水庫主壩主要安全隱患及加固措施

王克

摘 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系持續(xù)發(fā)展的過程中，水利工程對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展來說，起到了至關(guān)重要的作用，水利工程不單單對(duì)于經(jīng)濟(jì)的增長起到了刺激作用，同樣還對(duì)于人們當(dāng)前的各方面生活環(huán)境帶來了改善效果，極大的提升了人們的生活水平。但是在某些水庫工程中，由于技術(shù)不成熟的影響，導(dǎo)致部分水庫主壩結(jié)構(gòu)甚至存在著安全隱患，這就促使必須要采取相應(yīng)的措施來對(duì)水庫主壩進(jìn)行加固，避免出現(xiàn)安全事故的可能性。該文主要針對(duì)水庫主壩的主要安全隱患以及加固措施進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討，以期為我國的水庫加固施工提供參考。

關(guān)鍵詞：水庫主壩 安全隱患 加固措施

中圖分類號(hào)：TV698 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（b）-0105-01

就目前來說，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系持續(xù)發(fā)展的過程中，水庫主壩本身所存在的安全隱患不但對(duì)于水庫本身的持續(xù)運(yùn)行帶來了影響，還對(duì)于我國整體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣帶來了威脅，嚴(yán)重情況下甚至還會(huì)引發(fā)安全事故。這些情況都促使水庫主壩的隱患問題解決，已經(jīng)成為了一個(gè)迫在眉睫的問題，要避免安全隱患的存在，就必須要采取完善的加固措施進(jìn)行處理，保證主壩本身能夠長久安全工作。該文主要針對(duì)水庫主壩主要安全隱患以及加固措施進(jìn)行了全面向西的探討。

1 工程概況

某個(gè)水庫的總庫容量有2.55億 m3作用。這一座以防洪、農(nóng)用灌溉為主的水庫，其中還起著對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖、發(fā)電等綜合項(xiàng)目的作用。這座水庫的主要由幾個(gè)部分構(gòu)成：主壩、副壩、泄洪發(fā)電隧道、溢洪道和發(fā)電站等等。主壩的主要建設(shè)材料是粘土木板心墻構(gòu)成的砂殼壩，長460 m。壩頂高程達(dá)128.4 m，最大高度為48 m。其泄洪發(fā)電隧洞處于水壩的左岸，由進(jìn)口、洞身和出口這三個(gè)部分構(gòu)成，發(fā)電隧洞自身具有泄洪、發(fā)電、輸水等等多個(gè)較大的用途溢洪道則在主壩左邊的2000 m處，由粘土構(gòu)成的斜墻壩。

2 存在著主要問題

就目前來說，很多出現(xiàn)運(yùn)行隱患的水庫，常見的主要問題主要是泄洪發(fā)電隧道、主壩、溢洪道等幾個(gè)部分之中。

2.1 主壩存在的問題

依據(jù)本文案例水庫所呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)來看，當(dāng)初在主壩建設(shè)的過程中，施工隊(duì)伍主要是使用粘土模板來作為主要的建設(shè)材料，并且為了使得主壩能夠達(dá)到防滲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，便直接將混凝土心墻、模板材料等多個(gè)不同的部分進(jìn)行了緊密的結(jié)合。但是在實(shí)際施工期間，由于部分施工人員本身所采取的施工措施出現(xiàn)差錯(cuò)，再加上施工材料本身有所缺陷，這直接導(dǎo)致水庫主壩在建設(shè)完成后，出現(xiàn)了一定的溢流現(xiàn)象。同時(shí)，在水庫主壩長期運(yùn)行過程中，受到水流的沖刷和侵蝕，質(zhì)量隱患也就不斷加劇，特別是對(duì)于周圍環(huán)境以及周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)安全來說，質(zhì)量隱患的出現(xiàn)帶來了巨大的威脅。水庫主壩的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.2 主壩心墻不符合工程施工的標(biāo)準(zhǔn)

要深入的了解原主壩結(jié)構(gòu)當(dāng)前粘土木板心墻的現(xiàn)狀，就必須要采取相應(yīng)的質(zhì)量測(cè)量措施，依據(jù)對(duì)案例工程的實(shí)際測(cè)量結(jié)果來看，該水庫粘土心墻之中有著不連續(xù)的現(xiàn)象，并且當(dāng)前墻體所呈現(xiàn)出的高度已經(jīng)無法充分的滿足工程需求，與原設(shè)計(jì)相去甚遠(yuǎn)。在這樣的情況下，水庫壩體自身所具有的可靠性、安全性也就無法通過結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)來獲得，長期在水流的沖刷以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響之下，水庫主壩自身所具備的安全系數(shù)也在持續(xù)不斷的降低，這是水庫主壩結(jié)構(gòu)體所存在的安全隱患之一。

2.3 主壩主河床段清基較徹底

通過對(duì)水庫主壩壩基的巖層結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查，人們?cè)趯?duì)把壩基施工的過程中，沒有對(duì)主壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中存在的積土進(jìn)行徹底的情況，就是使得巖層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度無法滿足基礎(chǔ)施工的要求，從而導(dǎo)致水庫主壩的壩基在長期施工的過程中存在著一定的質(zhì)量問題。

2.4 泄洪發(fā)電隧洞存在的問題

泄洪發(fā)電隧洞主要存在以下問題：（1）隧洞進(jìn)水閘后陡坡段及消力池上游陡坡段底部存在多處混凝土剝落、鋼筋外露，外露鋼筋銹蝕嚴(yán)重；（2）出口處鋼板襯砌銹蝕嚴(yán)重，部分鋼板與混凝土脫落分離。

2.5 溢洪道存在的問題

一級(jí)消力池緩坡段后的二級(jí)消力池及尾水渠至今未建，不具備大量泄洪能力，如強(qiáng)行泄洪將對(duì)下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)造成嚴(yán)重危害。

3 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

3.1 主壩加固設(shè)計(jì)

由于主壩缺少連續(xù)的防滲體，并且現(xiàn)有的粘土木板心墻太薄，不滿足現(xiàn)有規(guī)范要求，同時(shí)考慮水庫在防洪等方面的重要性，主壩必須增設(shè)新的防滲體。加固設(shè)計(jì)進(jìn)行了塑性混凝土防滲墻和高壓旋噴防滲墻兩個(gè)方案的比較，最終采用主壩全壩線增設(shè)塑性混凝土防滲墻方案。由于風(fēng)化巖層中造孔較困難，故右壩肩壩基5～20 m厚風(fēng)化巖石層采用帷幕灌漿處理塑性混凝土防滲墻位于原粘土木板心墻上游側(cè)，距原心墻軸線4.0 m，防滲墻施工過程中不應(yīng)破壞原有粘土木板心墻塑性混凝土防滲墻全長430 m，墻頂高程127.0 m，高于校核洪水位126.66 m，主河床墻底高程88.6 m，最大墻高47 m。左壩段及主河床段風(fēng)化巖石厚度很小，塑性混凝土防滲墻應(yīng)進(jìn)入弱風(fēng)化、微風(fēng)化巖石層。右壩段風(fēng)化巖石較厚，塑性混凝土防滲墻應(yīng)進(jìn)入風(fēng)化巖石0.5 m，墻底部風(fēng)化巖石層采用帷幕灌漿處理，帷幕灌漿采用單排孔，孔距2 m，灌漿孔深入巖石弱風(fēng)化巖層5 m。防滲墻設(shè)計(jì)水頭在38 m以上，根據(jù)國內(nèi)已建的類似工程經(jīng)驗(yàn)，塑性混凝土防滲墻允許滲透坡降為60～80，考慮到防滲墻深度和現(xiàn)有的施工機(jī)械性能，在參照近年來國內(nèi)已建的類似工程防滲墻基礎(chǔ)上，確定防滲墻有效厚度為0.6 m塑性混凝土防滲墻主要性能指標(biāo)為：彈性模量小于800～1000 MPa，抗壓強(qiáng)度不低于2.0～3.0 MPa。

3.2 防滲墻結(jié)構(gòu)計(jì)算

在針對(duì)防滲墻自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的過程中，應(yīng)當(dāng)要采取以下的方式來進(jìn)行假定：防滲墻、壩體土之間所呈現(xiàn)出的關(guān)系主要是利用文克爾的計(jì)算模型來進(jìn)行假定，那么在防滲墻所承受到荷載力之后將相應(yīng)的作用力直接支撐在把壩體土結(jié)構(gòu)上，如此以來防滲墻也就和壩體土達(dá)到了一種協(xié)調(diào)性，墻體之上所呈現(xiàn)出的各個(gè)不同反力實(shí)際上也就和各個(gè)不同的變位形成了正比的關(guān)系，也就是說，壩體土本身的反力系數(shù)實(shí)際上是隨著深度直線以及不同地層的變化而變化的。

4 結(jié)語

綜上所述，在針對(duì)水庫主壩采取施工措施的過程中，由于多方面施工技術(shù)、施工材料的限制影響，直接使得人們?cè)卺槍?duì)水庫主壩工程施工過程中的相關(guān)質(zhì)量受到了直接影響，而這部分安全隱患不僅會(huì)導(dǎo)致人們生命財(cái)產(chǎn)受到影響，還會(huì)對(duì)于水庫的正常運(yùn)行帶來威脅。所以，務(wù)必要定期對(duì)于水庫采取檢驗(yàn)措施，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時(shí)采取相應(yīng)科學(xué)合理的加固措施來加以處理，保證水庫本身的主壩能夠在這一過程得到有效的加固，去除其中所存在的安全隱患。

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