淺談小型水庫中常見的幾種除險加固技術(shù)

馮家團

(新疆阿勒泰地區(qū)水利水電勘測設(shè)計院 836500)

目前已經(jīng)運行幾十年的小型水庫，多興建于20世紀五六十年代，受當時社會經(jīng)濟技術(shù)等各方面因素制約，隱患重重。常見問題如下:低容量的水庫防洪調(diào)度，大壩有塌方等危險，或壩體壩基已經(jīng)漏水等。其結(jié)果是:平時不能正常調(diào)節(jié)徑流，無法發(fā)揮其應(yīng)有的興利作用，水庫病險嚴重時還可能引發(fā)洪水災(zāi)害，威脅人民的生命安全，造成嚴重經(jīng)濟損失。所以，對小型水庫進行除險加固，其目標在于提高其防洪和興利能力，保證水庫安全運行，在保障下游人民群眾的生命和財產(chǎn)安全的前提下，提高水資源開發(fā)利用水平，這也是社會經(jīng)濟建設(shè)的必然要求。

1 小型水庫常用除險加固技術(shù)

1.1 土石壩滑坡加固技術(shù)

一般小型水庫的大壩是土石壩，加固目標是增加其強度和穩(wěn)定性。此前需要進行滑坡勘探、土工試驗及觀測工作等分析滑坡原因，找出造成土體失去平衡發(fā)生相對滑移的滑動力大于抗滑力的最大影響因素，然后據(jù)此選取加固技術(shù)。土石壩滑坡加固方法一般為:修整壩體壩基的自然環(huán)境，例如:清理有安全隱患的樹根、蟻穴、泉眼等，或者在滑坡坡腳增設(shè)堆石體防止滑動，放緩壩坡消除邊坡過陡影響，清淤排水，夯實裂縫。

1.2 土石壩壩體灌漿加固技術(shù)

在小型水庫的除險加固工程中，灌漿是最常采用的一種技術(shù)，主要有以下四種類型:

1.2.1 高壓旋噴灌漿

用高壓泵將配制好的漿液，通過注漿管經(jīng)噴嘴噴出高速高壓的射流，借以切削和破壞原土層結(jié)構(gòu)，使?jié){液和土顆粒充分混合，經(jīng)過凝固和硬化后改善原有地基土體的密實度和承載強度。其特點是:施工限制條件少，降低實施的難度，設(shè)備簡單，施工工序少，而且對黏性土、砂土等軟基處理適用性廣。但很可能對環(huán)境造成污染，而且不能應(yīng)用于泥漿無法凝固的土質(zhì)，造價也高于傳統(tǒng)的帷幕灌漿技術(shù)。

1.2.2 帷幕灌漿

將一定的材料配制成漿液，用壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi)，使其擴散、膠凝或固化，從而顯著改善巖基的完整性和密度，在地下形成阻水帷幕，增加滲流水的垂直滲徑，消減滲流水壓力，減小壩體揚壓力，增加地基的滲透穩(wěn)定性。而且其成本不高，工藝簡單。

1.2.3 充填式灌漿

此技術(shù)中漿液被引入到壩體的方式，是利用自身重力由上而下將壩腔空洞、蟻穴等縫隙堵塞密實，形成一個單一封閉的整體，以提高大壩防滲能力。當壩體存在局部裂縫及洞穴時可按充填灌漿進行除險加固處理。

1.2.4 劈裂式灌漿

指向不穩(wěn)定的堤段造孔并向孔內(nèi)壓注漿液，加上漿液自重，劈開壩體，使堤體沿軸線方向形成一道或數(shù)道黏土帷幕，幕墻兩側(cè)土的密度都會增大，達到消險固堤的作用。對壩體質(zhì)量較差的土壩，優(yōu)先考慮用劈裂灌漿。此方法在所需投資、見效速度、設(shè)備操作等方面優(yōu)于其他技術(shù)，并且在壩體和壩基的結(jié)合面防滲作用突出，但需要有優(yōu)良的施工工藝保證灌漿的質(zhì)量，才能在工程實際中達到預(yù)期的效果。

1.3 壩體和壩基的密實加固技術(shù)

1.3.1 新建壩

碾壓法和振沖壓密法是加固壩體的主要技術(shù)。深層攪拌法、振沖壓密法、強夯法、排水砂井分期填筑法、化學灌漿法、換填法等則用于壩基的加固。

1.3.2 已建壩

振沖法是最廣泛使用的技術(shù)。在加固由軟弱土質(zhì)(砂性土或是黏性土)筑成的壩體時，此技術(shù)表現(xiàn)突出。針對黏性土壩基，深層攪拌法是另一種不錯的選擇。需要說明的是，當壩基和壩體都出現(xiàn)密實度問題的時候，盡量選用同一種方法。

1.4 土工合成材料加固技術(shù)

土工合成材料是一種理想的新工程材料。例如:土工織物應(yīng)用于排水、過濾、隔離、加筋、侵蝕控制和防護等;土工格柵應(yīng)用于加筋;土工網(wǎng)應(yīng)用于液體和氣體的輸送;土工復(fù)合材料是用兩種以上土工合成材料經(jīng)人工組合的復(fù)合體，應(yīng)用于排水、截水及加筋等。工程加固中，常在需要防滲處理的坡面上鋪設(shè)復(fù)合土工膜，再鋪設(shè)砂墊層和混凝土，防滲效果較好。

2 小型水庫除險加固的工程處理措施

2.1 主體工程的除險加固

小型水庫的主體工程主要指壩體培厚及防浪墻工程、壩基及壩體防滲處理工程、輸水隧洞改擴建工程。壩體培厚地點依據(jù)大壩上下游地形條件和庫水位情況決定，例如:當庫水位可降低、壩體存在滲漏問題時，選擇上游黏土斜墻培厚加高壩體。在防滲處理工程中，充填式灌漿和劈裂灌漿是壩體加固常用技術(shù)，而高壓旋噴灌漿及帷幕灌漿是壩基加固主要技術(shù)。密實加固技術(shù)常應(yīng)用在壩體上游坡，例如:鋪設(shè)復(fù)合土工膜。輸水隧洞改擴建工程常見的是重新進行水力設(shè)計和結(jié)構(gòu)改造。

2.2 土壩裂縫的除險加固

2.2.1 裂縫寬度不大且無增大趨勢

使用砂壤土從裂縫的開裂處進行灌入，并且進行搗實。對于一些承擔著較為重要的防洪功能的小型水庫，一般應(yīng)當進行挖槽并且保證深度在裂縫以下的0.3m處，再進行回填，能夠獲得更為理想的加固效果。

2.2.2 裂縫深度較深且寬度較大

在裂縫停止發(fā)展之后采用梯形斷面開挖回填的方式，在回填時要對臺階進行處理，以此保證完整的梯形斷面，使得回填料能夠與壩體本身形成緊密的結(jié)合。

2.3 土壩滑坡的除險加固

應(yīng)根據(jù)滑坡產(chǎn)生的原因和具體情況，采用如下除險加固措施:上部減載，下部壓重、開挖回填、清除滑坡體、加培緩坡、加大阻滑力，以降低浸潤線和壩基滲透壓力。在實際工程中這些方法需要綜合使用。需要注意的是，在處理滑坡階段進行填土時，最好不要采用碾壓法施工，以免因壩體固結(jié)沉陷而開裂。對于滑坡主裂縫，一般不宜采取灌漿方法處理。

2.4 泄水、輸水建筑物的除險加固措施

2.4.1 溢洪道除險加固

采用非常溢洪道，處理加壩困難、溢洪道開挖量大等問題，確保主壩絕對安全。將小型水庫的泄洪閘全面改建為溢洪道，使小型水庫在水位達到一定程度的時候自由泄洪。

2.4.2 放水涵除險加固

利用套管技術(shù)，處理涵管破壞性斷裂，解決涵管漏水和強度問題。利用表層取水技術(shù)，處理涵管、啟閉閘門，解決閘門漏水，改善管內(nèi)水壓狀況，延長涵管使用用壽命。

3 結(jié)語

對小型水庫進行除險加固，就是為了達到規(guī)范要求的防洪標準和消除工程的隱患，從而更好地發(fā)揮其經(jīng)濟和社會效益。在除險加固工程中，除險加固技術(shù)對工程施工起著主導性作用。本文總結(jié)的以上幾種常見除險加固技術(shù)，有著各自的原理、施工工藝、優(yōu)缺點和適用性。因此，在工程實際應(yīng)用中，必須在對工程的水文、地質(zhì)等條件進行充分考慮的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的壩型、壩基和病因情況，科學、合理、經(jīng)濟地選擇工程措施，從而達到既能使水庫正常運行，又能減少工程造價的目的。另外，隨著除險加固技術(shù)與工藝的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新工藝的不斷產(chǎn)生和提高，小型水庫的除險加固工程將會不斷取得進步與完善。★

1 張德忠．小型水庫除險加固工程存在的問題與對策［J］．科技與生活，2011(05)．

2 李朋隆．關(guān)于水庫除險加固問題的探討［J］．中國科技博覽，2011(05)．

3 王子昆．關(guān)于小型水庫除險加固設(shè)計存在問題的研究［J］．商品與質(zhì)量:建筑與發(fā)展，2012(3)．

4 吳強，石峰，陳龍．小型水庫除險加固應(yīng)注意的問題與質(zhì)量控制［J］．長江工程職業(yè)技術(shù)學院學報，2009，26(3)．

5 劉鑫．淺談小型水庫工程的除險加固設(shè)計［J］．大觀周刊，2011(22)．

6 劉廣財，劉英麗．小型水庫除險加固的幾點建議［J］．水利科技與經(jīng)濟，2003，9(1)．