祿勸雙華水庫(kù)土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)研究

楊洪衛(wèi)

摘要：土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)是當(dāng)前為了防止水庫(kù)發(fā)生漸變性損壞而采取的一種技術(shù)手段，本文結(jié)合祿勸雙華水庫(kù)的安全鑒定、出險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)情況，簡(jiǎn)要敘述該地區(qū)小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)的主要特點(diǎn)和除險(xiǎn)加固的采取的主要措施，為本地區(qū)今后的中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作提供一定程度的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：病險(xiǎn)水庫(kù);除險(xiǎn)加固;技術(shù)

引言

由于中國(guó)內(nèi)陸小面積水資源豐富，所以被評(píng)為世界上水壩修筑最多的國(guó)家，現(xiàn)存的水庫(kù)接近8.6萬(wàn)座，其中包括大型水庫(kù)400多座，中型水庫(kù)2700多座，小型水庫(kù)約為8.2萬(wàn)座，雖然中國(guó)境內(nèi)水壩數(shù)量眾多，但是水壩的質(zhì)量卻并不是世界上一流的，據(jù)調(diào)查證明，全國(guó)當(dāng)前有三萬(wàn)多座病險(xiǎn)水庫(kù)，其中中小型水庫(kù)占據(jù)百分之七十，從我國(guó)水庫(kù)工程建設(shè)初期開(kāi)始，我國(guó)對(duì)于水庫(kù)的安全性以及實(shí)用性技術(shù)應(yīng)用所投入的精力和資金較少，再加上工程后期的管理和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的渠道缺失，導(dǎo)致我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)數(shù)量急劇增多，安全問(wèn)題也隨之出現(xiàn)，所以，解決當(dāng)前病險(xiǎn)水庫(kù)是我國(guó)水利水電有關(guān)單位的主要任務(wù)之一。

一、工程概況

祿勸雙華水庫(kù)位于撒營(yíng)盤鎮(zhèn)招桂村委會(huì)王家村，建于1958年7月，該水庫(kù)的主要目的是農(nóng)田灌溉，但是由于水庫(kù)使用時(shí)間較長(zhǎng)，所處地理位置相對(duì)較差，加上年久失修，水庫(kù)的病險(xiǎn)情況非常嚴(yán)重，經(jīng)昆明市水利水電勘察設(shè)計(jì)院，對(duì)大壩進(jìn)行安全鑒定后，對(duì)工程除險(xiǎn)加固進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)。在2011年正式對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固工程，延長(zhǎng)其使用年限，減少水資源的浪費(fèi)，祿勸雙華水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程主要分為四個(gè)單位工程，23個(gè)分部工程，348個(gè)單元工程。該工程項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間約為18個(gè)月，資金消耗約為1600萬(wàn)。水庫(kù)總庫(kù)容2998萬(wàn)平方米，屬于中型蓄水工程水庫(kù)，承擔(dān)著下游團(tuán)街、茂山、屏山3個(gè)鎮(zhèn)共37053畝農(nóng)田的灌溉任務(wù)。

二、中小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)存在的問(wèn)題

（一）防洪標(biāo)準(zhǔn)低

防洪標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)水壩所要承受的來(lái)自上游的水壓力的大小來(lái)進(jìn)行規(guī)定的，防洪標(biāo)準(zhǔn)低是當(dāng)前造成中小型土石壩水庫(kù)病險(xiǎn)的主要原因，祿勸雙華水庫(kù)的建立時(shí)間是上個(gè)世紀(jì)50年代末期，在那個(gè)時(shí)期，不管是技術(shù)還是施工設(shè)備都相對(duì)落后，人們對(duì)于水壩修筑的安全性和實(shí)用性意識(shí)相對(duì)較差，各種關(guān)于施工地點(diǎn)水文資料和環(huán)境地質(zhì)資料短缺，根據(jù)現(xiàn)在的防洪標(biāo)準(zhǔn)對(duì)祿勸雙華水庫(kù)進(jìn)行技術(shù)性評(píng)定可以發(fā)現(xiàn)，該水庫(kù)在大壩整體高度和大壩抗洪防滲能力都有一定的缺失，急需有關(guān)部門對(duì)其進(jìn)行整治。

（二）水壩整體工程質(zhì)量出現(xiàn)老化問(wèn)題

由于祿勸雙華水庫(kù)土石壩修筑時(shí)間較早，加上長(zhǎng)年的和空氣接觸，導(dǎo)致大壩外圍組成材料風(fēng)化嚴(yán)重，大部分水庫(kù)在修筑工程中采用的設(shè)備和技術(shù)都不到位，施工質(zhì)量較差，再加上長(zhǎng)久的運(yùn)行，設(shè)施以及建筑物老化，給今后的水壩工作和水庫(kù)的安全性帶來(lái)隱患。

祿勸雙華水庫(kù)土石壩質(zhì)量老化問(wèn)題主要體現(xiàn)在大部分水壩表面斷裂不斷，縫隙層出不窮，壩體、壩坡的抗滑屬性較差，不能滿足水壩的穩(wěn)定性要求，導(dǎo)致壩體裂縫嚴(yán)重，在運(yùn)行中多地出現(xiàn)漏水和滲水的情況，久而久之，便失去了其應(yīng)用的作用;水壩排水設(shè)施失效，壩基滲透情況嚴(yán)重;建筑構(gòu)造老化，溢洪排水通道老化，輸水管道存在多方面滲漏，金屬結(jié)構(gòu)以及機(jī)電裝置腐蝕失效等。

三、中小型水壩出險(xiǎn)加固的主要技術(shù)研究

（一）水壩除險(xiǎn)加固主要措施

祿勸雙華水庫(kù)土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的標(biāo)準(zhǔn)主要是采用適當(dāng)?shù)姆绞郊哟笏畮?kù)的高度、增加水庫(kù)的蓄水能力和抗壓能力、加大水庫(kù)的防漏抗?jié)B能力、加大排水設(shè)備的排水量。

其中，在進(jìn)行水壩加高的設(shè)計(jì)中，盡量控制加高程度在一米的范圍之內(nèi)，最大不要超過(guò)三米，否則就要進(jìn)行水壩加寬，土方量增加過(guò)大會(huì)導(dǎo)致水壩在整體結(jié)構(gòu)上受到壓力過(guò)大，不利用長(zhǎng)久的投入使用。加大泄流量可以通過(guò)對(duì)泄洪通道進(jìn)行擴(kuò)寬或者加深來(lái)實(shí)現(xiàn)，祿勸雙華水庫(kù)的溢洪通道排泄能力較強(qiáng)，所以擴(kuò)寬或者加深泄洪通道對(duì)其排水情況作用不是很明顯，可以采用加大壩高，利用路緣石的防浪功能進(jìn)行水壩整體自然加高是最好的選擇。

針對(duì)類似于祿勸雙華水庫(kù)的中小型土石壩水庫(kù)均存在的防漏抗?jié)B能力不足的問(wèn)題，可以通過(guò)混凝土防滲墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行高壓噴射灌漿防滲。輸水管老化失效是當(dāng)前中小型土石壩水庫(kù)所面臨的主要病害問(wèn)題，一般可以采用補(bǔ)強(qiáng)加固、開(kāi)挖翻新或者更換輸水管的方式進(jìn)行檢修更替，避免出現(xiàn)更加嚴(yán)重的滲流現(xiàn)象。

（二）土石壩水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)施工方案

經(jīng)過(guò)調(diào)查和探索發(fā)現(xiàn)，祿勸雙華水庫(kù)所出現(xiàn)的主要問(wèn)題是由于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造帶的活動(dòng)導(dǎo)致的水庫(kù)整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，在加上水庫(kù)在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后，其整體結(jié)構(gòu)受到各種外界影響，內(nèi)部構(gòu)造發(fā)生了改變，在其外部墻體上出現(xiàn)了多出裂縫，整體壩高也受到了影響。根據(jù)此現(xiàn)象，我們列舉了如下幾個(gè)方案進(jìn)行水壩除險(xiǎn)加固技術(shù)研究。

方案一：加大壩高，增強(qiáng)水庫(kù)整體蓄水能力。

該方案采用的方法是加高祿勸雙華水庫(kù)高度約為0.75米，在維持當(dāng)前水庫(kù)抗洪能力的基礎(chǔ)上，不改編進(jìn)水槽的寬度，但對(duì)排水管道進(jìn)行加固和補(bǔ)縫工作，增加擋水墻的高度，并適當(dāng)?shù)脑黾优潘鄣膶挾龋淖兣潘鄣钠露?，?duì)排水槽進(jìn)行重新設(shè)計(jì)施工。

方案二：擴(kuò)寬溢洪通道，并加寬頂堰為實(shí)用堰，適當(dāng)?shù)脑黾铀畨握w高度。

該方案所采取的主要方法是增加整體壩高0.39米，擴(kuò)寬溢洪通道，同時(shí)對(duì)寬頂堰進(jìn)行改造成為實(shí)用堰，通過(guò)此來(lái)增加溢洪通道的排水能力，同時(shí)并擴(kuò)寬排水槽并延長(zhǎng)其長(zhǎng)度來(lái)使縱坡坡度減低。

方案三： 高壓噴射灌漿防滲墻施工技術(shù)。

首先，按照1：1的水灰比確定加水高度以及加灰量，并在攪拌機(jī)上做好相應(yīng)的標(biāo)記，配制漿液一定要嚴(yán)格的按照規(guī)定控制。在混凝土配制完成后，接下來(lái)就要進(jìn)行鉆孔工作，每隔是個(gè)鉆孔設(shè)置一個(gè)干鉆孔，取巖芯繪制柱狀圖，判斷土層、砂礫石層的厚度變化情況，為施工提供穩(wěn)定的工程和參數(shù)和設(shè)計(jì)依據(jù)，鉆孔完成后換上噴管下至設(shè)計(jì)高程，啟動(dòng)高壓泵、空壓機(jī)、泥漿泵來(lái)進(jìn)行空氣和水泥漿的旋噴利用，最后根據(jù)每個(gè)鉆孔的冒漿進(jìn)行回灌，直至孔口液面不再下降，對(duì)返出的液漿均采用挖坑掩埋的措施處理。

根據(jù)對(duì)以上三種方案的敘述，通過(guò)祿勸雙華水庫(kù)土石壩水庫(kù)施工條件以及周圍環(huán)境和工程量的比較，方案二在投資方面偏高，方案一和方案三在基金投入方面相差無(wú)幾，但方案一需要在水壩下游進(jìn)行填土工程，施工質(zhì)量不易得到保證，相比較而言，方案三投資少，且質(zhì)量程度較高，對(duì)環(huán)境影響較小，所以該過(guò)程推薦使用方案三。

結(jié)論

綜上所述，在進(jìn)行祿勸雙華水庫(kù)土石壩水庫(kù)施工技術(shù)研究方面仍然存在著一系列的問(wèn)題，本文章通過(guò)對(duì)祿勸雙華水庫(kù)土石壩水庫(kù)存在的病險(xiǎn)問(wèn)題和施工方案的選擇以及施工技術(shù)研究進(jìn)行簡(jiǎn)要的敘述，希望能對(duì)今后土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用和處理有一定的幫助作用。

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