中小型水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)的處理措施

江 波

信陽市鲇魚山水庫管理局，河南 信陽 465350

水庫大壩作為一種特殊建筑物，其特殊性具體展現(xiàn)在以下方面。首先，投資高、效益高，但是面臨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)損失，一旦出現(xiàn)問題，就很可能會威脅到人民群眾的生命安全，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。其次，邊界以及結(jié)構(gòu)條件、周邊環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造等因素都非常復(fù)雜和重要。最后，在進(jìn)行水庫大壩設(shè)計(jì)及施工的過程中，因?yàn)樗婕暗乃摹⒌刭|(zhì)、工序等內(nèi)容非常復(fù)雜，所以很大程度上依賴于施工經(jīng)驗(yàn)，具備較強(qiáng)的不確定性。為此，文章以防滲加固相關(guān)措施為分析角度，介紹了幾種不同的加固防滲工藝，以其最新的發(fā)展動態(tài)為研究對象，尋找水利工程施工設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)中存在的問題的解決措施。

1 中小型水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)的意義

中小型水庫是水利工程建筑物中較為普遍的建筑，構(gòu)建中小型水庫一般是為了調(diào)節(jié)水流和攔洪蓄水，進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖、水力發(fā)電，提供灌溉農(nóng)業(yè)用水、居民生活用水等，促進(jìn)當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由于我國地域遼闊，河流分支較多，中小型水庫的建設(shè)數(shù)量也較多，但大部分水庫的修建時間都是中華人民共和國成立初期，時間較早，技術(shù)水平、施工工藝、應(yīng)用材料等水平有限，且在水庫設(shè)計(jì)工程質(zhì)量方面的標(biāo)準(zhǔn)并沒有達(dá)到如今的水平，為此產(chǎn)生了不少有質(zhì)量安全隱患的病險(xiǎn)庫。同時，多年的風(fēng)吹雨打和地質(zhì)災(zāi)害也對水庫造成了不同程度的損壞，使部分水庫大壩的正常功效難以發(fā)揮，水庫大壩滲流現(xiàn)象以及大壩主體穩(wěn)固性差的問題較為嚴(yán)重，在一定程度上威脅了水庫的安全，增加了發(fā)生險(xiǎn)情的概率。

在進(jìn)行水利工程建設(shè)施工時，應(yīng)重視對原有水庫大壩的修建工作，將水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲工作處理好，尤其是建設(shè)年代久遠(yuǎn)的中小型水庫大壩。在除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)以中小型水庫大壩的特點(diǎn)以及當(dāng)?shù)毓┧闆r為出發(fā)點(diǎn)，查找出現(xiàn)險(xiǎn)情的安全隱患及故障的原因，有針對性地進(jìn)行整治活動，保證水庫大壩的基礎(chǔ)功能，提升水庫大壩的安全性能，強(qiáng)化相關(guān)水利工程的實(shí)用性，使其更好地為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。因此，有必要加強(qiáng)中小型水庫大壩的除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)。

2 中小型水庫大壩除險(xiǎn)加固措施

2.1 加固輸水洞

除險(xiǎn)加固的一項(xiàng)重要內(nèi)容即輸水洞的加固，部分水庫輸水涵洞存在斷裂、氣蝕、堵塞等病害，影響蓄水，危及安全。輸水涵洞除險(xiǎn)加固處理方案如下。

（1）放棄和堵塞涵洞，破壩重新埋設(shè)新涵管。這種方法技術(shù)成熟，易操作，但是工程量大、造價高、工期長，對原壩體的破壞性較大，而且會對大壩正常蓄水和大壩安全性造成影響。

（2）放棄和堵塞原涵洞，改用虹吸管或鋼管。該方法對虹吸管的真空值和安裝高度有一定要求，要求管道密封性能好，且需要開挖和填防，并將原涵管洞作封堵處理，避免今后管理運(yùn)作出現(xiàn)問題。

（3）采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約投資、施工簡便、操作簡單，但缺點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度低，在涵洞改造中，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性難以達(dá)標(biāo)，治標(biāo)不治本，難以徹底解決問題。

（4）采用頂管法施工。該方法是使用最早的一種非開挖施工方法，起源于美國，是繼盾構(gòu)法之后發(fā)展起來的一種暗挖式地下管道施工方法，具有工程量較小、造價適中、工期短、工藝先進(jìn)、施工安全、設(shè)備簡單、對原壩體的破壞較小等優(yōu)點(diǎn)，可以從根本上解決問題。對比其他施工方式，頂管法施工的性價比較高。

2.2 處理排水棱體

如果水庫大壩出現(xiàn)排水棱體無法流暢排水的現(xiàn)象，通常情況下應(yīng)避免進(jìn)行翻修開發(fā)，以免因?yàn)槭┕な勾髩萎a(chǎn)生新險(xiǎn)情。為此，可以通過在下游坡構(gòu)建導(dǎo)滲井的方式，把滲水排入石棱體，從而將垂直導(dǎo)滲井作為導(dǎo)滲砂井。針對那些不具備排水棱體的項(xiàng)目，可以采用毛細(xì)透排水帶處理。

2.3 處理滑坡

對于可能影響中小型水庫大壩安全狀況的山體滑坡現(xiàn)象必須加以處理。為此，技術(shù)人員可以通過相應(yīng)地質(zhì)檢測操作，對滑坡產(chǎn)生的原因、形成的規(guī)模以及影響的范圍、滑床面的巖土物理參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行界定和明確。針對滑坡體可以進(jìn)行綜合處理，通過節(jié)水、壓腳、排水以及削坡減載的方式來加固滑坡，提升其穩(wěn)定性。在這個過程中，應(yīng)當(dāng)注意區(qū)分滑坡和山坡局部坍塌，如果只是出現(xiàn)山坡局部坍塌，那么只需要清除不穩(wěn)定巖體，再用掛網(wǎng)噴錨的方式即可。

2.4 除險(xiǎn)加固溢洪道

技術(shù)人員可以在水面計(jì)算以及復(fù)核泄洪能力方面做好工作，計(jì)算消能防沖，從而確定合理的效能方法，并且應(yīng)當(dāng)復(fù)核泄槽板底、控制地段和邊墻的結(jié)構(gòu)，以中小型水庫大壩的實(shí)際地形狀況以及相應(yīng)數(shù)據(jù)的復(fù)核結(jié)果為依據(jù)，制訂合理的除險(xiǎn)加固計(jì)劃。如果溢洪道部位的破壞并非十分嚴(yán)重，可以通過局部修整完成除險(xiǎn)加固工作。

3 中小型水庫大壩防滲措施

3.1 混凝土防滲墻

（1）塌孔預(yù)防。為了及時預(yù)防槽孔崩塌，在施工現(xiàn)場應(yīng)當(dāng)及時準(zhǔn)備相應(yīng)材料，如水泥與黏土，以堵漏塌孔。產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象的原因較多，如提鉆過程中碰撞孔壁等，因此操作人員必須實(shí)時關(guān)注槽孔漿面的變化情況，一旦出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時處理。

（2）墻體斷層預(yù)防。在澆筑槽孔的過程中，要求技術(shù)人員測量記錄硁面深度，導(dǎo)管埋深應(yīng)當(dāng)按照要求進(jìn)行，避免導(dǎo)管脫離硁面。

（3）導(dǎo)管堵管預(yù)防。在埋設(shè)導(dǎo)管時，應(yīng)仔細(xì)檢查導(dǎo)管質(zhì)量。在混凝土灌注過程中，采用導(dǎo)管法，如果預(yù)防措施不到位，可能會導(dǎo)致出現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水、塞管等問題。

（4）完善清孔驗(yàn)收工作。其主要包括孔內(nèi)泥漿性能、孔底淤積厚度、接頭刷洗質(zhì)量、導(dǎo)管間距、終澆高程等內(nèi)容。

隨著水電工程建設(shè)的快速發(fā)展，混凝土防滲墻因施工簡便、結(jié)構(gòu)可靠、防滲效果良好、造價較低等優(yōu)點(diǎn)，成為水利工程覆蓋層防滲處理的首選。

3.2 高壓噴射灌漿

在對中小型水庫進(jìn)行防滲處理的過程中，高壓噴射灌漿防滲設(shè)計(jì)依靠裝置所具有的高壓特點(diǎn)，使?jié){液可以注入大壩地基內(nèi)的孔隙，并且通過射流的攪拌、切削，地基和漿液之間會形成類似整體的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，從而完成整個水庫大壩地基改造的過程，增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性以及增大地基密度，提升水庫大壩的防滲性能。高壓噴射灌漿防滲設(shè)計(jì)具備施工任務(wù)量較小、作業(yè)難度較小等優(yōu)勢，還可以避免對水庫大壩的地基地面產(chǎn)生不必要的損害，應(yīng)用提前準(zhǔn)備好的套管，能夠讓水庫大壩的防滲處理過程更加迅速、高效，同時其穩(wěn)定性和可靠性都具有一定程度的保障。但是，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)所需耗費(fèi)的資金較多，與其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益之間存在一定矛盾，單純從實(shí)際經(jīng)濟(jì)狀況出發(fā)，高壓噴射灌漿防滲設(shè)計(jì)并不是水庫大壩防滲最為理想的處理方式。

3.3 復(fù)合土工膜

復(fù)合土工膜是用土工織物與土工膜復(fù)合而成的不透水材料，主要用于防滲。復(fù)合土工膜分為一布一膜和兩布一膜，其抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學(xué)性能指標(biāo)高。因?yàn)槠溥x用高分子材料且生產(chǎn)工藝中添加了防老化劑，所以可在非常規(guī)溫度環(huán)境下使用，在進(jìn)行實(shí)際操作施工前的準(zhǔn)備工作中起到了至關(guān)重要的作用，需要先在大壩地基平面進(jìn)行處理壓實(shí)，確保地面平整穩(wěn)定，再使用復(fù)合土工膜進(jìn)行鋪設(shè)。與此同時，砂墊層和混凝土也可以應(yīng)用，讓復(fù)合土工膜鋪設(shè)在砂墊層以及混凝土下方，從而創(chuàng)建更加合理完備的防滲體系，達(dá)到在整體上改善大壩防滲性能的目的。需注意的是，在選擇復(fù)合人工膜時，應(yīng)當(dāng)選擇有較大寬度以及沒有褶皺和裂縫的材料，以提升工程整體防滲性能。

4 結(jié)束語

水利工程是促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的公共工程，關(guān)乎國計(jì)民生，如最基本的水力發(fā)電、農(nóng)田相關(guān)灌溉問題、避免洪水災(zāi)害等，可在一定程度上促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此做好對中小型水庫大壩的除險(xiǎn)加固防滲工作十分重要，這不僅是提升水利基本功能的相應(yīng)前提條件，也是建設(shè)中小型水利項(xiàng)目的保障。為此，相關(guān)工作人員必須重視除險(xiǎn)加固防滲工作，力求將工作落實(shí)到位，促進(jìn)水利工程建設(shè)整體質(zhì)量的提高。