水庫除險加固工程施工研究

□侯軍飛（林州市水務局）

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水庫除險加固工程施工研究

□侯軍飛（林州市水務局）

摘要：水庫是我國水利工程的重要組成部分，保證水庫的安全，對社會秩序穩(wěn)定、群眾生命財產(chǎn)安全等都有著重要意義。水庫除險加固是其安全保障的有效手段，因此，必須加強對水庫除險加固的重視，提高除險加固施工的水平，充分保障水庫運行狀態(tài)的安全可靠。文章就對水庫除險加固工程施工展開研究，為其實際應用提供幫助。

關鍵詞：水庫；除險加固工程；施工

0　前言

水庫是我國重要的水利基礎設施，承擔著灌溉、防洪、排澇等眾多功能，水庫運行的安全直接關系到人們生命財產(chǎn)的安全，對社會經(jīng)濟發(fā)展也有著極大影響。在水庫長時間運行后會出現(xiàn)老化、損壞等危險情況，需要及時對其進行除險加固，消除安全隱患，才能保證水庫經(jīng)濟效益、社會效益的充分發(fā)揮，文章就圍繞此展開探討。

1　水庫病險發(fā)生原因

1.1庫區(qū)、壩區(qū)的滲漏

滲漏是水庫常見的安全隱患問題，可以分為庫區(qū)滲漏和壩區(qū)滲漏兩種，其中，庫區(qū)滲漏主要是由于壩址選擇不夠合理、基礎清理不夠徹底或者粘土防滲層厚度不足等原因造成的，比如將壩址選擇在無隔水巖層的區(qū)域，水庫中的水就可以通過岸邊分水量向洼地滲漏；粘土防滲層厚度過薄則會導致水體經(jīng)由庫盆底部向低洼排泄區(qū)滲漏，即形成庫區(qū)滲漏。

壩區(qū)滲漏主要是由于壩體施工質量低導致的，包括壩體密實度不足、壩肩覆土過薄等，在這種情況下，水的長期作用會導致巖石發(fā)生節(jié)理裂隙溶蝕，從而水庫中的水經(jīng)過壩下、坎肩向下游滲漏，形成壩區(qū)滲漏。

1.2水庫大壩壩體裂縫

壩體裂縫主要是由于壩體施工控制不到位引起的，具體包括許多方面內(nèi)容，比如壩體材料質量不符合要求、壩體施工工藝流程不科學等，都會降低壩體填筑的密實度，影響壩體施工質量，在混凝土凝結后出現(xiàn)裂縫，嚴重時甚至會發(fā)生壩肩與岸坡不嚴密的情況。此外，在長期運行使用后，在水的持續(xù)沖刷作用、凍脹與溫差過大等的熱脹冷縮作用影響下，壩體可靠性都會受到影響，容易出現(xiàn)裂縫問題。

1.3水庫大壩壩體失穩(wěn)

壩體失穩(wěn)的直接表現(xiàn)是壩體滑坡，其發(fā)生原因主要是上游壩體坡度過陡、本身滲透系數(shù)較低，在遇到水庫水位上漲時，上游壩體的水無法及時排出，會增大壩體土層的重量，自重加大；加上含水率增高導致的凝聚力、內(nèi)摩擦角減小，會導致上游壩坡穩(wěn)定性下降，從而引發(fā)壩體滑坡問題。此外，在水的長期浸泡與浪蝕作用下，巖土會產(chǎn)生動水壓力、孔隙靜水壓力等效應，影響到壩體的穩(wěn)定性，給壩體失穩(wěn)埋下安全隱患。

2　水庫除險加固工程施工設計與技術

2.1壩坡、壩頂?shù)募庸淌┕ぴO計

壩坡的加固施工設計對壩體的穩(wěn)定性起著極大影響，需要在上下游壩坡位置設置戧臺，來增大壩體的橫斷面積，起到加固大壩的作用，增強壩體的穩(wěn)定性。壩頂與水庫的安全和排水有著密切聯(lián)系，在壩頂加固施工設計中，首先，要做好排水設計工作，壩頂路面不應是完全平直的，需要有向下游2%以內(nèi)的傾斜角度，確保壩頂不會出現(xiàn)積水，排水性能良好；其次，還要重視壩頂工程的設計，根據(jù)水庫當?shù)氐乃馁Y料、洪水歷史記錄等，精確計算出一個合理的高程值，并要保證高程、寬度在安全標準以內(nèi)。

2.2截滲、反濾、排水加固施工

截滲、反濾、排水對于水庫壩體安全起著重要作用。在截滲設計中，首先，要做好地質勘察工作，確定大壩能夠承受的最大水流量以及抗腐蝕能力，從而確定合理的大壩水流量范圍。然后，通過鉆孔注水試驗，分析大壩的實際運行情況，計算出滲漏量，通過高壓旋噴混凝土的方式，在壩腳部位設計截水槽，從而有效預防壩基滲漏的發(fā)生。

在反濾層設計中，需要根據(jù)大壩實際情況，來計算反濾層的厚度，選擇合適的反濾材料，確保反濾層的作用得到發(fā)揮。在排水設計中，可以通過貼坡排水的方法，并設置排水溝、集滲溝，提高壩體排水能力，起到加固大壩的作用。

2.3放水洞、溢洪道加固施工

放水洞與溢洪道都是大壩的重要組成部分，對大壩除險加固有著重要作用，其中，溢洪道的除險加固設計對象包括控制段、泄槽段和尾水渠段等，需要根據(jù)實際情況采取適當?shù)脑O計方案，補強溢洪道；對于放水洞，以混凝土矩形涵洞，可以設計采取高強度砂漿、防水涂料以及環(huán)氧砂漿等方式，來修補涵洞缺陷部分，實現(xiàn)放水洞除險加固的目標。

3　水庫除險加固工程施工技術

3.1拋石固腳施工技術

拋石固腳施工是解決壩體滲漏的一種有效手段，此種施工技術，需要先在枯水期，對拋石區(qū)地形進行準確測量，做好相應的測量放線工作，掌握拋石區(qū)域范圍、水深和水流流速等具體情況，為后續(xù)施工奠定良好基礎。在拋石區(qū)劃分上，要使用方格控制線控制樁和高程控制點方格，同時，還需通過設置高程控制桿來確保拋石高程的合理，高程控制桿間隔以20m為宜。最后，做好塊石的選擇，根據(jù)實際施工需求，做好塊石的運輸組織，使駁船運送到設計的拋石區(qū)域人工拋石，拋石過程要遵循先深后淺的原則。

3.2帷幕灌漿施工技術

帷幕灌漿是水庫除險加固工程最為主要的施工技術，是通過鉆孔灌注漿的方式，將配合好的漿液注入到土層、巖體的裂縫當中，利用漿液的膠結硬化特點，來增強巖體的強度，并形成阻水帶，有效預防壩體滲漏等問題。

在帷幕灌漿施工技術中，其技術要點有：一是做好施工前準備工作，包括現(xiàn)場的清理、洼地的清淤等，保證地面的清潔、平整，為鉆孔灌漿創(chuàng)造良好施工條件；做好混合漿液的配置，根據(jù)大壩的實際情況，選擇合適的水泥、砂，并通過現(xiàn)場試驗，確定混合漿液的最終配合比和水灰比，嚴格按照配合比進行漿液拌制，攪拌過程中要保持連續(xù)，控制攪拌時間，確保漿液的均勻，以確保漿液功能的可靠。

二是做好鉆孔的施工。在鉆孔時，要根據(jù)基巖強度等情況，采取合適的鉆頭，做好鉆孔的定位工作，與設計孔位誤差不能超過10cm，以免破壞基巖的穩(wěn)定性，無法達到裂縫所在位置；在鉆孔孔深上，通常以8～15m為宜，確保灌漿充分深入到基巖裂縫中，起到增強基巖穩(wěn)定性的效果；在鉆孔垂直度偏差上，20 m以內(nèi)的單排、雙排或三排空孔，其偏差都不能超過0.25。

三是裂縫、鉆孔沖洗，在灌漿帷幕前，需要先對裂隙、鉆孔進行沖洗，采用的是壓力水沖洗，直到回水不再渾濁為止，確保裂隙、鉆孔的清潔，以免其中有雜物影響灌漿效果。在沖洗過程中，水的壓力取灌漿壓力的80%，當壓力值＞1 MPa，取1 MPa即可。

四是加強漿液灌注的控制。帷幕灌漿采用的是循環(huán)式灌漿方法，按照從下到上的順序進行，整個過程要做好灌漿壓力的控制，在最大設計壓力下，灌漿速率不能超過1 L/min，以免灌漿過快導致灌漿不充分，影響灌漿效果。在灌漿完成后，需要驗收與封孔，封孔采取方法是全孔壓力灌漿封孔法，使用的是0.50:1的純水泥漿，壓力為0.30 MPa。

五是做好相關施工問題的處理。灌漿容易發(fā)生的問題主要有灌漿中斷、串漿等，對此，需要做好灌漿泵、輸漿管的檢查，并延長相鄰孔施工時間間隔，增大孔序間距，預防串漿。

4　結語

綜上所述，水庫的除險加固工程是一項十分重要的工作，其技術難度也相對較高，對此，加強對水庫除險加固工程施工的研究，了解病險發(fā)生原因，做好施工設計，掌握施工技術要點，可以有效保障水庫的除險加固工程施工質量，提高水庫的安全性。

參考文獻

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（責任編輯：劉青）

收稿日期：2015-12-21

中圖分類號：TV697. 3

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）03-0046-02