病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固措施淺析

張 濤

(陜西省咸陽(yáng)市淳化縣水管水產(chǎn)站，陜西 咸陽(yáng) 711200)

病險(xiǎn)水庫(kù)的存在，嚴(yán)重威脅著廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，制約著水庫(kù)效益的充分發(fā)揮。搞好病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固，確保水庫(kù)安全，充分發(fā)揮興利和防洪效益。筆者根據(jù)自己的工作實(shí)踐總結(jié)出病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的工程措施，以求與同行共同探討。

1 提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)

提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)的工程措施:一是加高壩體或增設(shè)防浪墻，增加水庫(kù)調(diào)蓄洪水能力，對(duì)削減洪峰的作用較大，對(duì)下游淹沒影響也較小;二是擴(kuò)建加大溢洪道，加大泄洪量，對(duì)削減洪峰的作用不太大，但對(duì)下游淹沒影響卻較大。據(jù)分析，采用加高壩體或增設(shè)防浪墻措施的水庫(kù)，最大泄流量一般為最大入庫(kù)洪峰流量的40%以下;單獨(dú)采用擴(kuò)建加大溢洪道措施的水庫(kù)，最大泄流量一般為最大入庫(kù)洪峰流量的70%以上。因此，對(duì)下游防洪有重要要求的水庫(kù)應(yīng)盡可能采取以加高壩體或增設(shè)防浪墻為主，必要時(shí)再結(jié)合擴(kuò)建加大溢洪道的辦法進(jìn)行。

1.1 大壩加高

適當(dāng)加高大壩，可以較大地增加調(diào)蓄能力，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.1 壩頂直接加高

從壩頂直接加高，而不是從背水坡腳開始培厚加高。這種加高措施，只適用于原壩頂寬度較寬，大壩加高后能夠滿足壩頂寬度及壩坡坡比要求，與上下游坡面銜接，一般也應(yīng)經(jīng)過計(jì)算，在保證大壩安全的條件下進(jìn)行。限于壩坡穩(wěn)定的要求，加高的高度有一定限制，不能加高過大，影響壩坡穩(wěn)定。一般加高1～2 m，最大不宜超過3 m。如加高過多，則必須加寬壩體。一般從背水坡腳加寬培厚，保證壩坡穩(wěn)定。

1.1.2 從大壩背水坡培厚加高

這一加高措施，比從壩頂直接加高工程量大，造價(jià)也高。但在壩頂直接加高條件不許可的情況下，為了滿足大壩壩坡穩(wěn)定的要求，只有采取這一措施。加高大壩也可超過3 m，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)的需要來定。

1.1.3 增設(shè)防浪墻

這一加高措施，主要用于從壩頂直接加高大壩條件不具備時(shí)。且這一措施，比從大壩背水坡培厚加高工程量小，造價(jià)低。一般加高1 m～1.5 m，最大不宜超過1.5 m。如陜西省淳化縣秦莊溝水庫(kù)［小(一)型］，在2006年病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，經(jīng)復(fù)核水庫(kù)原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低，設(shè)計(jì)增設(shè)防浪墻高1.00 m，即滿足設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.2 溢洪道拓寬、加深

1.2.1 溢洪道拓寬

在地形、地質(zhì)條件許可，而增加工程量不大的情況下，將原溢洪道拓寬，而不降低溢洪道堰頂高程，這是增加下泄流量、提高防洪標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)措施，投資也比較小。但不應(yīng)增加泄流量過多，以免加重下游河道的防洪負(fù)擔(dān)。

1.2.2 溢洪道加深

如陜西省淳化縣秦莊溝水庫(kù)［小(一)型］，原溢洪道斷面較小，達(dá)不到設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)要求，為提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合水庫(kù)除險(xiǎn)加固中大壩增設(shè)防浪墻，對(duì)原溢洪道側(cè)墻加高了60 cm，加大了下泄流量，滿足了設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2 提高水庫(kù)工程質(zhì)量

關(guān)于水庫(kù)工程質(zhì)量，土壩、土石壩主要是滲漏、裂縫和滑坡，其中裂縫和滑坡的產(chǎn)生，有的也與滲漏有關(guān)，所以處理土壩、土石壩的質(zhì)量問題，關(guān)鍵是防滲，現(xiàn)主要針對(duì)防滲提出一些常用的工程措施。一般處理防滲的原則是“上堵下排”，上堵措施有垂直防滲與水平防滲。垂直防滲主要采用混凝土防滲墻、帷幕灌漿防滲;水平防滲主要采用壩前粘土鋪蓋。下排主要是做好大壩背水坡反濾壩，清除反濾壩前的淤堵，開挖排滲溝或設(shè)置減壓井。

在病險(xiǎn)水庫(kù)防滲加固中，無(wú)論是壩基、壩體或壩肩滲漏需要防滲加固時(shí)，多數(shù)采用垂直防滲措施。這是因?yàn)椴扇∵@一措施，一般不需要放空庫(kù)水。反之，如果采取水平防滲措施，則必須放空庫(kù)水，才能徹底進(jìn)行。而且水庫(kù)長(zhǎng)期蓄水后會(huì)有淤積，給水平防滲處理帶來一定難度，且在保持壩基滲透穩(wěn)定和截滲方面，水平防滲也不如垂直防滲效果好。

2.1 垂直防滲措施

2.1.1 混凝土防滲墻

防滲墻防滲主要采用防滲性能良好的普通混凝土、黏土混凝土、塑性混凝土等材料，具有連續(xù)、可靠、防滲效果好等特點(diǎn)，應(yīng)用于較淺的深厚覆蓋層，可靠、經(jīng)濟(jì)，是垂直防滲的首選，尤其深度在50 m以內(nèi)。墻體厚度一般為0.6 m～1.0m。與其它防滲措施相比，混凝土防滲墻耐久性較好，防滲效率較高。

2.1.2 帷幕灌漿

對(duì)于局部滲漏或防滲標(biāo)準(zhǔn)要求不高時(shí)，主要采用帷幕灌漿的防滲方法。帷幕灌漿防滲技術(shù)施工設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝成熟，地層適應(yīng)性廣，但連續(xù)性相對(duì)較差，形成防滲體的防滲性能也相對(duì)較差。因此，采用合適的灌漿工藝和材料，是帷幕灌漿技術(shù)的關(guān)鍵。

根據(jù)漿液的作用機(jī)理，灌漿可分為四類:充填灌漿、壓密灌漿、劈裂灌漿、滲透灌漿。

2.2 水平鋪蓋防滲措施

水平鋪蓋防滲，必須勘察了解大壩工程水文地質(zhì)狀況，這是做好防滲加固的首要條件。通過勘察了解壩基砂礫石平面和空間的分布情況、層次性質(zhì)和分布規(guī)律以及地下水動(dòng)態(tài)特性和滲透途徑等，以便針對(duì)不同的具體情況，可能發(fā)生的問題、性質(zhì)和程度，確定加固鋪蓋的具體尺寸、范圍，鋪蓋層下是否需要增設(shè)反濾層，是否有軟弱基礎(chǔ)需要處理。一般采用鋪蓋長(zhǎng)度為5～8倍水頭，對(duì)水頭較大、砂礫石層較深時(shí)，采用8～10倍水頭。均質(zhì)壩底為不透水輪廓，鋪蓋長(zhǎng)度可適當(dāng)減短。水平鋪蓋主要是針對(duì)壩基防滲，防滲效果相對(duì)較差。

2.3 排滲減壓措施

大壩下游壩腳設(shè)置排滲減壓設(shè)施可以達(dá)到三個(gè)目的:①避免壩趾下游沼澤化;②避免壩趾下游發(fā)生管涌或流土;③降低壩體浸潤(rùn)線，增加壩體穩(wěn)定。

采用水平鋪蓋防滲時(shí)，下游壩腳往往配合排滲減壓措施。排滲減壓設(shè)施主要是做好大壩背水坡反濾壩，清除反濾壩后的淤堵，結(jié)合開挖穿入透水層一定深度的排滲溝或設(shè)置減壓井，以利滲水排出。一旦反濾壩后、排滲溝或減壓井發(fā)生淤堵情況，應(yīng)及時(shí)清除，使?jié)B水能夠及時(shí)地排出。

3 結(jié)語(yǔ)

病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固已開展多年，在工程設(shè)計(jì)中抓住提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)和水庫(kù)工程質(zhì)量是關(guān)鍵，圍繞以上兩方面，可使問題迎刃而解。