水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程建設(shè)管理措施探討

■邱衛(wèi)華 ■玉山縣水利局，江西 上饒 334700

水庫(kù)工程指在山溝或河流的狹口處建造攔河壩形成的人工湖泊。因?yàn)樗畮?kù)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，水庫(kù)工程不可避免的會(huì)出現(xiàn)出現(xiàn)老化、人為破壞、自然侵蝕等不可避免的現(xiàn)象，會(huì)引起水庫(kù)工程的病患。因此為了保證水庫(kù)正常運(yùn)行，保護(hù)下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，需要對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行加固除險(xiǎn)工作，提高水庫(kù)的運(yùn)行時(shí)間與壩體質(zhì)量。

1 我國(guó)小型水庫(kù)現(xiàn)階段存在主要問(wèn)題分析

1.1 水庫(kù)滲流

(1)壩基滲漏，通過(guò)壩基未處理后的第四紀(jì)沖洪積層、風(fēng)化層及透水的裂隙向下游滲漏的情況。

(2)壩體滲漏，主要形式是沿壩體產(chǎn)生的縱向裂縫及結(jié)構(gòu)面發(fā)生的集中滲漏的情況。

(3)繞壩滲漏，主要表現(xiàn)在兩壩肩，壩體與基巖的結(jié)合層面上的滲漏及通過(guò)風(fēng)化層、透水的破碎帶容易向下游繞滲的情況。

1.2 壩體變形嚴(yán)重

現(xiàn)階段我國(guó)存在很大一部分的小型水庫(kù)壩體，這些壩體采用的都是土石壩，與其他類型的壩體相比較，變形破壞的特點(diǎn)體現(xiàn)在構(gòu)成壩體的介質(zhì)在應(yīng)力和地下水的作用下發(fā)生位移造成壩體變形破壞，土石壩壩體變形問(wèn)題主要表現(xiàn)在:壩體裂縫、滑坡和塌陷及護(hù)坡破壞等方面。

1.3 滲透穩(wěn)定性差

滲透穩(wěn)定性差一般主要表現(xiàn)在沿壩基和壩肩或壩體與岸坡的接觸部位產(chǎn)生管涌、流土等問(wèn)題上。因此在壩體失穩(wěn)的過(guò)程中要特別注意存在的特殊的失穩(wěn)問(wèn)題，如拱壩的上滑失穩(wěn)、金屬面板失穩(wěn)、鎮(zhèn)墩失穩(wěn)、長(zhǎng)架空輸水管道失穩(wěn)等。

2 小型水庫(kù)常用除險(xiǎn)加固技術(shù)分析

2.1 土石壩壩坡滑動(dòng)破壞加固技術(shù)

土石壩壩坡在重力和其他作用下都會(huì)發(fā)生向下和向外移動(dòng)的情況。如果水庫(kù)壩坡內(nèi)巖土的抗剪強(qiáng)度能夠抵抗住這種走勢(shì)，那么水庫(kù)的壩坡就是相對(duì)比較穩(wěn)定的，相反就就很容易出現(xiàn)失去平穩(wěn)度而發(fā)生滑坡的情況。

2.2 壩體和壩基密實(shí)加固技術(shù)

筆者認(rèn)為水庫(kù)土石壩的最大安全隱患就是前期壩體填筑質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求及對(duì)軟弱壩基處理不當(dāng)，提高壩體和壩基密度是消除病險(xiǎn)隱患的核心內(nèi)容，提高壩體和壩基的密度是土石壩采用的關(guān)鍵技術(shù)。

設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格計(jì)算壩體及壩基密度，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段要選擇最合理的加固方案，并且有計(jì)劃的組織施工。對(duì)于壩體的密度，重點(diǎn)是要控制填筑質(zhì)量水平，其中壩體材料的選擇，碾壓的試驗(yàn)，碾壓的方法和碾壓施工各項(xiàng)參數(shù)都應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，這樣才能全方位的提高壩體填筑質(zhì)量水平。

2.3 帷幕灌漿施工技術(shù)中循環(huán)灌漿法分析

2.3.1 灌漿段長(zhǎng)

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段SL62—1994《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》的一系列規(guī)定，帷幕灌漿段長(zhǎng)度最好是5～6m之前，若遇到特殊情況，可以適當(dāng)?shù)目s短或增加長(zhǎng)度，總的來(lái)說(shuō)宗旨就是長(zhǎng)度不能大于10m，而且接觸段在巖石中的長(zhǎng)度不能超過(guò)2m。

2.3.2 灌漿壓力

灌漿允許最大全壓力為P(上部蓋重)=h×γ，h為壩頂至橡塞底部距離(m)，γ為土體容重(一般是按1.9t/m.)。壩肩較淺處當(dāng)?shù)?段灌漿計(jì)算允許最大全壓力＜0.30Mpa情況，采用0.30Mpa。

3 小型水庫(kù)帷幕灌漿施工控制要點(diǎn)分析

3.1 清水造孔與下套止水止?jié){

為提高灌漿質(zhì)量，要采用清水造孔的方法用于基巖和砂礫石層灌漿中?，F(xiàn)階段我國(guó)基巖采用的清水造孔技術(shù)相對(duì)比較成熟，而一些傳統(tǒng)的砂礫石造孔和灌漿工藝無(wú)法保證灌漿質(zhì)量。保證砂礫石層灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵是止水止?jié){方法，采用砂礫石地基灌漿創(chuàng)新技術(shù)中的下套止水止?jié){法，能保證水庫(kù)灌漿工程質(zhì)量。

3.2 灌漿段長(zhǎng)

在實(shí)際施工中控制的重點(diǎn)還有基巖地基灌漿，接觸段灌漿段長(zhǎng)絕大部分會(huì)超過(guò)2m。施工人員會(huì)容易忽視，并影響灌漿的質(zhì)量。通常壩基滲漏問(wèn)題主要集中在接觸段，因此在施工過(guò)程中特別要把握好接觸段的灌漿質(zhì)量。

4 滲流安全加固

小型病險(xiǎn)水庫(kù)滲流問(wèn)題主要表現(xiàn)在土石壩壩體與壩基滲漏，對(duì)于這些問(wèn)題，通常采用的是“上堵下排”的加固措施。上堵就是沿壩軸線上游側(cè)采取防滲措施，以增強(qiáng)壩體抗?jié)B性能;下排就是做好下游壩腳的排水設(shè)施，防止土體顆粒被滲水帶走。具體方法筆者分析如下:

(1)壩體沿軸線方向布置高壓噴射灌漿、劈裂灌漿或沖抓套井回填黏土防滲墻，墻體下接基巖進(jìn)行帷幕灌漿。

(2)上游壩坡填筑黏土斜墻或鋪設(shè)防滲土工膜。

(3)改造或增設(shè)下游反濾與排水設(shè)施。由于小型水庫(kù)規(guī)模較小，壩體不高，一般不宜采用混凝土防滲墻進(jìn)行壩體防滲。

5 結(jié)構(gòu)安全加固

5.1 土石壩結(jié)構(gòu)安全加固

為解決土石壩壩坡、壩頂和壩體結(jié)構(gòu)的安全隱患，筆者建議采取以下加固措施:

(1)針對(duì)壩體裂縫和壩體沉陷的問(wèn)題，建議采取黏土充填灌漿處理方法。

(2)針對(duì)壩坡抗滑穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求問(wèn)題，可以采取幫坡、干砌石固腳等加固的措施。

(3)由于小型水庫(kù)缺少日常維護(hù)管理，上下游護(hù)坡普遍存在破損缺失情況，有些水庫(kù)甚至未采取任何坡面保護(hù)措施。為了有效保護(hù)壩體安全，對(duì)小型水庫(kù)土石壩壩坡進(jìn)行護(hù)坡改造十分關(guān)鍵，上游面可選用混凝土預(yù)制塊護(hù)坡、現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡或塊石護(hù)坡，下游面可選用草皮護(hù)坡、格構(gòu)草皮護(hù)坡、塊石護(hù)坡或混凝土預(yù)制塊護(hù)坡等，總的來(lái)說(shuō)護(hù)坡形式要根據(jù)工程的重要性科學(xué)合理的選用。

5.2 輸水涵管結(jié)構(gòu)安全加固

小型水庫(kù)壩下涵管往往構(gòu)成土壩安全隱患，過(guò)去涵管結(jié)構(gòu)差異很大，漿砌石管、鋼筋混凝土預(yù)制管等形式不一，壩體、壩基埋設(shè)方式各異，且一般管徑小，進(jìn)人困難。對(duì)于存在安全問(wèn)題的此類涵管，若壩不高，一般可采用開(kāi)挖重建的改造方式。

5.3 抗震安全加固

土石壩底部壩體或壩基分布的砂土層，在地震作用下可能發(fā)生液化破壞。針對(duì)該類地震破壞問(wèn)題，可對(duì)液化區(qū)域砂體采取置換、人工加密(如采取振沖、強(qiáng)夯等措施)、拋石壓重以及設(shè)置排水減壓井等方法進(jìn)行加固處理。

5.4 壩體和壩基的密實(shí)加固技術(shù)

土石壩的最大隱患是壩體填筑質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，以及對(duì)軟弱壩基處理不當(dāng)，因此提高壩體和壩基密度是消除病險(xiǎn)庫(kù)的重中之重。

對(duì)于新建的壩體，壩體與壩基的密度一定要進(jìn)行嚴(yán)格的論證，精心設(shè)計(jì)，選擇最合適的施工加固方案，進(jìn)行施工處理。對(duì)于壩體密度主要控制填筑質(zhì)量，包括壩料的選擇，碾壓試驗(yàn)，碾壓方法及碾壓施工各項(xiàng)參數(shù)等，都要嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行，以確保壩體的填筑質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，水利工程病險(xiǎn)水庫(kù)的存在，對(duì)水庫(kù)的整體效益有不利影響，危害著下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，隨著我國(guó)水庫(kù)施工技術(shù)的改善，在水庫(kù)建造施工過(guò)程中，要加強(qiáng)在建設(shè)過(guò)程中的施工質(zhì)量控制，做好水庫(kù)壩體和壩身的防滲漏處理，無(wú)論是從施工材料、施工工藝還是到施工質(zhì)量都要進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和控制，做好小型水庫(kù)的質(zhì)量管理工作，提高我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)的加固處理技術(shù)水平，更好地促進(jìn)水庫(kù)發(fā)揮效用，提高我國(guó)水利工程技術(shù)水平。

［1］胡強(qiáng).水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程建設(shè)管理存在問(wèn)題及對(duì)策［J］.山東水利.2012(04).

［2］林勇.淺析小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程措施［J］.水利建設(shè)與管理.2013(02).