淺談中小型水庫的大壩加固技術(shù)

【摘要】在我國水利工程建設(shè)中，中小型水庫占據(jù)了很大的比重。在中小型水庫建設(shè)運行中，大壩時常會出現(xiàn)一些病害影響其正常運行，因而對其進(jìn)行加固處理十分必要。本文主要闡述了中小型水庫的大壩加固技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】中小型；水庫大壩；除險加固；防滲

引言

我國很多的中小型都是建設(shè)在上個世紀(jì)六十年代左右，普遍存在著滑坡、滲漏等病害，不但導(dǎo)致水庫無法正常運行，還威脅著下游人民的生命和財產(chǎn)安全。因而做好中小型水庫大壩的加固技術(shù)研究顯得十分的必要。

1、水庫大壩除險加固原則

在中小型水庫大壩出現(xiàn)加固中，需要嚴(yán)格按照以下原則進(jìn)行：

一是圍繞安全加固、解除病險的中心思想進(jìn)行，盡可能的不增大水庫工程的規(guī)模；

二是突出解決防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到國家防洪標(biāo)準(zhǔn)要求、已發(fā)生明顯的壩體壩基和放水洞漏水危及工程安全、工程結(jié)構(gòu)破壞或穩(wěn)定安全系數(shù)達(dá)不到規(guī)范要求，以及放水洞不能正常運行、溢洪道不能安全泄洪等主要問題；

三是盡可能的對原有的工程設(shè)施進(jìn)行利用，確保節(jié)約成本，同時做好新工程和老公的銜接，避免出現(xiàn)新的安全隱患。

根據(jù)以上基本原則，針對水庫的具體情況，采取相應(yīng)的工程措施。

2、大壩除險加固采取的技術(shù)

2.1 大壩基礎(chǔ)防滲

在國內(nèi)水庫大壩加固施工中，壩基加固的技術(shù)方法主要是遵循“上堵下排”的基本處理技術(shù)原則。水庫大壩基礎(chǔ)防滲的上堵措施包括：水平防滲和垂直防滲兩種。水平防滲有粘土鋪蓋和水下拋土等；垂直防滲有混凝土防滲墻、灌漿、截水槽回填粘土和高壓定向噴射灌漿構(gòu)筑防滲板墻等。水庫大壩基礎(chǔ)防滲的下排措施主要有：減壓井降壓導(dǎo)滲、背水坡腳開挖導(dǎo)滲溝和壩后蓋重壓滲透等。一般情況下，垂直防滲處理的效果較為徹底，也是采用最多的形式。

2.2 振沖加固

在應(yīng)用振沖加固施工技術(shù)時，為保證放樣準(zhǔn)確，在振沖壩段兩端壩坡上，標(biāo)出每一排孔的位置樁，并每隔20-25米設(shè)置一個斷面樁，振孔樁位定好后，由吊車吊起振沖器就位，利用振沖器的強(qiáng)力振動和自身重量，并在高壓水的沖擊下，造孔至設(shè)計深度。另外，在振沖器的強(qiáng)力振動下，壩坡必然會產(chǎn)生向下滑動的趨勢，工程技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況，采取平臺振沖的施工法。

2.3 混凝土截滲墻及粘土鋪蓋

在水庫大壩的加固施工中，通過設(shè)置混凝土截滲墻或其他防滲帷幕，不但達(dá)到壩基及壩體防滲的效果，而且與其他防滲體形成整體，全面提升了大壩的整體穩(wěn)固性和安全性。另外，粘土鋪蓋技術(shù)在水庫上游壩坡的加固施工中應(yīng)用也較為廣泛，特別適用于粘土料場豐富的工程項目。

3、案例分析

3.1 工程概況

某水庫樞紐工程由大壩、溢洪道，放水涵洞和渠道等建筑物組成。樞紐工程于1956年1 2月動工，1957年5月建成?，F(xiàn)狀大壩壩頂高程510.38m，溢洪道堰項高程為508.5m。20年一遇設(shè)計洪水位510.14m，200年一遇校核洪水位510.87m，死水位499.50m?？値烊?2.14萬m3，有效庫容8.22萬m3，死庫容0.82萬m。本工程大程為均質(zhì)土壩，最大壩高14m。壩頂長52.54m，壩頂為4.8m，壩底寬度59.954m。

該水庫是一座以灌溉為主的小二型水庫，水庫工程運行50多年來，工程老化，滲漏嚴(yán)重，在上級主管部門的重視和支持下，工程已經(jīng)進(jìn)行了安全鑒定，并確定為三類壩。為了充分利用水利資源，更好的為當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)提供服務(wù)和保障，對該水庫進(jìn)行除險加固是十分必要的。

3.2 大壩除險加固前復(fù)核計算

3.2.1 壩頂高程復(fù)核

根據(jù)壩頂高程計算成果，在設(shè)計及校核情況下，計算的防浪墻高呈均高于現(xiàn)狀壩頂高程，因此不能滿足<防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）勺防洪要求。

3.2.2 溢洪道泄流能力復(fù)核

溢洪道位于大壩左岸，為開敞式正槽溢洪道，進(jìn)口底高程508.Om（溢流坎頂高程），寬7.5m，長57.34m。溢洪道經(jīng)計算水平段陡坡段與滿足200年一遇洪水下泄流量。

3.2.3 壩體邊坡穩(wěn)定復(fù)核

本次復(fù)核滲流計算采用地質(zhì)勘察報告提供的參數(shù)，計算依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL275-2001），計算斷面心墻取最大斷面進(jìn)行計算，采用河海大學(xué)AutoBank5.6HH-SLOPEr1.2軟件有限元計算，經(jīng)分析計算，不同工況壩體單寬滲流量分別為工況S1q=l.15e-4m3/s.m，工況S2q=l.42-4m3/s.m，工況S3q=l.63e-4m3/s.m。出逸點和出逸坡降都超過規(guī)范允許范圍。但根據(jù)本次地質(zhì)勘察揭示大壩存在壩體、壩叉與壩基結(jié)合部以及壩基和繞壩滲漏。工程現(xiàn)狀滲流出逸點高程和滲流量與理論計算值基本相符。

3.3 大壩除險加固

3.3.1 大壩防滲加固

大壩河床地基均分布強(qiáng)弱風(fēng)化凝灰熔巖，屬堅硬巖，強(qiáng)度較高，巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)，但貫穿性結(jié)構(gòu)面不多見，多閉合，巖體工程地質(zhì)分類為III2B。大壩左右岸壩肩均分布?xì)埰路e粘性土，厚度約2～8m，以下為強(qiáng)風(fēng)化巖及弱風(fēng)化巖，強(qiáng)風(fēng)化巖工程地質(zhì)分類為V，弱風(fēng)化巖工程地質(zhì)分類為III2B，壩基承載力滿足要求。大壩河床及左占岸均分布有強(qiáng)風(fēng)化巖，強(qiáng)風(fēng)化巖透水率大于10Lu屬中等透水層，目此河床及左右岸壩基均存在滲漏隱患。建議采用單管高壓旋噴造防參墻處理和帷幕灌漿。

3.3.2 背水坡整修

由于大壩背水坡坡面無規(guī)則、（下轉(zhuǎn)第頁）

（上接第頁）

凹凸不平，局部坡度較大，易造成都滑坡，本次大壩背水坡按1：1.8坡度進(jìn)行整修，并設(shè)置人行踏臺階以及種植草皮護(hù)坡。

3.3.3 放水涵洞改造

本工程現(xiàn)狀為壩身式放水涵洞，洞身為漿砌石城門形斷面，其進(jìn)口閘門為轉(zhuǎn)動門蓋，啟閉設(shè)備為手動絞車。轉(zhuǎn)動門蓋存在銹蝕嚴(yán)重、閉不嚴(yán)密而漏水，啟閉不靈活，影響供水調(diào)度及管護(hù)，洞身存在漏現(xiàn)象。為解決以上問題，方便管護(hù)，對放水涵洞進(jìn)行改造：（1）放涵洞采用PE管套入與進(jìn)水口連接，管內(nèi)徑400mm，管外周邊采用C25壓力輸送泵回填。（2）進(jìn)水口放水閘門采用PZGM弧型高水頭潛沒斜式銅止水鑄鐵閘門，配QL2-8T型電動機(jī)直聯(lián)式螺桿啟閉機(jī)。（3）新建閉房3.4×2.8×2.95m（長×寬×高）的。

3.3.4 防浪墻

通過洪水復(fù)核，在未對溢洪道拓寬和降低溢洪道高程的情況下，狀壩頂高程510.38m低于P=0.5%校核洪水位510.87m。本次除險加擬對溢洪道進(jìn)行整修，詳見第六點。整改后復(fù)核結(jié)果校核洪水位0.20m、現(xiàn)狀壩頂高程510.38m，仍不滿足規(guī)范要求。因此，需修鋼筋混凝土防浪墻，為倒“T”型結(jié)構(gòu)，尺寸為52.54×0.30×0.8m（長寬×高，不含埋深高度）。

3.3.5 設(shè)置大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)

本次加固根據(jù)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL60-94）要求，并合讓里水庫大壩的實際情況進(jìn)行大壩表面變形觀測點的布設(shè)。大壩設(shè)置6個位移觀測標(biāo)點。其中I排2個觀測標(biāo)點位于迎水坡508.44m高程、II排2個觀測標(biāo)點位于壩頂、III排2個觀測標(biāo)點位于背水坡502.20m高程。在每排位移標(biāo)點兩岸延長線上分別設(shè)置1個工作基點和1個后視基點。水平位移擬用視準(zhǔn)線法進(jìn)行人工監(jiān)測，垂直位移采用精密水準(zhǔn)進(jìn)行測量?；鶞?zhǔn)點及工作點均要求埋設(shè)鉿結(jié)構(gòu)檔，并配置強(qiáng)制對中設(shè)備。同時在距壩腳約3m處新建一個大壩滲流觀測池，池右側(cè)設(shè)一個量水堰。

結(jié)語

我國中小型水庫數(shù)量眾多，出險加固任務(wù)量大，隨著我國對水庫工程運行要求的不斷提高，必須加強(qiáng)對中小型水庫大壩出險加固的種植，通過多種方案的必選，荀澤合理的出險加固方案。在大壩出險加固施工中，應(yīng)精心組織，精心施工，精心管理，爭創(chuàng)大壩工程達(dá)到一次性驗收合格。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：郭梅 （1968年12月） 女 貴州納雍 穿青人 主要從事水利工程工作 現(xiàn)任工程師職稱。