水庫(kù)除險(xiǎn)加固防滲處理方案分析

林佳卡

舟山市普陀區(qū)桃花鎮(zhèn)人民政府 316121

摘要：水庫(kù)作為蓄水防洪項(xiàng)目，能夠?yàn)槿藗兊纳顜?lái)非常大的方便，其建設(shè)與維護(hù)不但關(guān)系著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更關(guān)系著社會(huì)的固定與發(fā)展。在這樣的背景下，中國(guó)的水利項(xiàng)目數(shù)目持續(xù)增加，變成國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建筑的關(guān)鍵構(gòu)成部分。水庫(kù)能夠起到防洪、蓄水灌溉、供水、發(fā)電等功能，對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著不能疏忽的位置，所以，把水庫(kù)的除險(xiǎn)加固做好，是特別關(guān)鍵的。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)加固；滲漏；混凝土；施工

1、工程概況

某水庫(kù)是一項(xiàng)綜合運(yùn)用的水利項(xiàng)目，以農(nóng)業(yè)供水為主的水庫(kù)，同時(shí)兼顧防洪、城市供水、發(fā)電等。水庫(kù)于1968年動(dòng)工修建，1972年基本建成，為65m的壩高。1993水庫(kù)實(shí)施擴(kuò)建配套項(xiàng)目設(shè)計(jì)，水庫(kù)加高8m的主壩。主壩現(xiàn)狀最大壩高73m，為均質(zhì)土壩，為1783.63m的壩頂高程，為7491萬(wàn)m3的總庫(kù)容。

2、壩體滲漏原因分析

2.1壩體心墻滲漏問(wèn)題

為粘土心墻壩的大壩，心墻巖性關(guān)鍵為壤土，為19.0%～22.9%的粘粒含量，為1.48～1.66 g/cm3的干密度。心墻壤土層在1.6×10-7～4.1×10-4cm/s之間的滲透系數(shù)試驗(yàn)值，為8.0×10-5cm/s的平均值，很多是屬于弱透水層。但勘察發(fā)覺(jué)心墻土質(zhì)不平均，中間多夾含壤土碎石層或壤土中含碎石，以斑巖為主的碎石成分，巖石強(qiáng)度相對(duì)低。心墻鉆孔在鉆進(jìn)經(jīng)過(guò)中，遇含壤土碎石后，漏水嚴(yán)重的鉆孔，用60 L/min的泵量向鉆孔注水，孔口常常不返水。

2.2壩基滲漏問(wèn)題

坐落在含壤土碎石層上的壩基，這層在心墻以下為7.3 m的厚度，為7×10-2cm/s的滲透系數(shù)建議值，具有強(qiáng)透水性。在勘察經(jīng)過(guò)中沒(méi)有發(fā)覺(jué)原設(shè)計(jì)中的壩基混凝土防滲齒槽，所以判斷壩基存在滲漏的可能。

2.3左壩肩繞壩滲漏問(wèn)題

左壩肩山體巖性為安山巖，巖體呈強(qiáng)一弱風(fēng)化狀，為1.5 m的強(qiáng)風(fēng)化厚度，其上掩蓋約0.5m厚的含壤土碎石。左壩頭四周出露巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，關(guān)鍵節(jié)理面走向幾乎垂直于壩軸線，產(chǎn)生貫通上下游的滲漏通道。依據(jù)鉆孔資料分析，高程91.8 m以上弱風(fēng)化巖體相對(duì)大的透水率，為30.7～43.4 Lu的試驗(yàn)值，為中等透水性，繞壩滲漏問(wèn)題存在。

3、防滲處理方案選擇

依據(jù)水庫(kù)存在的滲漏問(wèn)題，結(jié)合之前多次加固解決方案和執(zhí)行效果，這次防滲解決方案的對(duì)比選擇為：（1）帷幕灌漿；（2）防滲墻加帷幕灌漿；方案（1）使用壩體內(nèi)粘土充填灌漿、壩基和兩岸水泥漿帷幕灌漿的防滲解決形式，灌漿使用雙排孔，均為1.5m的孔排距；方案（2）壩體和接觸帶使用防滲墻、壩基和兩岸使用帷幕灌漿的防滲解決形式，防滲墻使用C15混凝土，為0.8m的墻厚，帷幕灌漿使用單排孔，使用1.5m、2.0m 2種孔距。依據(jù)2種防滲方案對(duì)比，2種防滲解決措施項(xiàng)目投資上帷幕灌漿方案略勝防滲墻方案，而且防滲墻方案施工工藝繁雜，難度大的施工。但從項(xiàng)目解決方法效果看，本項(xiàng)目在之前多次除險(xiǎn)加固經(jīng)過(guò)中都對(duì)壩體和兩岸做過(guò)帷幕灌漿，但不甚理想的結(jié)果，對(duì)壩體和后壩坡的滲漏沒(méi)有顯著的改善，而且從項(xiàng)目解決措施的透徹性、耐久性看，使用防滲墻解決其可靠性、耐久性都勝于簡(jiǎn)單做帷幕灌漿的解決方案。所以，為提升防滲效果，讓水庫(kù)的滲漏減少，確保水庫(kù)的長(zhǎng)久正常安全運(yùn)行，推薦使用防滲墻加帷幕灌漿的防滲解決方案。

4、水庫(kù)防滲處理技術(shù)

4.1 混凝土防滲墻

一整套混凝土防滲墻施工技術(shù)和工藝是中國(guó)于1958年開始研究出的，在各種繁雜的地層中，像純砂層、淤泥層、密集孤石層、水下拋填沒(méi)有通過(guò)壓實(shí)的砂礫石層，都順利地建成了混凝土防滲墻。針對(duì)大壩幾年病險(xiǎn)嚴(yán)重、重復(fù)除險(xiǎn)滲漏問(wèn)題始終不能獲得有效處理、超過(guò)15米的壩高、大壩及地質(zhì)狀況相對(duì)繁雜的情況，實(shí)施一次透徹的防滲處理。其關(guān)鍵工序?yàn)椋涸炜?、清孔換漿、終孔和清孔驗(yàn)收、泥漿下混凝土澆筑、全墻質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收、解決和壩內(nèi)防滲體的連接。造孔作業(yè)累計(jì)耗用工時(shí)為60%以上的約占防滲墻總工期，所以縮短防滲墻總工期的重點(diǎn)之一是造孔機(jī)械的選型。防滲墻混凝土通常具備合理的強(qiáng)度、相對(duì)高的抗?jié)B標(biāo)號(hào)、相對(duì)低的彈性模量，所以混凝土拌和料也要有優(yōu)良的和易性和相對(duì)高的坍落度，防滲墻施工技術(shù)中的難點(diǎn)是靠近的墻段中間或樁柱中間的連接工藝。項(xiàng)目實(shí)踐說(shuō)明，接縫質(zhì)量不良常會(huì)變成壩基中的隱患。這措施技術(shù)性相對(duì)強(qiáng)，一定要嚴(yán)格的操作監(jiān)管隊(duì)伍，一刻都不可以松懈，才可以產(chǎn)生有效連續(xù)防滲體，完成防滲目的。

4.2帷幕灌漿

大壩地基防滲處理關(guān)鍵使用帷幕灌漿，在大壩的巖石或砂礫石地基中經(jīng)過(guò)灌注純水泥漿產(chǎn)生防滲帷幕，和壩體連接的帷幕頂部，底部深入比較不通水巖層的必然深度，地基中水的滲透要阻止或減少。依照帷幕灌漿分為兩孔帷幕與多孔帷幕的灌漿孔排數(shù)，深入比較不透水層的稱封閉式帷幕，不深入的稱懸掛式帷幕。影響灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵原因是水泥漿液的配合比和濃度變換，水泥漿液使用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1（或0.5：1）6個(gè)等級(jí)的水灰比，灌漿所用不能小于425號(hào)的水泥規(guī)格，能夠使用525號(hào)硅酸鹽水泥或超細(xì)水泥，在水泥的存放中要關(guān)注確保水泥的干燥與性質(zhì)的固定。開灌時(shí)能使用5：1的水灰比，漿液的變換一般依照由稀漸漸變濃的形式實(shí)施，把流動(dòng)性好的稀漿灌入更小的細(xì)縫中是其目的，灌漿區(qū)域盡量擴(kuò)大。

5、定向爆破堆石壩的具體除險(xiǎn)加固處理方案

定向爆破是相對(duì)有難度的一種加固處理方案，不管用怎樣的方式實(shí)施滲透解決都不容易。比如：假如用防滲墻、充填灌漿、旋噴等形式，屬于內(nèi)部防滲形式，造孔相對(duì)困難，并且會(huì)損耗非常多的材料；假如從外部解決，就會(huì)用斜墻、面板或者是土工膜等形式，但是這種形式基本部分的清基與排水等是相對(duì)難解決的。為了防止沉降變形而造成防滲體拉裂破壞，必須要在沉降固定后才可以實(shí)施定向爆破。需要經(jīng)歷非常長(zhǎng)的時(shí)間的沉降變形，也不是很容易就會(huì)出現(xiàn)的。在對(duì)防滲方案實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí)，最先要評(píng)估一下經(jīng)濟(jì)與施工是不是可行。經(jīng)濟(jì)方面，通常山區(qū)枯水季節(jié)的水庫(kù)會(huì)使用外部防滲，最好的防滲方案是土工膜防滲與土斜墻防滲技術(shù)。爆破堆石壩一般以土石壩為規(guī)范設(shè)計(jì)，對(duì)于坡面相對(duì)大，坡度相對(duì)緩的上游坡面，假如還用混凝土面板防滲，還需要墊層、回填過(guò)渡料、架設(shè)鋼筋等一連串繁雜的工序，升施工的工程量增加了，也會(huì)增加花費(fèi)的成本，還要用非常多的時(shí)間實(shí)施灌漿，這些工序會(huì)使項(xiàng)目的進(jìn)度延緩，對(duì)防汛工作的迅速展開不利。在這個(gè)防滲方案中，又一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)與施工步驟就是清基。特別是混凝土面板的防滲，對(duì)于清基的要求特別高，一般都會(huì)需求清到弱風(fēng)化建基面，而粘土防滲的要求就相對(duì)低，但是要思考粘土防滲要在必然的適當(dāng)區(qū)域內(nèi)擴(kuò)大清基的面積合理的實(shí)施水平防滲的鋪蓋，這樣才可以使?jié)B徑延長(zhǎng)，而且減小水力的坡降。防滲鋪蓋的厚度與寬度要依據(jù)壩前最大水頭來(lái)設(shè)計(jì)，有資料能夠分析，這個(gè)寬度一般控制在50米到100米之間，最好超過(guò)5米的厚度。

6、結(jié)語(yǔ)：

在科技日新月異的目前，防滲加固技術(shù)也隨之持續(xù)發(fā)展革新。筆者堅(jiān)信各類不一樣的防滲加固技術(shù)與方法必然會(huì)持續(xù)獲得新的成績(jī)與突破，讓水庫(kù)的防滲項(xiàng)目可以更易展開與施工。對(duì)于水利部門與水庫(kù)管理單位來(lái)說(shuō)，要聯(lián)合水庫(kù)的現(xiàn)實(shí)狀況，從適用性、經(jīng)濟(jì)性等方面實(shí)施綜合思考，選擇適當(dāng)有效的防滲處理方案，以保證水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目的成功完成。

參考文獻(xiàn)：

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