水庫壩體病害及防滲墻施工技術(shù)研究

高順峰

（信陽市鲇魚山水庫管理局，河南 信陽 465350）

水庫壩體病害及防滲墻施工技術(shù)研究

高順峰

（信陽市鲇魚山水庫管理局，河南 信陽 465350）

作為我國(guó)政府重點(diǎn)關(guān)注的問題之一，水庫安全不僅在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，而且在我國(guó)社會(huì)發(fā)展中扮演著十分重要的角色。本文對(duì)水庫壩體的幾種病害及防治措施進(jìn)行探討，并對(duì)混凝土防滲墻施工技術(shù)進(jìn)行深入研究。

水庫；壩體防治；施工技術(shù)

水庫的功能有防洪、發(fā)電、灌溉、供水等，所以水庫在調(diào)控水資源分布、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、防洪防災(zāi)以及改善水資源配置等方面有著十分重要的作用，在江河防洪體系中充當(dāng)著重要的角色［1］。但是，就目前我國(guó)水庫的情況來看，病險(xiǎn)水庫大量存在，這些病險(xiǎn)水庫隨時(shí)都威脅著人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全，而且對(duì)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的危害越來越大。因此，我國(guó)采取了多種水庫壩體病害防治措施。

1 水庫壩體病害防治措施

1.1 壩體裂縫的有效防治措施

壩體裂縫的存在，容易破壞壩體的抗漏性及整體性，嚴(yán)重的壩體裂縫還會(huì)導(dǎo)致壩體滲水滑坡。所以，對(duì)于壩體裂縫現(xiàn)象應(yīng)給予高度重視，及時(shí)處理裂縫。首先，加強(qiáng)壩體的設(shè)計(jì)、施工操作、質(zhì)量管理，可以有效防治壩體裂縫的產(chǎn)生，這是防治裂縫的根本措施。其次，發(fā)現(xiàn)壩體出現(xiàn)裂縫時(shí)，需要根據(jù)檢測(cè)結(jié)果得出產(chǎn)生裂縫的原因，及時(shí)采取科學(xué)合理的防治措施，最大可能地恢復(fù)壩體的防漏性及整體性，避免裂縫再發(fā)生。處理裂縫的方法主要有翻筑、加強(qiáng)保護(hù)層、灌漿、放緩壩坡等。在實(shí)際操作中，選擇何種防治措施需要根據(jù)壩體出現(xiàn)的裂縫位置、嚴(yán)重程度、產(chǎn)生原因、走勢(shì)、水位高度及壩體形狀等因素進(jìn)行綜合考慮。

1.2 壩體滲漏的有效防治措施

水庫中的水通過壩體和壩基向下游滲水，容易導(dǎo)致壩體因滲漏和滲透而變形。此外，壩體還會(huì)因?yàn)樽陨碇亓八奢d的原因而出現(xiàn)變形，這種變形現(xiàn)象的產(chǎn)生會(huì)直接影響水庫的正常運(yùn)行。防治壩體滲漏的標(biāo)準(zhǔn)為壩體和壩基的滲流穩(wěn)定，抗?jié)B比及滲流速度符合穩(wěn)定要求。在防治滲透時(shí)，需要注意以下方面：控制滲流量，降低滲漏造成的損失；控制下游剩余水頭，避免壩體因滲透變形，保證下游邊坡穩(wěn)定，從而降低下游沉降現(xiàn)象的發(fā)生。防治壩體滲漏的主要措施有灌漿、套井、回填黏土、斜墻法等，但是，在實(shí)際施工過程中壩體滲漏防治受到很多因素的影響，尤其是施工工期及施工條件的制約。所以，需要具體情況具體分析，采取合理有效的防治措施。

1.3 壩體滑坡的有效防治措施

壩體滑坡是壩體病害中比較常見的病害，其對(duì)壩體造成的損害極大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成壩體潰壩，不僅危及人們的生命安全，還會(huì)對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)造成一定的損失。壩體滑坡現(xiàn)象的產(chǎn)生原因很多，比如，地震、設(shè)計(jì)不合理、管理不科學(xué)、施工不標(biāo)準(zhǔn)等。因此，對(duì)壩體滑坡進(jìn)行防治時(shí)需要從多方面進(jìn)行分析。為了有效防治壩體滑坡，需要從設(shè)計(jì)土料開始考慮，首先要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)控制土料的含水量及干容重，避免出現(xiàn)干容重低及抗剪強(qiáng)度弱的軟弱夾層。其次，嚴(yán)格處理新土體與舊土體之間的接縫、土體和建筑物之間的連接。最后，嚴(yán)格遵循壩基處理要求。此外，在施工時(shí)需要注意雨季防雨措施，避免雨水對(duì)工程造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2 防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)例分析

2.1 工程概況

某水庫防滲墻在0+050～1+730，軸線在壩頂中線上游偏3 015m處，墻高50.540m，墻厚0.300m?；炷翉?qiáng)度設(shè)計(jì)為C20，墻體滲透系數(shù)k不能大于1×10-7cm/s，超過墻體的部分包括壩頂都回填C15素混凝土。

壩址處覆蓋層較薄，基巖埋得比較淺，其末端覆蓋層只有約2.0m厚，最厚的地方只有7.2m，但其強(qiáng)度比較好。在地層0+930m處黏性土比較少，在基巖上分布著只有0.9m厚的中砂層，且這些中砂層主要是分布在0+930～1+300段，處于密度適中的狀態(tài)?；鶐r的上部已經(jīng)被全風(fēng)化或者全被強(qiáng)風(fēng)化，下部屬于中等風(fēng)化狀態(tài)，其主要成分為片麻巖，硬度大，承載能力強(qiáng)。對(duì)5.0～17.5m厚的壩身土和壩基土、1.0～4.2m厚的全風(fēng)化巖體進(jìn)行注水和滲透試驗(yàn)，結(jié)果表明多處為弱滲透性或者微滲透性，但是，0+200～0+450m處、1+300～1+620m處呈現(xiàn)出中透水性特征。對(duì)強(qiáng)風(fēng)化段的巖體進(jìn)行同樣的試驗(yàn)，數(shù)據(jù)顯示該段巖體呈弱透水性。

2.2 施工過程

主壩的走向?yàn)槟媳狈较颍线吪c進(jìn)水庫的道路相連，北邊是一座吊橋，能夠進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的只有南邊這一進(jìn)庫道路。壩頂最寬處只有5.0m，且液壓槽機(jī)的寬度也是5.0m。也就是說，在液壓槽機(jī)開始作業(yè)時(shí)，壩面會(huì)造成交通癱瘓現(xiàn)象，因此，其他工程在這個(gè)過程中必須停下來等待，這就使得原本工作時(shí)間緊張的工程變得更加艱巨。由此可見，提高工作效率，加快施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量十分重要。為了解決這個(gè)問題，可以將混凝土材料直接替換成商用混凝土。

2.2.1 混凝土導(dǎo)向槽。導(dǎo)向槽是地層表面沿著地下防滲墻軸線方向的臨時(shí)構(gòu)建物，其主要作用是標(biāo)記防滲墻的位置，為成槽做導(dǎo)向，鎖牢槽口，保護(hù)槽孔上的孔壁，支撐外部荷載，保持泥漿液面等。此外，導(dǎo)向槽還能結(jié)合液壓薄壁抓斗機(jī)械的導(dǎo)向系統(tǒng)，保證成槽的垂直程度。該工程主要采用了C20鋼筋混凝土導(dǎo)向槽，導(dǎo)墻兩側(cè)用黏土分層回填壓實(shí)，以此作為防滲墻的平臺(tái)。

2.2.2 槽段成槽。混凝土防滲墻接頭的數(shù)量和對(duì)土體穩(wěn)定性的影響與槽孔的長(zhǎng)度有直接關(guān)系。在施工過程中，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、抓斗機(jī)張開斗時(shí)的寬度、施工安全以及混凝土的供應(yīng)強(qiáng)度等因素進(jìn)行綜合考慮，該工程應(yīng)采用三抓成槽的方法，前兩期槽段長(zhǎng)度設(shè)置為7.0m。但是，在實(shí)際施工過程中，需要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行合理調(diào)整。

2.2.3 槽段接頭連接處理。采用“接頭管法”對(duì)混凝土防滲墻段進(jìn)行連接施工是保證混凝土防滲墻段連接質(zhì)量的重要措施。接頭管法就是在第一期槽孔澆筑前，將300mm的鋼管鋪設(shè)在槽兩端，在混凝土初凝之后，以一定的速度將鋼管從槽兩端拔起，從而形成接頭孔。在第二期槽孔澆筑時(shí)，接頭孔需要靠近第一期槽孔的側(cè)壁，使其形成圓弧形接頭，進(jìn)而保證混凝土防滲墻段的有效連接。

2.2.4 墻體澆筑。墻體澆筑主要是采用水下導(dǎo)管澆筑法，選用內(nèi)徑250mm的導(dǎo)管進(jìn)行絲扣連接。影響混凝土施工質(zhì)量的因素主要有槽孔澆筑速度，在對(duì)槽孔進(jìn)行澆筑時(shí)，速度太慢會(huì)導(dǎo)致混凝土塌落，從而堵塞導(dǎo)管。

2.3 施工質(zhì)量控制

2.3.1 混凝土質(zhì)量控制。在施工、養(yǎng)護(hù)條件的影響作用下，結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度只有標(biāo)準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度的75%～80%，泥漿中澆筑的混凝土強(qiáng)度甚至比一般混凝土強(qiáng)度還低，且其強(qiáng)度流動(dòng)性比較大。本工程中混凝土防滲墻的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為20MPa，其材料配比為水泥∶砂∶水∶石子∶粉煤灰∶外加劑=323∶778∶194∶1073∶32.3∶5.33，其中水∶灰=6∶10，含砂42%，坍落度為18～20cm。在充分考慮以上影響因素之后，需要在商用混凝土中加入C30混凝土拌制配料，并保證施工后混凝土強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.3.2 施工注意事項(xiàng)。首先，合理設(shè)置槽孔長(zhǎng)度，盡量減少各槽段的施工時(shí)間，盡快完成成槽澆筑，避免因長(zhǎng)期泡水而導(dǎo)致孔壁不穩(wěn)定，進(jìn)而造成槽孔坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。其次，考慮到槽孔在施工過程中會(huì)被長(zhǎng)時(shí)間擱置，需要注意時(shí)常向槽孔中添加新的漿液，置換出因長(zhǎng)時(shí)間沉淀而產(chǎn)生在孔口段的清水，以避免泥皮脫落，防止孔壁坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。

3 結(jié)語

水庫壩體與人們的生活工作息息相關(guān)，其老化病害極大地威脅著壩體的安全以及下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文簡(jiǎn)要介紹了水庫壩體病害的防治措施，并結(jié)合實(shí)例介紹了混凝土防滲墻技術(shù)，希望能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁┙梃b。

［1］謝詩文.小議水庫壩體病害防治以及防滲墻施工技術(shù)［J］.水利工程師，2014（13）：5-6.

［2］曹書亭.水庫壩體防滲墻施工及病害防治的探討［J］.城市建設(shè)理論研究，2013（11）：120-123.

Research on Reservoir Dam Disease and Construction Technology of Concrete Cut-off Wall

Gao Shunfeng
（Xinyang Nianyushan Reservoir Management Bureau，Xinyang Henan 465350）

As one of the key issues of the Chinese government,reservoir safety not only plays an important role in China's economy,but also in China's social development.In this paper,several diseases of reser?voir dam and prevention measures were analyzed.At the same time,the construction technology of concrete?cut-off wall was deeply analyzed.

reservoir；dam prevention；construction technology

TV543

A

1003-5168（2017）12-0074-02

2017-11-08

高順峰（1970-），男，大專，工程師，研究方向：水庫大壩工程管理。