試析水利水庫工程大壩的除險(xiǎn)加固

劉波

摘 要：在新常態(tài)經(jīng)濟(jì)背景下，水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，水庫建設(shè)改造項(xiàng)目越來越多，其中水庫大壩的加固建設(shè)成為建設(shè)的重點(diǎn)。在施工過程中，管理部門和施工技術(shù)人員要加強(qiáng)對施工過程的標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，在此基礎(chǔ)上全面實(shí)施安全管理，從整體上保證水利工程的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利水庫工程;大壩;除險(xiǎn)加固

一、水庫大壩安全運(yùn)行管理分析

1.強(qiáng)調(diào)安全運(yùn)行管理

水庫不僅具有農(nóng)田灌溉、農(nóng)田用水調(diào)節(jié)、城市居民供水、供電等功效，還能通過防汛、防洪預(yù)防自然災(zāi)害，保護(hù)生態(tài)平衡，因此，水庫在社會發(fā)展中維護(hù)社會和諧穩(wěn)定具有重要作用，所以，在水庫管理中要重視水庫大壩的安全運(yùn)行。

垮壩是水庫大壩安全運(yùn)行管理中較大可能出現(xiàn)且影響非常惡劣的安全事故，一旦水庫發(fā)生垮壩，將會對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、城市發(fā)展、生態(tài)發(fā)展、農(nóng)業(yè)發(fā)展造成無法挽回的重大損失，基于此，相關(guān)部門在進(jìn)行水庫大壩安全運(yùn)行管理時(shí)應(yīng)全面分析可能影響水庫發(fā)生垮壩現(xiàn)象的因素，并根據(jù)不同因素制定有針對性的預(yù)防措施，從而避免安全事故發(fā)生。

2.優(yōu)化安全運(yùn)行管理機(jī)制

隨著社會發(fā)展以及水庫運(yùn)行管理模式的改變，相關(guān)部門需要與時(shí)俱進(jìn)轉(zhuǎn)變管理觀念，提高水庫大壩安全運(yùn)行管理意識，從而優(yōu)化安全運(yùn)行管理機(jī)制促進(jìn)水庫大壩健康運(yùn)行，具體策略為：

第一，深入原管理機(jī)制明確目前水庫大壩安全運(yùn)行管理制度體系中的漏洞。

第二，根據(jù)漏洞有針對性地制定修補(bǔ)策略，從而使水庫大壩安全運(yùn)行管理機(jī)制更加系統(tǒng)、完整、詳細(xì)、規(guī)范。

第三，優(yōu)化水庫大壩安全運(yùn)行管理制度體系中的責(zé)任制度、績效制度，從而端正工作人員態(tài)度，提高工作質(zhì)量。

第四，相關(guān)部門需要根據(jù)自身職能特征科學(xué)、合理、個(gè)性化的制定符合部門有效發(fā)展的管理制度，從而使部門工作人員在工作時(shí)有規(guī)可依、有章可循。

第五，完善招聘機(jī)制，提高聘用標(biāo)準(zhǔn)，人力資源部門需要根據(jù)不同崗位所需要的專業(yè)技能，制定個(gè)性化招聘標(biāo)準(zhǔn)，從而為水庫引進(jìn)高學(xué)歷、高技能、高專業(yè)人才。

3.提高業(yè)務(wù)培訓(xùn)力度

水庫大壩安全運(yùn)行管理的主體為工作人員，因此，為進(jìn)一步提高水庫大壩安全運(yùn)行管理質(zhì)量，需要從工作人員專業(yè)程度層面出發(fā)，提高業(yè)務(wù)培訓(xùn)力度，從而在根源上加強(qiáng)水庫大壩安全運(yùn)行管理，具體策略為：

第1，聘請相關(guān)專家對水庫內(nèi)部工作人員進(jìn)行定期專業(yè)技能與理論知識培訓(xùn)，并要求講師將培訓(xùn)課堂與案例相結(jié)合，從而通過相關(guān)實(shí)際案例提升培訓(xùn)質(zhì)量，加強(qiáng)工作人員對相關(guān)理論技能知識的理解與實(shí)際運(yùn)用。

第2，舉辦結(jié)業(yè)考試，并將結(jié)業(yè)成績與績效薪酬相掛鉤，一旦有參加培訓(xùn)的工作人員在結(jié)業(yè)考試中成績不合格，將對其進(jìn)行停職與薪酬處罰，直至其結(jié)業(yè)考試成績合格才能回歸崗位開展相應(yīng)工作。

通過提高業(yè)務(wù)培訓(xùn)力度策略可以有效提高水庫工作人員的綜合業(yè)務(wù)實(shí)力，促使其在實(shí)際工作中，在面對任何水庫大壩安全運(yùn)行管理問題時(shí)都具有較好的問題解決處理能力。

二、加強(qiáng)水庫大壩除險(xiǎn)加固管理的措施

1.壩坡和壩頂除險(xiǎn)加固

就某水庫目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，壩頂寬度已經(jīng)無法滿足規(guī)范要求，受上游水流的長期沖刷，壩坡穩(wěn)定性越來越差，為保證壩坡穩(wěn)定性，不但需要進(jìn)行防滲處理，還要適當(dāng)增加壩頂?shù)膶挾?，對壩坡進(jìn)行整改，適當(dāng)放緩邊坡，壩頂高程統(tǒng)一到100.33m，壩頂寬度增加到5.0m，上游壩坡放緩到1∶2.7，下游壩坡放緩到1∶2.5。為降低雨水和風(fēng)浪對壩身造成的沖擊，下游坡可采取草坡護(hù)坡，上游坡通過預(yù)制混凝土護(hù)坡，護(hù)坡厚度控制在10cm以上。

為滿足防洪的要求，某水庫壩頂高程為100.33m，在壩頂除險(xiǎn)加固中，需要結(jié)合某水庫的實(shí)際運(yùn)行情況，在壩頂設(shè)置30cm厚C20混凝土路面，然后再結(jié)合上游壩護(hù)坡，對路面適當(dāng)擴(kuò)寬處理，處理后路面寬度不應(yīng)小于5.0m。下游壩坡面與兩壩肩交線處及下游坡腳均設(shè)排水溝，排水溝斷面尺寸為0.3m×0.3m。排水溝采用漿砌石結(jié)構(gòu)。

2.大壩防滲除險(xiǎn)加固施工

某水庫大壩填土目前呈疏松狀，滲透系數(shù)超過1.0×10-5cm/s，嚴(yán)重超過了規(guī)定要求，存在嚴(yán)重的滲漏破壞隱患，為解決滲流安全問題，需要對大壩進(jìn)行截滲和加固反濾聯(lián)合施工除險(xiǎn)加固方法，從而最大限度上保證大壩的安全性。在大壩防滲除險(xiǎn)加固中，擬定了4種施工方案進(jìn)行比選。加設(shè)斜墻加固方案：主要在大壩上游面新設(shè)粘土斜墻，沿著底部開挖截水槽。混凝土心墻加固方案：技術(shù)比較成熟，具有安全、直觀、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但本工程處于山區(qū)，施工材料運(yùn)輸成本較大，采用此種方法成本較高，不易采用。高噴心墻加固方案：需要在大壩軸線上布設(shè)一排柱灌漿孔，孔距控制在0.8m之間，噴漿材料普通硅酸鹽水泥，加入適量為水泥重量5%的膨潤土，水膠比控制為1∶1。壩體內(nèi)部采用純水泥漿液灌注，水灰比控制為0.8∶1?；鶐r內(nèi)部提升速度為10cm/min，壩體內(nèi)部提升速度為13～14cm/min，孔斜率控制在1%以下，對施工要求比較高，造價(jià)也高，不適合本工程大壩除險(xiǎn)加固。套井沖抓回填粘土心墻施工方案：可既能滿足本工程除險(xiǎn)加固的要求，而且成本適中，可用于本工程。

具體施工中，采用單排布孔，在壩軸線或壩軸線上游側(cè)按主、套孔相間布置，一主一套相交連接成墻。先打主孔①、③號，回填后再打套孔②號，回填后再打⑤號孔，回填后再打④號孔，以此順序，進(jìn)行打孔、回填。套孔即雙號孔為整圓，主孔即單號孔被套孔切割，呈對稱蝕圓。單排布孔的防滲效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可打雙排孔或三排孔，見圖1。

鉆孔排數(shù)可按照土壩所需的防滲有效厚度T來確定，具體計(jì)算公式如下：

式中T—防滲墻的有效厚度，m;

H—作用于防滲墻體上是設(shè)計(jì)水頭，本工程為14.2m;

J允許—填土允許滲透比降，良好壓實(shí)的填土，輕壤土允許滲透比降在3～4之間，壤土允許滲透比降在4～6之間，粘土允許滲透比降在5～10之間，本工程選擇允許滲透比降選擇6。通過計(jì)算可知，本工程大壩防滲除險(xiǎn)加固防滲的有效厚度應(yīng)為2.37m，孔距、排距、防滲墻的有效厚度標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

防滲墻回填土可選擇粘性土料，通常情況下，粘粒含量要控制在35%～50%之間，滲透系數(shù)要小于1×10-5cm/s，并且有較好的塑性和滲透穩(wěn)定性，含水量控制在20%～30%左右，塑限附近為宜。

套孔沖抓粘土防滲墻施工前，需要先對壩頂進(jìn)行清理平整處理，然后按照設(shè)計(jì)進(jìn)行放樣測量，確定好每個(gè)鉆孔的位置。本工程壩頂寬度為5.0m，則布孔中心線距壩坡不應(yīng)小于2.0m，選擇SJ2-95型沖抓鉆和8JZ-95型自動推卸沖抓式鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔要保證平整垂直。本方案沖抓鉆造孔及回填粘土6270m。此種壩體防滲加固施工方法，可有效提升大壩的防滲效果，且施工成本低，但容易受氣候影響，在陰雨天不易施工，套孔沖抓粘土防滲墻處理最大深度至壩基巖表層以下0.5m，滿足本工程除險(xiǎn)加固的要求。

3.溢洪道除險(xiǎn)加固

本工程溢洪堰為典型的寬頂堰，堰頂高程為97.8m，長為4.0m，厚度為5.7m，采用C25混凝土施工而成，溢洪道的基礎(chǔ)強(qiáng)至中風(fēng)化花崗巖，堰體和邊墻都由C25混凝土施工。擋墻厚度為0.5m，邊墻高度在1.36～1.0m之間。在擋墻施工中，每隔一段距離設(shè)置1道沉降伸縮縫，寬度為2.0cm，并在縫內(nèi)設(shè)置止水，擋土墻上布置排水孔，以保證兩側(cè)山體流水能夠順利排出。一級陡槽底坡坡度為0.23，其底板厚度計(jì)算公式為：

式中a—和地基條件相關(guān)的系數(shù)，本工程取1.3;

V—陡槽的平均流速，m3/s;

h1=0.9m，h2=0.7m。

泄槽段計(jì)算板厚T1=0.37m，取T1=0.4m。鼻坎段板厚0.4m。通過抗滑穩(wěn)定校核，陡槽底板厚度合適，底板配置φ10@20的構(gòu)造鋼筋。底板分縫為瀝清砂板填縫，下設(shè)砂礫石排水溝。底板下設(shè)縱、橫向排水系統(tǒng)，以降低揚(yáng)壓力。

結(jié)束語：

在水庫大壩施工中想要從整體上保障施工安全性，要結(jié)合工程實(shí)際需求，從現(xiàn)階段施工問題出發(fā)，通過全面構(gòu)建安全監(jiān)控系統(tǒng)，通過強(qiáng)化施工設(shè)備保養(yǎng)、及時(shí)清除水庫淤泥、強(qiáng)化施工技術(shù)管理等步驟，從整體上降低施工安全幾率，在保障施工質(zhì)量的同時(shí)，提高工程安全性、可靠性。

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