病險水庫大壩防滲加固設(shè)計探微

【摘要】水庫大壩在水利工程中起著重要作用，在調(diào)節(jié)水源、支持地方經(jīng)濟中起著關(guān)鍵作用。在雨季，水庫大壩能及時泄洪排澇。在干燥季節(jié)，使用涵洞及時蓄水蓄水，灌溉農(nóng)田，為農(nóng)作物的正常生長做出貢獻。大壩加固對維持正常供水具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】病險水庫大壩；防滲加固；設(shè)計

前言

隨著時間的推移，早年建成的水工建筑物不斷老化，出現(xiàn)了一批病險水庫大壩。病險水庫大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)低、壩基滲漏嚴(yán)重、壩體穩(wěn)定性差、輸水及泄洪建設(shè)物老化等問題逐漸凸顯，不僅影響工程安全，還給下游人民群眾的生命財產(chǎn)帶來安全隱患，甚至還會引發(fā)一系列環(huán)境生態(tài)問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國已建的水庫大壩8萬多座，其中病險水庫大壩3萬余座。

1、病險水庫滲漏問題的出現(xiàn)誘因探析

1.1壩體滲漏的誘因

水庫運行過程中壩體可謂是極為重要的部分，但也是病險水庫出現(xiàn)滲漏的重要位置，引發(fā)壩體滲漏這一問題的主要誘因有多個，其一，壩體之內(nèi)的土壤質(zhì)量不達標(biāo)，雜質(zhì)較多，致使土壤的滲水能力較強，如若在水壓的長期滲透下，壩體很容易出現(xiàn)密實度較差以及結(jié)構(gòu)不合理的問題，最終引發(fā)壩體滲水故障。其二，壩體厚度不夠，在水庫設(shè)計環(huán)節(jié)中沒有參照水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完成設(shè)計工作，這就極易使壩體過于單薄，無法發(fā)揮自身的填補功能，不能自行填補深水路徑，最終引發(fā)壩體滲漏問題 。其三，壩體下游側(cè)為專用排水棱體，主要是排除壩體內(nèi)的積水，如排水棱體失效將導(dǎo)致滲水無法從排水棱體內(nèi)高效排出，進而在薄弱環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)滲水。其四，壩體容易出現(xiàn)漏洞，未能對其進行及時封堵，會出現(xiàn)滲水通道，最終為壩體的局部滲水問題提供有力的條件。其五，壩體的管理和維護工作落實力度不足，容易出現(xiàn)繼發(fā)性蟻巢或是鼠洞等現(xiàn)象，如若在水位較高的環(huán)境下，發(fā)生滲漏問題，進而引發(fā)潰壩事故，給人們的生產(chǎn)生活造成極大的不便，甚至?xí)砭薮蟮慕?jīng)濟損失。

1.2壩基滲漏誘因

水庫壩基施工行為不合理，缺乏規(guī)范性，也會為間接的引發(fā)壩基滲漏問題，比如，填筑工作落實之前未能進行全方位的清理、夯實以及碾壓等，水壓之下的水庫壩基容易形成透水通道和透水層，此時若水庫壩基截水槽的設(shè)計尺寸也相對較小，加之水壓過大，則極易擊穿壩基，進而引發(fā)壩基滲漏事故。

1.3繞壩滲漏的誘因

水庫壩肩的巖石具有較強的破碎性，在未能實施防滲工作的前提下，會在水庫薄弱部位產(chǎn)生繞壩滲漏。水庫截水槽深度不夠，碾壓不密實，水庫施工填筑過程中，與岸坡之間的銜接不合理，以及水庫建設(shè)施工過程中，上游其它截滲及防滲措施等出現(xiàn)質(zhì)量問題，都可引發(fā)繞壩滲漏。

2、加強病險水庫大壩防滲加固設(shè)計的途徑

2.1穩(wěn)定壩體結(jié)構(gòu)

防滲加固要遵守一定的原則，即上堵、中截、下排，因此可利用天然黏土或人工填筑黏土構(gòu)建水平鋪蓋。病險水庫大壩經(jīng)常采用具體的垂直防滲方式來除險加固，例如高壓噴射灌漿技術(shù)，即利用鉆孔機，將裝有特制合金噴嘴的注漿管下到預(yù)定位置，再用高壓水泵或高壓泥漿泵將水或漿液通過噴嘴噴射出來，使土體在沖擊的作用力下瓦解，土粒在噴射流束的沖擊力、離心力和重力等綜合作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小，有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，就形成一定形狀的固結(jié)體，最終達到防滲漏的目的。為了穩(wěn)定整體大壩結(jié)構(gòu)還要注意對護坡的建設(shè)以及涵洞危情處理的能力，提高泄洪道排水能力的同時對相關(guān)硬件設(shè)施進行除險加固。另外，還要加固壩體以提高其抗震能力。地震對水庫大壩造成的沖擊是毀滅性的，檢測地震的震級及強度，對壩頂進行超高設(shè)計，坡壩坡度放緩，增強壩坡穩(wěn)定性。尤其要注意水庫大壩上部的加厚，可采用石塊砌體，并設(shè)置鋼筋槽籠。

2.2加強病險水庫除險加固能力

病險水庫大壩的除險加固措施要以經(jīng)濟型為前提，并且操作簡單，具有可行性。要對現(xiàn)場地質(zhì)、水質(zhì)進行實地勘察，將情況匯總，對滲漏可能性與重點部位進行分析。尤其需要注意的問題就是裂縫，千里之堤潰于蟻穴，如果放任裂縫不管，裂縫繼續(xù)擴大極有可能造成整個大壩潰堤，因此防滲加固設(shè)計首先要解決的問題就是裂縫。若出現(xiàn)輕微滲漏，可采用高壓膽管混凝土的旋噴技術(shù)將滲漏縫隙堵塞，或者采用翻砌的方式進行接縫處理。

2.3加固排水減壓設(shè)施

水庫壩體經(jīng)常受到大面積水流沖刷，壓強較大，硬件設(shè)施極易損壞。因此，要加固排水減壓設(shè)施。此設(shè)施一般利用導(dǎo)滲溝、減壓井、水平蓋等實現(xiàn)減壓目的。加固導(dǎo)滲溝時要嚴(yán)格控制層間關(guān)系，一旦出現(xiàn)堵塞情況或者局部遭受破壞，及時將堵塞物清除并且進行翻修。還要定期對減壓排水設(shè)施進行巡檢，防止人為破壞。

2.4防滲材料的應(yīng)用

除了創(chuàng)新、改進防滲技術(shù)外，還應(yīng)加強防滲材料的使用，目前復(fù)合土工膜的應(yīng)用比較廣泛。其具有質(zhì)量輕、延展性好、抗老化、成本低、制造工藝簡單的優(yōu)點。應(yīng)用要點包括：選擇合適的土工膜。土工膜的種類較多，質(zhì)量良莠不齊，尤其是接縫處經(jīng)常出現(xiàn)不符合質(zhì)量規(guī)范的現(xiàn)象。因此，要謹(jǐn)慎選擇土工膜的抗壓能力、透明度、滲水情況；確保土工膜與防滲體間鏈接的方式正確，是否無縫連接是能否成功防滲的關(guān)鍵；按照規(guī)范設(shè)計上墊層與保護層，做好防護；加強檢修，及時發(fā)現(xiàn)漏洞。

2.5防滲墻的處理工作落實

其一，高壓噴射灌漿法的應(yīng)用，就是借助鉆機的應(yīng)用優(yōu)勢，通過特制噴嘴的傳遞性作用，高效完成灌漿工作任務(wù)，將其灌注到土層預(yù)先確定的位置，在此過程中，鉆桿的旋轉(zhuǎn)速度也可以進行把控和調(diào)節(jié)，隨著速度的變化逐步提升鉆桿的位置，待到提升至一定高度時，此時的高壓水槍會把破壞土體沖擊開來，而后使其與水泥漿液、土體等進行充分融合，待到漿體處于凝固狀態(tài)之后，此時的土體將會極具強度和穩(wěn)固性，構(gòu)成固結(jié)防滲墻體。其二，可在大壩頂中心位置，運用沖抓鉆的作用，把大壩土體中質(zhì)量較差的土及時取出，而后運用分層的方式，將粘土進行分層充分回填，構(gòu)成一道強度較高的防滲心墻。其三，還可運用塑形混凝土防滲墻，完成防滲墻的處理工作，在此過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格參照混凝土配合比的要求，強化此工作落實環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制力度，極大的提高混凝土壩體的實際防滲能力。

2.6做好蟻巢和鼠洞的封堵工作

若想提高病險水庫的實際防滲性能，還需在枯水期，對蟻巢和鼠洞的位置加以確定，如有需要可通過投放誘餌的方式，將蟲蟻和鼠害及時滅殺，在此過程中，也應(yīng)注意藥品殘留問題的處理，結(jié)合防滲墻和高噴墻兩種防滲措施，重點對蜂巢和鼠洞易出現(xiàn)的區(qū)域進行加固處理，進而使水庫大壩的功能得以凸顯，發(fā)揮其社會價值。

結(jié)束語

每個水庫大壩從設(shè)計、施工到使用都有著獨一無二的特性，所以病險水庫的加固設(shè)計方案，也不能千篇一律。首先要考慮水庫大壩的固有特性，并從技術(shù)、經(jīng)濟角度進行分析，綜合考慮水庫大壩所處地區(qū)的工程地質(zhì)條件、周圍建筑材料分布情況、施工難易程度等多種因素。

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