小型水庫除險(xiǎn)加固工程技術(shù)應(yīng)用探析

□韋珍娟

小型水庫多位于交通不便、位置偏遠(yuǎn)的地方，與大、中型水庫相比，小型水庫的配套設(shè)施比較差、管護(hù)水平比較低，歷年都是防汛的重點(diǎn)、難點(diǎn)。本文結(jié)合相關(guān)工程實(shí)例，對(duì)小型水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)進(jìn)行闡述、分析，不當(dāng)之處敬請指正。

一、工程實(shí)例概述

（一）工程實(shí)例概況

××水庫是一座以防洪、灌溉、淡水養(yǎng)殖為主的小型水庫。原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計(jì)，200年一遇校核。原總庫容25.6萬m3。該工程控制流域面積0.60km2，干流長1.025km，干流比降0.0772m/m。

（二）工程現(xiàn)狀及存在問題

1.大壩

（1）上游壩坡

水庫大壩為均質(zhì)土壩，長160m，最大壩高14.50m，迎水坡現(xiàn)狀坡比平均為1:2.5。大壩迎水坡局部有亂石護(hù)坡，坡面雜草叢生，迎水坡受沖刷、侵蝕，護(hù)坡塊石有移位、松動(dòng)及淘空現(xiàn)象，原有護(hù)坡下無反濾層，存在安全隱患。

（2）壩頂

現(xiàn)狀壩頂高程在109.18～109.82m之間，壩頂寬度不一，最小寬度為2.3m，最大寬度為6.2m，土質(zhì)路面，雜草叢生，凹凸不平，壩頂局部有缺土現(xiàn)象。

（3）下游壩坡

大壩背水坡現(xiàn)狀坡比約在1:1.9～1:2.5之間，無護(hù)坡，無排水溝，坡面雜草叢生，坡腳局部有沖坑，背水坡坡腳有農(nóng)田、喬木。

（4）滲漏現(xiàn)狀

大壩下游坡腳有因滲漏形成的明流現(xiàn)象，存在安全隱患。

2.放水洞

經(jīng)多年運(yùn)行，放水洞出口有明顯滲漏，啟閉機(jī)房有不均勻沉降、破損，影響正常使用。

3.溢洪道

溢洪道兩側(cè)無護(hù)坡。由于兩岸土方坍塌，致使溢洪道斷面局部堵塞，難以滿足泄洪要求。溢洪道上建有交通橋一座，橋面凈寬4m，為砌石拱橋。

二、工程除險(xiǎn)加固技術(shù)方案

（一）大壩

1.上游壩坡

根據(jù)該水庫的實(shí)際情況，擬定水庫上游坡護(hù)坡方案為：上游坡在正常水位+0.7m 以下采用C20 混凝土預(yù)制塊護(hù)坡形式，厚12cm，其下墊層采用厚15cm的砂、碎石混合級(jí)配找平；正常水位+0.7m 以上采取噴播草籽植草護(hù)坡形式。另外，將壩坡上原有的干砌石護(hù)坡拆除，鏟除雜草、草皮后，按設(shè)計(jì)坡比1:2.5 進(jìn)行人工找坡。在混凝土預(yù)制塊護(hù)坡上設(shè)排水孔，縱橫間距均為3.0m，呈梅花形排列。

2.下游壩坡

下游坡采取補(bǔ)坡培土措施。首先清除草皮和腐殖土以及灌木，然后補(bǔ)坡培土，使其坡度達(dá)到設(shè)計(jì)坡比1:2.5，之后進(jìn)行噴播草籽植草護(hù)坡。補(bǔ)坡培土應(yīng)采用砂性土，相對(duì)密實(shí)度要求不小于0.70。

3.壩頂路面

對(duì)壩頂?shù)缆愤M(jìn)行清理、平整，按設(shè)計(jì)壩頂高程109.5m 找平，壩頂總寬度為3.0m。達(dá)不到設(shè)計(jì)寬度的壩段，以下游側(cè)為中心，拓寬時(shí)向上游側(cè)增加。壩頂路基夯實(shí)后新做200mm 厚泥結(jié)碎石路面。在壩頂上、下游側(cè)各設(shè)C30 預(yù)制混凝土界石，寬0.15m，高0.35m。

4.大壩防滲

大壩全段采用水泥攪拌樁防滲墻防滲。在壩頂沿壩軸線布設(shè)攪拌樁，樁基伸入強(qiáng)風(fēng)化二長花崗巖巖面下0.5m。水泥攪拌樁樁徑為400mm，樁距250mm，有效成墻厚度為312mm，滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s，固化劑采用32.5MPa 普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為15%。

（二）放水洞

本次工程在放水洞原砌石方涵內(nèi)襯管，將洞身內(nèi)套φ300mm 錳鋼管，鋼管壁厚8mm，鋼管外至原洞身間全部用M15 水泥砂漿充填，兩端采用C30 混凝土封堵，厚500mm。為保證放水洞原洞身周圍與壩體的連接，在大壩軸線放水洞洞身周圍充填灌漿。

（三）溢洪道

按照重新調(diào)洪演算的成果設(shè)計(jì)寬度為9.0m，進(jìn)口底高程為106.50m。為了保護(hù)大壩壩頭，在溢洪道進(jìn)口左岸與大壩連接處設(shè)M10 漿砌甲級(jí)亂石重力式擋墻，墻頂高程與對(duì)應(yīng)的壩面高程一致。

三、除險(xiǎn)加固工程中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

（一）帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用

壩基滲漏是小型水庫的致命傷，是造成病、險(xiǎn)水庫的主要因素之一，其根本原因是水庫建設(shè)期間沒有采取有效防滲措施，或壩基處理不徹底。本次小型水庫除險(xiǎn)加固工程中采用的帷幕灌漿技術(shù)就是要解決壩基滲漏問題。

帷幕灌漿技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

一是帷幕灌漿必須按分次序加密的原則進(jìn)行。由三排孔組成的帷幕，應(yīng)先灌注下游排孔，再灌注上游排孔，然后灌注中間排孔，每排孔可分為二序。由兩排孔組成的帷幕應(yīng)先灌注下游排，后灌注上游排，每排可分為二序或三序。單排孔帷幕應(yīng)分為三序灌漿。

二是通常采用自上而下分段灌漿法，即“自上而下，分段鉆灌，小口徑鉆進(jìn)，阻塞封閉，全水泥漿灌漿?！?/p>

三是帷幕灌漿孔位與設(shè)計(jì)孔位的偏差值不得大于10cm，孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，孔徑不得小于46mm。

四是在帷幕灌漿的先灌排或主帷幕孔中宜布置先導(dǎo)孔，可在一序孔中選取，其間距不宜小于15m，或按該排孔數(shù)的10%布置。先導(dǎo)孔應(yīng)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，可與壓水試驗(yàn)同步自上而下進(jìn)行灌漿，也可在全孔壓水試驗(yàn)完成之后自下而上進(jìn)行灌漿。

五是在鉆進(jìn)結(jié)束后，灌漿孔（段）應(yīng)采用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗，直至回水清凈為止。沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，不得大于1MPa，孔底沉渣厚度不得超過20cm，總的沖洗時(shí)間不得少于30min。

（二）土壩壩體灌漿技術(shù)的應(yīng)用

土壩壩身因土質(zhì)或施工質(zhì)量不良，容易導(dǎo)致壩身散浸，土壩壩體灌漿是處理壩身散浸的方法之一，具有投資小、見效快、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。

土壩壩體灌漿技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

一是土壩壩體灌漿，一般應(yīng)在水庫低水位期進(jìn)行，以加速泥漿固結(jié)，保證土壩安全。

二是灌漿施工前應(yīng)做灌漿試驗(yàn)。選有代表性壩段，按灌漿設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔、造孔、制漿、灌漿。觀測灌漿壓力、吃漿量及泥漿容量、壩體位移和裂縫等，試驗(yàn)孔不少于3個(gè)。試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)分析資料，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，修改參數(shù)，完善和熟練灌漿工藝，然后再進(jìn)行全面施工。

三是充填式灌漿應(yīng)先灌上游排孔，再灌下游排孔，后灌中間排孔。充填式灌漿應(yīng)采用分段灌注方法，由下至上，下套管分段灌注，段長可為5～10m。

（三）壩體填筑技術(shù)的應(yīng)用

壩體填筑技術(shù)是小型水庫除險(xiǎn)加固工程中的核心技術(shù)，壩體填筑技術(shù)的質(zhì)量控制有以下要點(diǎn)：

1.分段、分片碾壓，相鄰作業(yè)面的搭接碾壓寬度在平行軸線方向不應(yīng)小于0.5m，垂直軸線方向不應(yīng)小于3m。

2.新、老壩結(jié)合部位的施工，應(yīng)以斜面相接，坡度可采用1:3～1:5。必須清除結(jié)合部位的各種雜物，并將壩坡挖成臺(tái)階狀，再分層填筑。

3.土方填筑施工參數(shù)應(yīng)與碾壓實(shí)驗(yàn)相符。每一填筑層經(jīng)自檢、抽檢后，凡取樣不合格的部位，應(yīng)補(bǔ)壓或作局部處理，經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格后方可繼續(xù)下道工序。