水利工程中壩體建筑加固設(shè)計(jì)技術(shù)的研究

張培峰

1 水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)前的技術(shù)要點(diǎn)分析

1.1 地質(zhì)勘察

地質(zhì)勘察在水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)過(guò)程中尤為重要。如果壩體有滲漏或壩基不穩(wěn)定，就必須加強(qiáng)對(duì)壩體、壩腳、壩基的勘探。地勘的方法包括鉆探、探坑、探槽等，采用鉆探布孔方式；若溢洪道、輸水涵（洞）等其它主要建筑物有危險(xiǎn)的情形，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行勘探。

1.2 地形測(cè)量

水庫(kù)除險(xiǎn)加固，需要對(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固范圍進(jìn)行詳細(xì)的地形測(cè)量。主要建筑物的平面測(cè)量和橫斷面測(cè)量是關(guān)鍵點(diǎn)。設(shè)計(jì)（包括整個(gè)庫(kù)區(qū)）所需的1：500總體規(guī)劃以及主建筑1：100的橫斷面和縱斷面。

1.3 資料收集

主要通過(guò)對(duì)周?chē)迕窈彤?dāng)?shù)厮苋藛T的訪談，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，拍攝等方式，收集水庫(kù)的基本歷史和現(xiàn)狀。

2 水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程問(wèn)題及其設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 壩體問(wèn)題除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

水庫(kù)存在的問(wèn)題有：防洪能力不足，滲漏不安全，結(jié)構(gòu)不安全等，具體表現(xiàn)在壩頂高程不能滿足防洪高度的要求；前后壩坡滑坡、塌方導(dǎo)致壩坡甚至壩體失穩(wěn)；壩體透水性強(qiáng)、浸潤(rùn)線較高、壩基滲漏、下游無(wú)排水棱體或排水棱體失效、發(fā)生管涌等。當(dāng)壩頂高度不符合計(jì)算洪水標(biāo)高要求時(shí)，可采用加高壩體或增設(shè)防浪墻等方法。

2.2 壩基問(wèn)題除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

水庫(kù)壩基設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題主要是由于先天性地質(zhì)缺陷。由于缺乏足夠的地質(zhì)勘探，一些水庫(kù)建在熔巖或深覆蓋地區(qū)，施工開(kāi)始前沒(méi)有進(jìn)行新基巖開(kāi)挖，導(dǎo)致壩基滲漏。早期建造的一些水庫(kù)受到當(dāng)時(shí)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)和施工技術(shù)的限制，這導(dǎo)致許多工程的碾壓強(qiáng)度存在欠缺，或許多填筑材料未被完全粉碎就被施工使用。一些老水庫(kù)經(jīng)過(guò)數(shù)次加高加厚后，壩基和壩基兩側(cè)的邊坡未得到妥善處理，造成滲漏問(wèn)題。壩基除險(xiǎn)加固處理主要采用以下技術(shù)：立式防滲漏處理技術(shù)?；炷练罎B墻的施工及高壓噴射灌漿防滲施工技術(shù)的應(yīng)用。水平防滲漏處理技術(shù)。水平防滲漏處理技術(shù)主要是指水平鋪蓋。水平鋪蓋物分為天然粘土鋪蓋和人造填充粘土覆蓋物。粘土可以在當(dāng)?shù)孬@得，不僅成本低，而且簡(jiǎn)單易行。

2.3 溢洪道問(wèn)題除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

在對(duì)現(xiàn)有水庫(kù)的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)大部分水庫(kù)溢洪道一般存在以下問(wèn)題：溢洪道位置不合理或無(wú)溢洪道、高程設(shè)置不合理、斷面積小、岸墻損壞、底板沖刷嚴(yán)重、無(wú)消能防沖設(shè)施或根本沒(méi)有溢洪道。由于溢洪道在水庫(kù)中的特殊作用，筆者認(rèn)為溢洪道除險(xiǎn)加固的重要性堪比壩體的除險(xiǎn)加固，甚至更甚，必須給予足夠的重視。

2.3.1 溢洪道的位置不合理或沒(méi)有溢洪道

根據(jù)實(shí)際地形和地質(zhì)情況，結(jié)合上游和下游河流的方向，在適當(dāng)?shù)奈恢媒ㄔ煨碌囊绾榈?。高程不合理處理：根?jù)對(duì)水庫(kù)庫(kù)區(qū)的調(diào)洪演算和興利庫(kù)容的計(jì)算，確定最合理的溢洪道的溢流堰頂高程，以實(shí)現(xiàn)水資源最大限度利用而不影響壩體的防洪安全的目的。

2.3.2 斷面積小處理

如果計(jì)算出當(dāng)前斷面尺寸不能滿足泄洪要求，則應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大溢洪道寬度，或增加溢洪道側(cè)墻高度以滿足泄洪要求。

2.3.3 岸墻、底板等結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重處理

對(duì)岸墻、底板進(jìn)行拆除重建處理，底板采用混凝土或鋼筋混凝土進(jìn)行防護(hù)，岸墻可以用砂漿砌筑或混凝土襯砌。

2.3.4 消能防沖處理

對(duì)于地質(zhì)條件較好的，特別是巖性地質(zhì)的水庫(kù)，可考慮采用流式溢洪道；如果地形條件好，可以根據(jù)實(shí)際地形采用底流消能或底流加坎消能的防沖設(shè)施。

2.4 輸水涵（洞）問(wèn)題除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

輸水涵（洞）是水庫(kù)除險(xiǎn)加固的重要內(nèi)容之一。主要問(wèn)題是：涵管體內(nèi)裂縫、侵蝕或漏水；涵（洞）外圍的接觸損傷甚至泄漏通道的形成；入口和出口閘門(mén)以及設(shè)備開(kāi)啟和關(guān)閉老化，缺失等。上述問(wèn)題基本上是水庫(kù)輸水涵（洞）除險(xiǎn)加固中的常見(jiàn)問(wèn)題，如果涵（洞）的內(nèi)徑大于或等于1.0m，則可以采用灌漿防滲方法優(yōu)先處理內(nèi)套管。也可采用對(duì)原涵（洞）直接進(jìn)行襯砌加固處理。如果涵（洞）的內(nèi)徑為1.0m或更小，采用上述處理方法將非常困難。筆者建議進(jìn)行拆遷重建，以達(dá)到根除病險(xiǎn)的目的。拆遷重建主要有四種治理方案：易址重建、原址破壩改造、頂管和倒虹吸。易址重建選址時(shí)，可優(yōu)先選擇開(kāi)挖方式，這樣可以永絕大壩因?yàn)楹茉俅纬霈F(xiàn)險(xiǎn)情；對(duì)于原始水庫(kù)，筆者認(rèn)為壩高不足6m時(shí)可考慮破壩處理方式；當(dāng)壩高超過(guò)6m時(shí)，由于破壩造成的開(kāi)挖量大且不經(jīng)濟(jì)，或者在沒(méi)有破壩條件時(shí)可以采用頂管法；最后一種處理方法比較簡(jiǎn)單，采用倒吸虹管和真空泵并設(shè)置入水口和出水消能設(shè)施，但難以維護(hù)和操作，對(duì)水庫(kù)的維護(hù)和管理往往是當(dāng)?shù)卮迕?，管理水平較低，筆者一般不建議采用。

3 結(jié)束語(yǔ)

水庫(kù)對(duì)周邊地區(qū)的發(fā)展和居民生活有著深遠(yuǎn)的影響。水庫(kù)質(zhì)量存在隱患，必然會(huì)對(duì)周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。因此，有必要定期檢查水庫(kù)的質(zhì)量和安全，并針對(duì)存在的隱患進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

[1]白永年，等著.中國(guó)堤壩防滲加固新技術(shù).北京：中國(guó)水利水電出版社，2001.

[2]劉武，李曉強(qiáng).小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固處理方案與水庫(kù)利用探討[J].陜西水利，2009.