程中，每一個細節都影響著工程的最終質量。黎江濤介紹，在水下部分的混凝土面板澆筑過程中，施工團隊創新采用“垂直導管法”。即導管上方連接著一個料倉，下方將導管插入已澆筑的混凝土中，盡量避免混凝土澆筑時受到壓力水直接沖蝕，保證混凝土的質量。

　　“水下不分散混凝土在澆筑過程中盡量不要出現停頓，需連續澆灌；停頓時間過長，會嚴重影響澆筑質量。”黎江濤表示，在澆筑過程中潛水員要輔助檢查混凝土澆筑質量。

　　此外，針對水下施工突發狀況，施工方也制定了一系列應急處置預案。例如，施工方在施工現場設置了潛水減壓艙，一旦潛水員遇到深水快速上潛等緊急情況，將被迅速轉移至潛水減壓艙內進行減壓，降低罹患減壓病的風險，確保施工安全。

□四川日報全媒體記者 邵明亮

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