水庫除險加固工程中防滲處理設計的運用分析

文美

（深圳市水務規(guī)劃設計院重慶分院　重慶市　401147）

水庫除險加固工程中防滲處理設計的運用分析

文美

（深圳市水務規(guī)劃設計院重慶分院重慶市401147）

目前我國存在大量的病險水庫，其建設和維護密切關系著國家經濟社會的發(fā)展及人民生命財產的安全。由于興建水庫時技術條件限制，以及后期管理等方面的原因使水庫出現了多方面的問題，比如防洪標準低、防滲性能差、蓄水不足等，不但影響了其正常運行，并且水庫一旦失事后果將不堪設想。因此我們必須對病險水庫除險加固工作及防滲處理設計給予高度重視。

水庫；除險加固；防滲處理設計

1　引言

在我國現階段經濟發(fā)展過程中，水庫儼然已成為不可或缺的集防洪、灌溉、供水、發(fā)電于一體的大型骨干工程，是保障國民經濟穩(wěn)步健康持續(xù)發(fā)展的重要基礎設施。當我們對現有水庫工程發(fā)揮的巨大防洪、興利作用方面做出應有評價的同時，也應該看到我國水庫大壩失事給國家和人民生命財產造成的重大損失。

特殊歷史時期興建的水庫，由于工程防洪標準較低，施工質量較差，水庫自然的老化，經過多年的運行，工程老化、效益衰減，安全問題嚴重，病險水庫已成為防洪體系最薄弱的環(huán)節(jié)和防洪安全最大的隱患。水庫滲漏是病險水庫最常見的病險之一，故我們必須把對水庫存在的危險、加固的措施及防滲處理設計的探究放在我們首要處理的問題中。

病險水庫除險加固完成后，可恢復或加強水庫的防洪功能，充分發(fā)揮水庫的灌溉、發(fā)電、供水、旅游、養(yǎng)殖等綜合效益，使生態(tài)環(huán)境得到改善，為水利管理體制改革提供有利條件，促進我國水利事業(yè)的發(fā)展，更好地服務于人民，造福與人民。

2　水庫滲漏的類型及形成原因

水庫滲漏是指水庫蓄水后，庫水沿巖石的孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向庫岸分水嶺外的溝谷低地滲漏?？煞譃閴螀^(qū)滲漏和庫區(qū)滲漏。水庫滲漏減低了水庫效益，有時并引起鹽漬化、沼澤化等現象。

2.1壩基滲漏及形成原因

大壩建成后，壩上、下游形成一定的水位差（壓力水頭），在該水頭作用下，庫水經壩基和壩肩巖、土體中的裂隙、孔隙、破碎帶或喀斯特通道向壩下游滲漏的現象。經壩基的滲漏稱壩基滲漏，經壩肩的滲漏稱繞壩滲漏。

壩基滲漏主要原因∶①清基不徹底或根本未清基，水庫建成后，不久便漏水。③設計中未考慮截水槽，或者截水槽尺寸不符合要求，截水槽在運用中被擊穿。

繞壩滲漏主要原因∶①兩岸巖體破碎，節(jié)理發(fā)育、透水性大。③建筑時，岸坡未設截水槽，或截水槽深度不夠，碾壓不密實，施工中岸坡開挖不符合要求，與岸坡結合不好。③多數放水設施設于壩體內部，沒有壓涵管，內坡截流未做好。

2.2庫區(qū)滲漏及形成原因

庫區(qū)滲漏包括庫水的滲透損失和滲漏損失。由于飽和庫岸和庫底巖、土體而引起水庫滲漏的庫水損失，稱滲透損失，這種滲漏現象稱暫時性滲漏。庫水沿透水層、溶洞、斷裂破碎帶、裂隙節(jié)理帶等連貫性通道外滲而引起的損失，稱滲漏損失，這種滲漏現象稱經常性滲漏，或永久性滲漏。通常，庫區(qū)滲漏指永久性滲漏。壩體滲漏主要原因∶①筑壩土料差，如含有雜質，透水性大等，施工時碾壓不密實；③壩身單簿導致滲徑過短；③壩下排水體堵塞失效或根本未設排水體；④壩下原封堵漏洞漏水；⑤白蟻在壩體內筑巢產生危害。

3　處理水庫滲漏病害的一些思路

3.1加強資金與科研投入

近年來我國對水利方面的發(fā)展與發(fā)展過程中歷史遺留問題更加的重視，在科學研究與資金方面的投入也巨大。尤其是近年來出臺了一些政策更加證明了國家政府對這方面整改的決心。對水庫大壩的檢測技術及安全維護措施的發(fā)展，使其觀測設備及預警預報系統(tǒng)、設備及工程的耐久性等都得到了有效的提高。

3.2加強科學支撐

科技工作不僅注重對科學理論的探究和發(fā)展，更加要注重對現場活動的實踐驗證?？茖W研究者要緊隨水庫工程的發(fā)展，根據水利工程現場的實際發(fā)展變化做出具有全局性、戰(zhàn)略性、遠瞻性的重大戰(zhàn)略決策。再繼續(xù)發(fā)揚傳統(tǒng)技術的基礎上不斷積極吸收借鑒別人的經驗和教訓，開拓創(chuàng)新，提高自主創(chuàng)新水平和層次。

3.3管理制度和水平的改善

嚴謹的管理制度和優(yōu)秀的管理水平是一個工程長久發(fā)揮效益的重大前提。在水庫工程的生命歷程中，政府部門、建設企業(yè)、運行企業(yè)對其獲得的利益方位不同，因此所站的角度及關注點也不同，導致其管理協作不能很好的契合，嚴重影響到工程的作用發(fā)揮及其長期發(fā)展。因此需要提高其管理水平及各部門的協調工作，為工程的長期發(fā)展提供有力保證。

4　防滲處理設計的方法及應用

4.1水庫防滲處理的技術分類

4.1.1垂直方向防滲技術

垂直防滲技術是有效防止水庫壩基滲漏的一種方式，是通過將水庫的地基設置有效的封閉式的防滲帷幕。隔水層比較淺或地基透水層比較薄的區(qū)域適用于垂直防滲技術，因此它具有一定的適用范圍。在使用時除了要熟悉掌握它的應用技術外，還應熟悉其適用范圍，只有這樣才能充分利用其有效功能，使其服務于工程。

4.1.2水平方向防滲技術

水平防滲技術是將防滲土工膜水平鋪設在平原水庫的壩坡來進行防滲設計。此技術具有成本低廉、工期較短、取材方便、操作簡單等一系列優(yōu)點。因此實際工程運用中，多使用此方法進行平原水庫的防滲，也使其得到了充足的應用與發(fā)展。

4.2一些具體的防滲處理設計方法

4.2.1土工膜防滲處理技術

復合土工膜對防滲有著非常好的效果，其主要是由土工織物與土工膜制成的。值得注意的是要對大壩進行有效的處理并且對坡面的壓實度和平整度進行有效的控制使其達到設計標準后才可以鋪設復合土工膜。土工膜鋪設完成后要在膜的上方鋪設砂墊層或混凝土，使其形成一個整體防滲體系且封閉。在施工過程中要嚴密控制施工質量以免破損復合土工膜，為確保土工膜的鋪設質量應盡可能的使用寬幅的膜，同時還要盡力使鋪設的膜松緊有度，平整、緊密貼合土面，不與土面之間留有縫隙。

4.2.2防滲板、防滲墻技術的應用

該技術主要是為了形成一道厚實的防滲墻體，將一塊空心鋼模板利用頻率高、功率大的施工設備插入到大壩的地層中，隨后將砂漿混凝土等具有防滲作用的漿液注入地層中。該技術存在大量的優(yōu)點，但同時也有著很大的局限性。該技術有施工進度較快，施工流程及工藝簡單等一系列優(yōu)點。但如果遇到比較堅硬的地層，將無法下沉空心鋼模板，無法形成防滲墻體。在實際的工程中，會遇到許多坡度比較陡的大壩地基且其坡墻堅固程度可能無法承受下沉空心鋼板時產生的強烈震動，由此一來，容易使坡墻產生二次破壞。

4.2.3關于利用混凝土的防滲技術

混凝土防滲技術很早就運用于我國的水庫防滲處理中，作為在松散透水地基中對水工建筑物進行防滲處理的措施之一混凝土防滲技術是最傳統(tǒng)的也是最有效的、最重要的。該施工方法較為復雜，在工程的施工過程中需要進行多方面的施工準備，而且在很多方面需要專門的施工設備進行操作，比如在水庫堤壩的滲漏處需用專門的鑿槽機械設備進行造槽，清孔換漿工序在其之后進行，在鑿孔的進程中，導入的空心鋼板墻要比孔內泥漿面高出一部分，一般規(guī)定為30～50cm。對向孔槽內填充基石的深度進程要嚴格按照規(guī)定，各步驟完成后要抓緊向槽孔中澆灌經嚴格驗證合乎標準的混凝土，澆灌時間一般不應超過四小時。通過以上嚴謹的步驟工序即可形成一道堅固的混凝土墻體，因此此技術可以非常有效的防止水庫滲漏問題。隨著技術及經濟的發(fā)展，混凝土防滲技術已經相當成熟。

4.2.4噴射灌漿防滲技術

噴射灌漿技術是利用高壓設備進行噴射故又叫做高壓噴射灌漿技術，它是80年代發(fā)展起來的在堤壩涵閘的防滲工程中被廣泛應用的一項技術。高壓噴射灌漿技術的原理是置換灌漿，即利用高壓水及位于鉆孔中的噴射管使土體被沖切，同時在高壓氣及機器的不斷攪拌中逐漸形成泥漿及水泥砂漿，最終形成一道防滲性能較高的水泥漿屏障進而達到防滲的目的。在該項技術的運用過程中，可以使施工工作量大大降低，因為此技術不需要進行大面積的地基挖掘工作，有高效率的優(yōu)點。不進行地基挖掘可以有效的避免結構基礎的二次破壞，同時預先在水庫的滲漏處打套管這就增加了施工過程的可靠性。因此，該技術得到了較廣泛的應用。

5　結束語

水庫大壩的除險加固措施及其防滲處理設計不僅有利于提高大壩的使用壽命，而且是一項關乎國計民生的大事，對國民經濟及人民生活水平的提高有重要意義，因此各水利建設單位必須給予高度的重視。在工程實踐中，注重防滲技術的設計同時結合實際經驗選擇合適的防滲措施來達到除險加固的目的。

[1]覃述文.水庫除險加固工程中防滲處理設計的應用[J].中國科技博覽，2011（31）∶96～97.

[2]儲昭云.防滲處理設計在水庫除險加固工程中的應用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2013（10）.

TV697.3

A

1673-0038（2015）11-0192-02

∶2015-2-20

∶文美（1987-），女，漢族，湖南衡陽人，助理工程師，本科，從事水利設計工作。