水利工程除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)技術(shù)探討

王琳琳 王興秋

摘要：目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)正在以人們無(wú)法想象的速度增長(zhǎng)著，在我國(guó)各大領(lǐng)域之中，相關(guān)的技術(shù)水平也得到了一定程度的提高。水利工程是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的重大建設(shè)項(xiàng)目，隨著社會(huì)與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展，它給人民帶來(lái)的效益穩(wěn)步提高，但由于建造的歷史條件以及自然原因等，很多已建工程存在著不同程度的損壞，嚴(yán)重影響正常運(yùn)行，則加固措施勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：水利工程；除險(xiǎn)加固；設(shè)計(jì)技術(shù)

1 水利工程堤防出險(xiǎn)種類(lèi)分析

堤防隱患主要有：生物洞穴、植物腐爛形成的空隙，堤內(nèi)暗溝、暗管、廢井、墳?zāi)?，堤身填筑隱患等。堤防出險(xiǎn)種類(lèi)以滲透破壞為主，滲透破壞主要表現(xiàn)為集中滲漏、管涌、流土、接觸沖刷、接觸流土。由于堤身物質(zhì)組成的不均勻性和填筑密實(shí)度的不均勻性造成的，或筑堤時(shí)未清基，堤身堤基接觸帶物質(zhì)較混雜，滲透破壞也稱(chēng)滲透變形。由于滲流條件和土體條件的不同，滲透破壞的機(jī)理、發(fā)展過(guò)程及后果也不一樣。滲透破壞在堤防工程中非常普遍，由滲透破壞造成的險(xiǎn)情約占險(xiǎn)情總數(shù)的75%。

2 水利工程中加固項(xiàng)目存在的問(wèn)題

2.1 病險(xiǎn)水庫(kù)大壩安全鑒定工作存在缺陷

有些病險(xiǎn)水庫(kù)在未做安全鑒定的前提下直接進(jìn)行除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)，使初步設(shè)計(jì)缺乏依據(jù)，所采取的除險(xiǎn)加固措施不能完全消除病險(xiǎn)水庫(kù)存在的問(wèn)題和安全隱患。還有一些水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)低、淤積嚴(yán)重、原設(shè)計(jì)功能基本喪失、病險(xiǎn)嚴(yán)重，除險(xiǎn)加固技術(shù)上不可行，經(jīng)濟(jì)上不合理，完全可以用降等報(bào)廢的辦法保證安全，但為了爭(zhēng)取財(cái)政資金，也作為病險(xiǎn)加固項(xiàng)目上報(bào)。

2.2 水閘工程中較常出現(xiàn)的險(xiǎn)情

①當(dāng)水閘關(guān)閉以后還有漏水或滲水現(xiàn)象發(fā)生。在老化或年久失修的來(lái)水閘中，此類(lèi)問(wèn)題較常出現(xiàn)。其產(chǎn)生的主要原因是由于閘門(mén)門(mén)檻上存在水草、泡沫或布料等雜物，閘體滲水現(xiàn)象，止水橡皮出現(xiàn)損壞或閘口破損等因素。

②過(guò)往船只對(duì)閘室的墩墻及翼墻造成撞擊，出現(xiàn)損壞。由于船只操作人員特別是大型動(dòng)力船舶操作人員的操作不當(dāng)，而造成閘室的墩墻出現(xiàn)破壞。當(dāng)過(guò)往船只未能直行進(jìn)入閘室，則會(huì)對(duì)墩墻造成撞擊，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致墻墩內(nèi)部的鋼筋出現(xiàn)裸露，而長(zhǎng)時(shí)間的暴露，將會(huì)導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)生銹的現(xiàn)象，直接影響著墻墩的使用壽命。

2.3 不能滿(mǎn)足主壩壩體的規(guī)范要求

（1） 主壩的殼體及心墻的填筑壓實(shí)度未達(dá)到規(guī)范要求。2009年，我國(guó)對(duì)庫(kù)區(qū)主壩進(jìn)行了實(shí)地勘察，希望能夠詳細(xì)的了解主壩壩體的填筑情況，在勘查過(guò)程中我們采取了鉆孔、探井以及物探等方式。得出的結(jié)論是主壩的平均壓實(shí)度為0.86，壩殼為0.91，兩項(xiàng)都未達(dá)到要求。

（2）近壩庫(kù)岸十分不穩(wěn)定。該水利工程近壩庫(kù)的邊坡采用的是花崗巖以及風(fēng)化土，土層的厚度通常大于5m，在風(fēng)化和水侵蝕的作用下坡度已經(jīng)大大下降了，對(duì)岸坡的穩(wěn)定性破壞極大。

3 除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)方案

3.1 大壩加固設(shè)計(jì)

為提高壩體、壩基防滲性能和降低壩體浸潤(rùn)線(xiàn)，沿大壩迎水面增設(shè)粘土防滲斜墻。新增粘土斜墻斷面可根據(jù)大壩滲流和穩(wěn)定試算結(jié)果并結(jié)合大壩壩頂結(jié)構(gòu)改造綜合擬定。斜墻外坡1∶2.75，內(nèi)坡為1∶2.3。在斜墻底部設(shè)置粘土截水齒槽，齒槽底寬3.0m，齒槽底高程213.20m，同時(shí)保證能嵌入強(qiáng)風(fēng)化下限0.5m，齒槽上、下游開(kāi)挖邊坡均為1∶1.0。上游坡壩坡表層松散土層呈階梯狀開(kāi)挖至密實(shí)土層，外坡按1∶2.75的坡度整坡，內(nèi)坡按1∶2.3控制，回填粘土，分層碾壓，粘土斜墻施工完驗(yàn)收合格后，再在坡面鋪設(shè)C15砼預(yù)制塊護(hù)坡，砼預(yù)制塊下鋪設(shè)0.15m厚砂礫石墊層，砼預(yù)制塊采用邊長(zhǎng)為0.3m的正六邊形，厚0.10m。下游坡按1∶2.2的坡度整坡后進(jìn)行草皮護(hù)坡，并結(jié)合綠化、美化要求進(jìn)行布置。壩頂路面采用泥結(jié)石路面，厚20cm，下鋪20cm厚砂墊層，壩頂面向下游傾斜，坡度為1%。由于原排水體在大壩下游整坡培厚時(shí)已經(jīng)被掩埋，排水反濾失效。需要加固設(shè)計(jì)拆除下游擋土墻，新建排水棱體，棱體頂寬1.5m，下游邊坡1∶1.5，上游邊坡1∶1.0，棱體設(shè)反濾層。

3.2 灌溉發(fā)電隧洞的建筑加固設(shè)計(jì)

洞壁剝落的混凝土受到環(huán)境的影響不同程度的破壞，而周?chē)艿绞杷?、侵蝕混凝土存在缺陷沒(méi)有得到徹底的清除，清理的過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)募哟?；?dāng)外露的鋼筋出現(xiàn)破損加大的實(shí)際情況時(shí)；外露鋼筋的銹蝕性比較嚴(yán)重，因此對(duì)鋼筋要進(jìn)行清除，對(duì)新的鋼筋進(jìn)行焊接補(bǔ)漏，同時(shí)，防銹處理那些銹蝕不嚴(yán)重的鋼筋；當(dāng)對(duì)混凝土的清理與銹蝕鋼筋進(jìn)行清理之后，用環(huán)氧砂漿進(jìn)行堅(jiān)固處理和找平；隧洞的出口銹蝕的襯砌鋼板處可采用粘貼環(huán)氧玻璃絲布的方法修補(bǔ)來(lái)進(jìn)行加固。

3.3 對(duì)水利工程的壩坡和壩基采用振沖法加固

在振沖加固設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分重視加固范圍的明確化，對(duì)上游振沖的影響因素主要體現(xiàn)在地震液化度以及施工過(guò)程中的水位上。在加固的深度方面，要和工程地質(zhì)勘察報(bào)告的要求相適應(yīng)，在對(duì)孔位的布置方面要注重。振沖孔的一般呈正方形布置，孔距先通過(guò)理論計(jì)算進(jìn)行確定，然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，確?？拙噙_(dá)到預(yù)期的加密效果。在具體振沖加固設(shè)計(jì)施工中，通過(guò)不加填料就地振密工藝的實(shí)施，在施工中如果出現(xiàn)了不易貫入的問(wèn)題，就要能充分重視對(duì)造孔的速度加快方法實(shí)施，這樣就能有助于施工的順利性。

3.4 土壩滲漏現(xiàn)象的治理措施

治理滲漏現(xiàn)象應(yīng)采取“上堵下排”的方式進(jìn)行治理，所謂“上堵”主要是采用拋土、粘土鋪蓋及粘土防滲墻的設(shè)置來(lái)進(jìn)行治理。對(duì)于已成型的土壩壩基出現(xiàn)滲漏，進(jìn)行水質(zhì)防滲的方法難度相對(duì)較大，特別是水層較深時(shí)，應(yīng)運(yùn)用粘土進(jìn)行鋪蓋，確保施工方便及防滲效果明顯。在對(duì)粘土防滲墻進(jìn)行設(shè)置時(shí)，堵截壩基滲漏的有效措施主要是在壩基不透水層上設(shè)置垂直的防滲墻。而“下排”主要是指通過(guò)挖導(dǎo)滲溝及導(dǎo)滲培厚的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)滲漏治理。當(dāng)壩體出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏，且散浸的面積較大，嚴(yán)重的對(duì)整個(gè)壩坡造成散浸時(shí)，可以看出浸潤(rùn)線(xiàn)溢出點(diǎn)較高，且土壩壩身單薄，通過(guò)采用導(dǎo)滲培厚的方式，主要是在壩坡進(jìn)行鋪貼砂殼的方式，再對(duì)壩身斷面進(jìn)行培厚，使其導(dǎo)滲效果得到增加，提升壩坡而定穩(wěn)定性，在加固的過(guò)程中采取何種治理措施的關(guān)鍵應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定。

4 結(jié)語(yǔ)

在水利工程建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到種種問(wèn)題，而邊坡穩(wěn)固和水利工程堤壩防滲加固就是其中的兩項(xiàng)重中之重的規(guī)劃，在對(duì)水利工程進(jìn)行建設(shè)和維護(hù)的過(guò)程中，堤壩的邊坡穩(wěn)固和防滲加固規(guī)劃一直是水利工程人員關(guān)注的主要規(guī)劃，在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中，這兩項(xiàng)規(guī)劃逐漸得到了很大的發(fā)展與改進(jìn)。為了水利工程建設(shè)的質(zhì)量和安全就必須把邊坡穩(wěn)固和水利工程堤壩防滲加固這兩項(xiàng)規(guī)劃措施普及。

參考文獻(xiàn)：

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（作者身份證號(hào)：王琳琳2102831991****4625

王興秋2114221990****4417）