病險(xiǎn)水庫(kù)治理施工技術(shù)要點(diǎn)探析

岳正龍

（宣城市皖江水利建筑工程有限公司 安徽宣城 242000）

病險(xiǎn)水庫(kù)治理施工技術(shù)要點(diǎn)探析

岳正龍

（宣城市皖江水利建筑工程有限公司 安徽宣城 242000）

水庫(kù)的最大作用就是蓄水防洪，為人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全提供極大保障。目前我國(guó)的水庫(kù)工程主要存在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、大壩嚴(yán)密性差、防洪性能不強(qiáng)等問(wèn)題，極大地危害了我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。因此，為了維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，必須要提高對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)的治理力度，進(jìn)行加固技術(shù)創(chuàng)新，以增強(qiáng)水庫(kù)對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力。本文從我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)的現(xiàn)狀出發(fā)，淺談改善病險(xiǎn)水庫(kù)的措施。

大壩安全；施工技術(shù)；病險(xiǎn)水庫(kù)

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，水利水電工程技術(shù)逐漸提高，人民對(duì)水庫(kù)的需求量也日益增長(zhǎng)。水庫(kù)具有防洪、蓄水、發(fā)電、灌溉等多樣功能，在水利建設(shè)中占有舉足輕重的地位，同時(shí)其可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)收益，推動(dòng)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，造福人類。但由于我國(guó)早期的水庫(kù)施工技術(shù)落后，導(dǎo)致我國(guó)很多早期的水庫(kù)工程或多或少都存在質(zhì)量安全隱患。

1 我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)的現(xiàn)狀

1.1 水閘穩(wěn)定性欠缺

造成水庫(kù)出現(xiàn)安全隱患最直接的影響因素就是水閘工程缺乏穩(wěn)定性。由于我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)大都已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間，閘機(jī)設(shè)備老舊，導(dǎo)致閘門兩側(cè)的滲流能力降低，主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能抵御地震、洪水的沖擊，更不符合現(xiàn)代水庫(kù)抗震防洪的標(biāo)準(zhǔn)[1]。另一方面，閘門的混凝土地基和墻體結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的水流沖刷，容易出現(xiàn)嚴(yán)重的侵蝕、風(fēng)化現(xiàn)象，導(dǎo)致水庫(kù)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性下降。

1.2 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不符合要求

由于我國(guó)的水庫(kù)建設(shè)起步較晚、技術(shù)差、需求大。受技術(shù)、時(shí)間等因素影響，在早期的水庫(kù)建設(shè)中，施工人員沒(méi)有過(guò)多的考慮水庫(kù)的持久性，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，水庫(kù)的抗震防洪能力出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷發(fā)展成為了病險(xiǎn)水庫(kù)。目前，這些水庫(kù)防水能力差、結(jié)構(gòu)失衡，整體質(zhì)量已經(jīng)不能滿足國(guó)家建設(shè)的需要。另一方面早期的施工人員在設(shè)計(jì)之初沒(méi)有將安全設(shè)施、管理設(shè)施和維護(hù)設(shè)施等納入設(shè)計(jì)范圍。

2 病險(xiǎn)水庫(kù)的特點(diǎn)

2.1 輸水泄洪結(jié)構(gòu)落后

目前大多數(shù)病險(xiǎn)水庫(kù)的輸水及泄洪建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及穩(wěn)定系數(shù)不能滿足規(guī)范要求。出現(xiàn)這種情況的主要原因是：輸水隧洞或涵管的襯砌結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量差，出現(xiàn)裂縫、露筋、剝離、沖蝕、漏水等情況，特別是土石壩壩下埋管漏水，嚴(yán)重影響建筑物結(jié)構(gòu)的整體性，容易產(chǎn)生接觸沖刷破壞，對(duì)壩體安全是一種嚴(yán)重考驗(yàn)；無(wú)消能工或消能工不完善，不利于引導(dǎo)洪水安全下泄[2]。

2.2 管理設(shè)施落后

大多數(shù)病險(xiǎn)水庫(kù)都缺乏完善的大壩觀測(cè)及水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，無(wú)法對(duì)洪災(zāi)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)預(yù)警，特別是小型水庫(kù)，在設(shè)計(jì)之初就沒(méi)有加入大壩觀測(cè)及水文測(cè)報(bào)設(shè)施。很多水庫(kù)的防汛道路不規(guī)范，管理設(shè)計(jì)老舊落后，有的甚至沒(méi)有設(shè)置防汛道路。引發(fā)這種現(xiàn)象的主要原因還是水利部門只重視水庫(kù)本身的建設(shè)，而忽視了對(duì)水庫(kù)日常運(yùn)行的管理。

3 病險(xiǎn)水庫(kù)防治要點(diǎn)分析

3.1 仔細(xì)選用施工材料

3.1.1 選用反濾料

水利部門在進(jìn)行病險(xiǎn)水庫(kù)的維護(hù)治理時(shí)，合適的反濾料有利于加快病險(xiǎn)水庫(kù)的治理成效。要想增強(qiáng)水庫(kù)的維護(hù)效果，在選擇反濾料的時(shí)候一定要根據(jù)水庫(kù)周圍的地理環(huán)境具體分析，最好采用有極強(qiáng)抗風(fēng)化能力和優(yōu)秀防水效果的反濾料。另一方面，治理人員在選擇反濾料的時(shí)候一定要遵循水庫(kù)治理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，盡量選擇質(zhì)地緊密堅(jiān)硬的反濾料，有利于延長(zhǎng)水庫(kù)的使用年限。

3.1.2 選擇壩殼料

壩殼的建筑質(zhì)量是水庫(kù)整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，治理人員在選擇壩殼料時(shí)一定要先進(jìn)行測(cè)量分析，再進(jìn)行選擇。另一方面，壩殼料的選擇一定要遵循國(guó)家規(guī)定的壩殼料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并與水庫(kù)的具體情況相結(jié)合。排水功能是水庫(kù)的主要功能之一，也是治理人員在選擇壩殼料時(shí)必須要考慮的因素。排水性能優(yōu)異的壩殼料有利于改善水庫(kù)的整體質(zhì)量，對(duì)提高水庫(kù)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益也大有幫助[3]。

3.2 增強(qiáng)水庫(kù)防滲的施工技術(shù)

病險(xiǎn)水庫(kù)最主要的形成原因之一就是滲漏問(wèn)題，治理人員在進(jìn)行病險(xiǎn)水庫(kù)治理時(shí)要特別注意增強(qiáng)水庫(kù)的防滲透能力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)的治理已經(jīng)取得了很大的突破，尤其是土壩壩體的灌漿范圍已經(jīng)從最初的70m以下向更高的方向提升。在傳統(tǒng)的大壩裂縫修補(bǔ)技術(shù)中，主要采用黏土和水泥的混合物，如今我國(guó)已經(jīng)掌握了雙模板沉灌漿技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)壩體裂縫的無(wú)縫鏈接，極大地增強(qiáng)了水庫(kù)的防滲透能力。圖1為水庫(kù)防滲剖面圖。

圖1 水庫(kù)防滲剖面圖

3.2.1 計(jì)算滲透穩(wěn)定

為了提高水庫(kù)的穩(wěn)定性，治理人員首先應(yīng)對(duì)壩體土壤的變形情況進(jìn)行初步了解，然后通過(guò)滲流計(jì)算來(lái)測(cè)出壩體的滲透比降數(shù)據(jù)，從而為加重蓋及鋪設(shè)反濾料等措施提供數(shù)據(jù)支持。

3.2.2 接觸帶滲漏處理

水庫(kù)的接觸帶通常指壩體內(nèi)的防滲土體與水庫(kù)兩岸的截水槽之間的接觸。目前我國(guó)普遍采用的治理方法是利用壓力灌漿技術(shù)在接觸帶上建造防滲的帷幕，從而將基巖與軟土隔開，提高治理效果。

3.3 提高防洪標(biāo)準(zhǔn)

出色的施工技術(shù)有利于增強(qiáng)水庫(kù)治理的質(zhì)量，所以水庫(kù)治理人員要發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，不斷對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使病險(xiǎn)水庫(kù)的防治效率得到有效的提高，促使防洪標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)效益最大化。治理人員在進(jìn)行病險(xiǎn)水庫(kù)的維修時(shí)，為了提高其調(diào)洪能力，可以采用加寬或加深溢洪道、加高壩體高度等措施，提高水庫(kù)的防洪泄洪能力。

3.3.1 安設(shè)閘門，加深溢洪道

在我國(guó)早期的水庫(kù)建設(shè)中，設(shè)計(jì)人員只注重水庫(kù)的整體功能建設(shè)，并沒(méi)有按照水庫(kù)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)增加溢洪道。這在一定程度上降低了水庫(kù)的溢洪功能，加劇了大壩決堤的風(fēng)險(xiǎn)[4]。所以在治理病險(xiǎn)水庫(kù)時(shí)，治理人員要加寬或是新建一條溢洪道，以提高水庫(kù)的抗震防洪能力。另外，還可以依據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛玻谒畮?kù)中設(shè)置閘門，有利于工作人員更好的控制水庫(kù)防洪。

3.3.2 拓寬溢洪道

拓寬溢洪道是改善病險(xiǎn)水庫(kù)泄洪能力弱的一種最有效方法。在原有溢洪道的基礎(chǔ)上，施工人員可以對(duì)其進(jìn)行拓寬，此舉可以極大的增強(qiáng)水庫(kù)的泄洪能力。同時(shí)治理人員治理前應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛驳冗M(jìn)行了解，有利于縮減治理成本，增強(qiáng)治理效益。另一方面，為了確保泄洪道的拓寬不會(huì)加劇河流下游的洪汛情況，治理人員在拓寬過(guò)程中要科學(xué)的分析排水量。

3.3.3 加高大壩

加高大壩可以使水庫(kù)的防洪，蓄水能力得到提高。根據(jù)相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，如果壩頂增高1m，防浪墻就必須增高1.2m，具體見圖2。通過(guò)加陡背水面上部的陡坡來(lái)加固背水面，通過(guò)加高防浪墻的垂直面來(lái)加固迎水面。

圖2大壩加高示意圖

3.4 水庫(kù)排水施工技術(shù)

改善病險(xiǎn)水庫(kù)的排水功能，有利于增強(qiáng)水庫(kù)壩體的穩(wěn)定性、防滲透性，緩解壩體縫隙承受的水壓，降低壩體的浸潤(rùn)線。

3.4.1 壩內(nèi)排水技術(shù)

壩內(nèi)排水技術(shù)在水庫(kù)下游無(wú)水的情況下運(yùn)用的很廣泛。該技術(shù)主要是以卵礫石與堆石進(jìn)行組合，形成壩體中的水平褥墊排水系統(tǒng)，之后再利用反濾材料對(duì)其外部進(jìn)行包裝。從水庫(kù)下游的壩趾開始將壩體與壩基的接觸面進(jìn)行連接并將其水平深入壩體內(nèi)部。目前我們還無(wú)法準(zhǔn)確算出具體的伸入長(zhǎng)度，如果不考慮滲水情況，深入的長(zhǎng)度至少要不低于壩底寬的一半。

3.4.2 貼坡排水

病險(xiǎn)水庫(kù)在治理中不管出現(xiàn)什么情況，例如浸潤(rùn)線是否夠高、水庫(kù)下游的壩殼是否是土料、壩基是否透水等，都可以采用貼坡排水的方式進(jìn)行治理，但是要注意建造的貼坡頂點(diǎn)高度一定要高于水庫(kù)浸潤(rùn)線的溢出點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨著國(guó)民建設(shè)的不斷發(fā)展，為滿足城市化進(jìn)程的需要，水庫(kù)的需求量也越來(lái)越多。這在客觀上推動(dòng)了一些矛盾的產(chǎn)生，如何運(yùn)用現(xiàn)代科技手段對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行科學(xué)治理，使其發(fā)揮出最大的功效，是水利部門目前的難題。水庫(kù)工程的提高有利于推動(dòng)國(guó)家發(fā)展、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。

[1]張帶娣.水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中高壓擺噴灌漿的施工技術(shù)[J].中國(guó)水能及電氣化，2013（09）.

[2]韋小柏.淺談水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)——以葫蘆山水庫(kù)為例[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（23）.

[3]甘霖.塑性混凝土防滲心墻施工技術(shù)在喬音水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2013（15）.

[4]萬(wàn) 珊.探析水利水電工程建筑的施工技術(shù)和管理[J].江西建材，2015（13）.

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2016-9-2