河南省病險水庫防滲加固技術(shù)探討

□王順利(河南省白龜山水庫管理局)

河南是全國唯一地跨長江、淮河、黃河、海河四大流域的省份，也是一個水資源緊缺、水旱災(zāi)害頻繁的省份。在省委、省政府的重視和大力支持下，河南省水利事業(yè)取得了跨越式的發(fā)展。目前，全省已建成各型水庫2360座，其中大型23座，中型108座，小型2230座，總庫容388.75億m3，整修加固堤防1.6萬km，機(jī)電井保有量129萬眼，有效灌溉面積508.07萬hm2，水利工程全年供水能力264億m3。

水庫在為保證江河安瀾、保護(hù)人民生命財產(chǎn)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。但由于這些水庫大多建設(shè)于20世紀(jì)50-70年代，設(shè)計不規(guī)范，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，工程不配套，維修養(yǎng)護(hù)不到位，經(jīng)2007年普查鑒定，全省有1843座水庫存在病險問題，在水利部的支持下，已有很多水庫已分批完成防滲除險加固，還有些正進(jìn)行著防滲除險加固。

1.河南省病險水庫存在的問題

1.1 水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)低

主要表現(xiàn)為大壩壩頂高程不夠或泄水建筑物泄洪能力不足。主要原因：一是大多數(shù)的水庫由于種種歷史原因，本身設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)低，不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；二是隨著水文系列資料的延長，之前與現(xiàn)在所設(shè)計洪水洪量、洪峰有較大的變化；以前的工程防洪標(biāo)準(zhǔn)便低于國家標(biāo)準(zhǔn)；三是隨著科技進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，泄水建筑物下游無行洪通道、無法泄洪等。

1.2 水庫大壩滲流問題嚴(yán)重

主要表現(xiàn)為土石壩壩體長期存在滲漏、散浸、管涌、流土，而且有些大壩的壩腳出現(xiàn)沼澤化；漿砌石壩下游壩面及壩內(nèi)廊道漏水；有些是壩體與基巖的結(jié)合層面上的滲漏，以及通過風(fēng)化層、透水的破碎帶向下游繞滲。

主要原因：土石壩土質(zhì)防滲體滲透性不滿足規(guī)范要求；土石壩下游無排水棱體或已失效；石壩壩基、壩肩清基不徹底；漿砌石壩砌體不密實(shí)，上游防滲面板混凝土產(chǎn)生裂縫等。

1.3 水庫大壩穩(wěn)定和強(qiáng)度不夠

主要表現(xiàn)為土壩壩體滑坡，重力壩、拱壩結(jié)構(gòu)變形、裂縫等。

主要原因：土石壩壩坡偏陡，重力壩建基面或沿基礎(chǔ)深層結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定安全性不夠；土石壩壩體填筑質(zhì)量差，壩體填料抗剪強(qiáng)度偏低，影響到壩體抗滑和抗震的穩(wěn)定性；混凝土或漿砌石重力壩帷幕和排水失效或部分失效，造成大壩穩(wěn)定性降低等原因。

1.4 其它問題

病險水庫其他問題是泄水、輸水建筑物強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠；有些年久的水庫不符合規(guī)范要求，抗震標(biāo)準(zhǔn)低等級不夠；閘門、啟閉機(jī)械設(shè)備老化嚴(yán)重，銹蝕嚴(yán)重；管理與監(jiān)測設(shè)施陳舊落后等。

2.病險水庫防滲加固技術(shù)

水庫除險加固技術(shù)比其它工程技術(shù)復(fù)雜、難度大。針對病險水庫存在的問題在這里介紹幾種水庫防滲加固技術(shù)，與諸位同仁探討。

2.1 高壓噴漿技術(shù)

高壓噴射灌漿適用于淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、粉土、砂土等松散透水地基或填筑體內(nèi)的防滲工程。在水庫大壩的防滲加固工程中,高壓噴射灌漿技術(shù)具有降低工程造價,具有開挖量小,可灌性好、施工方便,占地少、適應(yīng)性廣、設(shè)備簡單等特點(diǎn)。此項(xiàng)技術(shù)很大程度地提高了大壩的防滲抗災(zāi)能力,減輕防洪壓力,社會效益也十分明顯。

2.1.1 確定墻體位置

首先，平整好場地，根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行平整，一般要求場地內(nèi)地下無障礙物,而對于作業(yè)地基軟,不平整,有可能引起整機(jī)翻倒的地段,則要采取相應(yīng)的防范措施。其次，在平整場地上對墻體中心線進(jìn)行測量定位。

2.1.2 鉆孔

高壓噴漿技術(shù)多采用泥漿固壁回轉(zhuǎn)鉆孔。造孔過程中做好充填堵漏,使孔內(nèi)泥漿保持正常循環(huán),返出孔外,直至終孔。泥漿固壁的鉆孔可以將噴射桿直接下入孔內(nèi),直至孔底。還應(yīng)注意要保證鉆機(jī)鉆進(jìn)時垂直,偏斜率宜≤1%。

2.1.3 對噴墻的管理

應(yīng)控制好掘進(jìn)速度和灌漿壓力、提升速度,以漿液成沸騰狀來確定送氣量的大小。灌漿階段一定要保證墻體均勻,無夾心層，漿液發(fā)生離析和發(fā)生斷漿現(xiàn)象一定要避免。如果在灌漿階段發(fā)生管道堵塞或因故短暫停機(jī)，要迅速搶修。

另外，高壓噴射灌漿防滲效果受地層條件、施工工藝及技術(shù)參數(shù)等影響較大，含有較多漂石或塊石的地層要慎重使用。需要通過現(xiàn)場高噴試驗(yàn)確定其施工技術(shù)參數(shù)，而且對施工隊伍的經(jīng)驗(yàn)要求也較高。

2.2 截滲墻技術(shù)

截滲墻具有加固壩體,降低大壩浸潤線出逸點(diǎn),確保大壩安全的作用；主要包括水泥土截滲墻和混凝土截滲墻，水泥土截滲墻技術(shù)方法簡便,成墻速度快、防滲效果好、成本低廉；而混凝土截滲墻造價相對略高。

混凝土截滲墻是在地面上進(jìn)行開槽施工,在地基中以泥漿固壁,開鑿成槽形孔或連鎖樁柱孔,回填防滲材料,筑成具有防滲性能的地下連續(xù)墻。

水泥土攪拌樁截滲技術(shù)是利用多頭小直徑深層攪拌機(jī)具把水泥漿噴入土體并攪拌形成水泥土,以水泥為固化劑,由于固化劑和土體之間發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),所以才使土體能固結(jié)成具有良好穩(wěn)定性、整體性、不透水性,并具有一定強(qiáng)度的水泥土截滲墻,以此達(dá)到截滲的目的。

2.3 灌漿治漏加固技術(shù)

2.3.1 壩上游面固結(jié)灌漿

堵塞漏洞和縫隙,加固補(bǔ)強(qiáng)壩體和提高防滲性能,以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。

2.3.2 壩下游面追蹤固結(jié)灌漿

在下游壩面有漏水或溶蝕物出逸的地方,造成水平孔或斜孔,埋注漿管進(jìn)行灌漿,以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫,加固壩體,增加壩面穩(wěn)定性和抗沖刷能力。

2.3.3 壩體、壩基帷幕灌漿

對漏洞和縫隙進(jìn)行充填,通過灌漿加固,形成防滲體，以達(dá)到防滲裁漏。

3.總結(jié)

從上面論述可以看出水庫大壩防滲加固在病險水庫維護(hù)中具有很重要的作用。因此，應(yīng)該高度重視病險水庫的防滲加固處理，只有這要才能保證水庫的安全運(yùn)行，讓其發(fā)揮作用造福于民。