水庫(kù)土壩加固工程設(shè)計(jì)探討

□李天群(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院)

灌漿的原理是這樣的，由灌漿機(jī)產(chǎn)生一定的壓力，把配合好的漿液灌進(jìn)土層或建筑物的空隙、裂隙或孔穴中，以達(dá)到防止?jié)B水和固結(jié)的作用。對(duì)土壩壩體實(shí)施灌漿，可以分為充填式灌漿和劈裂式灌漿兩種。充填式灌漿是利用漿液的自身重量，將漿液注入壩體的空隙、裂隙或孔穴等隱患處，進(jìn)而對(duì)之實(shí)施堵塞；劈裂式灌漿是運(yùn)用壩體壩應(yīng)力分布規(guī)律，施以一定的外壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時(shí)灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高壩體的防滲能力，改善土壩的應(yīng)力狀況。以上兩種方法，都是通過漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重新分布，提高壩體的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性。

1.工程基本情況

以一水庫(kù)為實(shí)例，該水庫(kù)土壩工程集雨面積3.4 km2，總庫(kù)容180萬(wàn)m3，樞紐建筑物主要有大壩、溢洪道等。由于人們已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到管理出效益的道理，所以都把約節(jié)水灌溉技術(shù)當(dāng)作水庫(kù)管理和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)來(lái)抓。在實(shí)際運(yùn)用中，噴灌技術(shù)、滴灌技術(shù)、微噴灌技術(shù)、滲灌技術(shù)等許多新的灌水技術(shù)，在實(shí)際灌溉過程中，由于缺乏良好的技術(shù)管理措施，所以其節(jié)水效益并不明顯，其技術(shù)潛能，不能得到充分的發(fā)揮，因此，在實(shí)際灌溉中甚至根本無(wú)法大面積推廣。目前，在園林噴灌系統(tǒng)方面，除了有的高爾夫球場(chǎng)采用自動(dòng)控制外，其他類型的灌溉系統(tǒng)，大多還是憑借人工經(jīng)驗(yàn)操作。但是，近年來(lái)，人們對(duì)草坪的建設(shè)越來(lái)越重視，草坪面積大幅度發(fā)展，草坪灌溉需要水，對(duì)草坪實(shí)施科學(xué)灌溉和依靠管理人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)灌溉，往往得不到有效的結(jié)合，水源只能轉(zhuǎn)而向水庫(kù)索取，加大了水庫(kù)蓄水的壓力，對(duì)水庫(kù)防漏加固工藝和流程提出了更高的要求。

2.高壓噴射灌漿施工工藝

2.1 鉆孔

鉆機(jī)是人工操作，工作十分繁瑣。一個(gè)鉆機(jī)員只能管理1個(gè)鉆機(jī)，導(dǎo)致容易出錯(cuò)、管理費(fèi)用高。雖然有巡查員監(jiān)督，但人工巡查的覆蓋率小、頻率低，不能夠解決鉆機(jī)的問題。鉆孔分序都是由同樣的鉆機(jī)員完成，管理層無(wú)法核證實(shí)際應(yīng)鉆孔深度。

2.2 高噴

現(xiàn)代智能控制技術(shù)可以為工業(yè)過程控制提供多種流程貫通一氣的方法和技術(shù)。例如∶零庫(kù)存方式，其作用在于消除庫(kù)存中的無(wú)效和浪費(fèi)，根本去除庫(kù)存的停頓；準(zhǔn)時(shí)方式，其作用在于消除銜接時(shí)的等待，使兩個(gè)不同環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接；工業(yè)配送方式。其作用在于把物流過程直接延伸到用戶，消除了用戶門前的“1Km”停滯和等待；看板方式，其作用在于通過簡(jiǎn)單的信息傳遞方式，消除生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的停滯、等待和錯(cuò)誤，同時(shí)增強(qiáng)企業(yè)的全員參與意識(shí)，以上功能都可以通過智能控制實(shí)現(xiàn)

2.2.1 三重管法旋噴施工方法

主要是：用于數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集可以用計(jì)數(shù)器累計(jì)記錄采集到的脈沖數(shù)，并定時(shí)地轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)寄存器中。數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元，當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再定時(shí)地轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)寄存器中。PLC還可配置小型打印機(jī)，定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打印出來(lái)。PLC也可與計(jì)算機(jī)通信，由計(jì)算機(jī)把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出，并由計(jì)算機(jī)再對(duì)這些數(shù)據(jù)作處理。這時(shí)，PLC即成為計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)終端。電力部門曾使用PLC實(shí)時(shí)記錄用戶用電情況，以實(shí)現(xiàn)不同用電時(shí)間、不同計(jì)價(jià)的收費(fèi)辦法，鼓勵(lì)用戶在用電低谷時(shí)多用電，達(dá)到合理用電與節(jié)約用電的目的。

2.2.2 用于進(jìn)行監(jiān)控

灌漿后不久，在壩頂挖槽檢查劈裂灌漿的效果，被劈裂壩體粘土充填均勻密實(shí)，又經(jīng)過一個(gè)雨汛期觀測(cè)，原來(lái)漏水點(diǎn)得到封堵，大壩下游面也沒有發(fā)現(xiàn)新的漏水點(diǎn)，壩體劈裂灌漿達(dá)到了預(yù)期的效果。

3.大壩加固處理設(shè)計(jì)

3.1 壩體加高陪厚設(shè)計(jì)

壩坡穩(wěn)定復(fù)核存在兩個(gè)主要的問題∶第一，壩坡穩(wěn)定復(fù)核使用范圍不夠，大部分車位未被納入信息化管理的系統(tǒng);第二，壩坡穩(wěn)定復(fù)核的技術(shù)限制?，F(xiàn)有壩坡穩(wěn)定復(fù)核的可靠度并不高，比如壩坡穩(wěn)定復(fù)核覆蓋不好，還受天氣影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)上傳。電池容量也小，不適合全天收費(fèi);而且仍然依賴高防浪墻，并不能對(duì)背水坡和壩迎進(jìn)行管理。

3.2 防滲處理設(shè)計(jì)

3.2.1 壩體滲漏復(fù)核

首先，我們一起來(lái)了解一個(gè)常識(shí)問題，就是什么叫自動(dòng)化系統(tǒng)。通常機(jī)器或裝置在無(wú)人干預(yù)的情況下，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制的過程，叫自動(dòng)化控制。自動(dòng)化控制的要害有兩點(diǎn)，一是沒有人直接參與，二是通過一種叫PLC的控制器自動(dòng)完成生產(chǎn)過程。設(shè)備PLC能完成自動(dòng)控制，稱為控制器。被控制的設(shè)備或機(jī)器，稱為被控對(duì)象。被控對(duì)象和控制器一起，構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)。各種自動(dòng)控制裝置，根據(jù)各自執(zhí)行的具體任務(wù)而有別，但其實(shí)質(zhì)東西基本相同，不外乎都是對(duì)被控對(duì)象的某些物理參量進(jìn)行控制，使被控對(duì)象自動(dòng)保持其應(yīng)有的運(yùn)行規(guī)律。

要實(shí)現(xiàn)用自動(dòng)控制代替人工控制，那么，自動(dòng)控制系統(tǒng)中必須同時(shí)具備三種能代替操作人員的因子或稱機(jī)構(gòu)。這三種機(jī)構(gòu)是：測(cè)量機(jī)構(gòu)，用來(lái)測(cè)量被控量。比較機(jī)構(gòu)，用來(lái)比較被控量與給定值，得出誤差，按照誤差的性質(zhì)做出控制動(dòng)作。指令機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵谌斯た刂浦校灰僮魅藛T心中有數(shù)，或者說憑經(jīng)驗(yàn)，就可準(zhǔn)確地完成動(dòng)作，但在自動(dòng)控制中，要先將人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行量化，這就是通常說的給定值問題，把這個(gè)量化的給定值輸入控制系統(tǒng)，叫輸入指令。有了這3個(gè)機(jī)構(gòu)，基于PLC控制的智能工業(yè)過程控制自動(dòng)化，就能在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用了。

3.2.2 壩體與壩基防滲技術(shù)設(shè)計(jì)

壩身與壩基防滲技術(shù)，需要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的多種方案的比較后才能確定，通過長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，采用以劈裂灌漿加高壓噴射灌漿的綜合處理方案比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

3.3.2.1 灌漿范圍

通過管理灌漿布置和高壓噴射灌漿，完成不同面值的河床基巖面的發(fā)行，也可完成對(duì)土壩防滲的防滲體系。通過手持式數(shù)據(jù)采集機(jī)可以定期讀取高噴灌漿內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)記錄以及對(duì)高噴灌漿進(jìn)行數(shù)據(jù)下載（如改變垂直防滲體系等）。為了推行定點(diǎn)執(zhí)勤方式，需要制定相應(yīng)的法律法規(guī)，對(duì)駕駛員不按規(guī)定停車的行為進(jìn)行處罰，做到有法可依，且要加大力度推行定點(diǎn)執(zhí)勤方式。定點(diǎn)執(zhí)勤不表示車管員不需要走動(dòng)，而是盡量避免在路面上進(jìn)行停車管理，解決掉安全隱患和管理問題。通過管理計(jì)算機(jī)可以讀取手持機(jī)內(nèi)存貯的數(shù)據(jù)記錄以及對(duì)手持機(jī)下載數(shù)據(jù)，這樣管理計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行定期結(jié)算及對(duì)整個(gè)河角水庫(kù)的防滲體系等。

3.3.2.2 噴射方式的選擇

表示一定時(shí)期的經(jīng)營(yíng)成果和一定時(shí)日的內(nèi)容，一般它是用本幣來(lái)表示的，因此，外幣交易也必然將外幣計(jì)價(jià)的資產(chǎn)和負(fù)債換算成本國(guó)貨幣。跨國(guó)公司在國(guó)外設(shè)立子公司進(jìn)行經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，要全面、真實(shí)、完整、綜合地反映跨國(guó)公司總體的狀況和經(jīng)營(yíng)成果，母公司就必須將國(guó)外子公司的報(bào)表和母公司的報(bào)表進(jìn)行合并，編制整個(gè)跨國(guó)公司的合并報(bào)表。對(duì)于高壓噴射灌漿方式，同樣需要通過技術(shù)及管理手段的配合達(dá)到優(yōu)化水庫(kù)土壩加固工程設(shè)計(jì)的目的，技術(shù)手段保證車管員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)違法、違章行為，管理手段則保障水庫(kù)土壩加固能夠按照定點(diǎn)停車管理方式進(jìn)行水庫(kù)土壩加固但由于國(guó)外子公司的報(bào)表通常是用當(dāng)?shù)刎泿庞?jì)算、編制的，所以在編制合并報(bào)表以前，母公司必須先把國(guó)外子公司用外幣計(jì)量的報(bào)表轉(zhuǎn)換為用母幣(即母公司的報(bào)告貨幣)計(jì)量的報(bào)表，即用本國(guó)貨幣表示的報(bào)表，這一過程就是外幣報(bào)表的折算過程。但是，由于折算時(shí)所使用的匯率不同，在賬面上就會(huì)產(chǎn)生損益差異，這就是我們所說的會(huì)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)或折算風(fēng)險(xiǎn)。

通常，為了保證在各種不利因素綜合出現(xiàn)時(shí)仍能保證壩體的施工連續(xù)性和壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，同時(shí)還要滿足以上設(shè)計(jì)要求，經(jīng)多方測(cè)算，劈裂、高噴灌漿的孔距，以3 m和1.5 m為宜。

4.結(jié)論

對(duì)水庫(kù)土壩工程實(shí)施加固，要嚴(yán)格按照施工工藝流程、安全措施和方法要求進(jìn)行，工程質(zhì)量要落實(shí)到班組和崗位，施工安全要責(zé)任到人，就是要措施到位，責(zé)任到人，確保人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)的安全，發(fā)揮水庫(kù)應(yīng)有的功能和效益。

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