小型水庫大壩除險加固及灌漿

湯永權(quán)

（印江土家族苗族自治縣朝陽水庫管理所 555200）

小型水庫大壩除險加固及灌漿

湯永權(quán)

（印江土家族苗族自治縣朝陽水庫管理所 555200）

為了貫徹可持續(xù)發(fā)展觀，對水利工程實施優(yōu)化改造是不可缺少的，關(guān)系著區(qū)域水資源調(diào)度與發(fā)展水平。水庫是水利系統(tǒng)主要構(gòu)成部分，強化水庫大壩除險加固力度是發(fā)展之趨勢。本文結(jié)合某水庫工程案例，對大壩出現(xiàn)加固施工要點進(jìn)行分析，提出灌漿法在水庫大壩加固施工中的應(yīng)用。

水庫；大壩；除險；灌漿施工

水庫大壩除險加固是保障水利安全的基礎(chǔ)，從壩體結(jié)構(gòu)實施優(yōu)化改造可保障區(qū)域供水安全系數(shù)，為水庫資源調(diào)配提供科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。基于科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，水利部門要對水庫項目擬定針對性的施工管理決策，從而維持大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。

1 工程概述

本次水庫樞紐主要建筑物由大壩、輸水涵洞、溢洪道組成，大壩壩型為均質(zhì)土壩，最大壩高17.5m，壩頂長250m，壩頂寬4m，壩頂高程1147.5m。由于工程存在以上病險，水庫長期帶病控制蓄水運行，水庫一旦潰壩，將沖毀下游曼洪村及3000余畝耕地，威脅下游約1200人的生命財產(chǎn)安全，嚴(yán)重影響下游普文至勐旺公路的正常運行。因此，為滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的需要，并保證下游防洪安全，對水庫除險加固刻不容緩。

2 大壩除險加固施工要點

大壩工程主要包括對混凝土防滲墻，對上、下游進(jìn)行壩坡修整，下游新建排水棱體，恢復(fù)壩頂高度，修建混凝土路面以及觀測設(shè)施等項目。

2.1 混凝土防滲墻施工

由于現(xiàn)狀壩頂較窄，不滿足混凝土防滲墻施工平臺寬度要求，可采用土工膜防滲墻技術(shù)，如圖1。將壩頂開挖至1146.34m高程，形成寬約9.5m的施工平臺，混凝土防滲墻布置在原壩軸線上，防滲墻厚度40cm。施工順序為：導(dǎo)向槽開挖-導(dǎo)墻澆筑-造槽-混凝土澆筑-接頭造孔-混凝土澆筑-鉆孔取心檢查。導(dǎo)墻澆筑采用0.4m攪拌機拌制混凝土，膠輪車運輸，插入式振搗器振搗施工。造槽采用沖擊鉆造槽，泥漿固壁，泥漿由2m臥龍式泥漿攪拌機拌制，施工現(xiàn)場設(shè)泥漿沉淀池，廢棄物經(jīng)處理后，排至指定地點。

圖1 土工膜防滲墻

2.2 上、下游壩坡及壩頂施工

壩軸線保持原壩軸線不變，上游壩坡清挖削坡：第一級坡比為1：2.5，第二級坡比為1：6.5，在高程為1140.00m處設(shè)寬為4.0m的戧臺。下游壩坡清挖削坡：第一級坡比為1：2.2，第二級坡比為1：3.5，在高程為1140.00m處設(shè)寬為2.0m的戧臺。料場采用2.0EMBEDEquation.3挖掘機裝，10t自卸汽車運至填筑面，采用YZJ12型振動碾碾壓，狹窄邊角地帶蛙式夯碾壓?；炷潦蠅闻_階和壩頂混凝土路緣石及路面施工可同步進(jìn)行。

2.3 原輸水涵洞封堵施工

大壩原輸水隧涵洞進(jìn)口高程1135.6m，全長85m，原設(shè)計最大過流量0.75m/s。輸水隧洞施工期間，原輸水涵洞作為施工導(dǎo)流通道，滿足下游供水和泄洪，輸水隧洞建成后，需將涵洞封堵。進(jìn)口設(shè)臨時圍堰采用粘土編織袋人工砌筑。然后拆除出口段閘閥、啟閉房及閘基段，進(jìn)、出口均采用混凝土塞封堵，個澆筑10m長C15混凝土堵體，封堵前預(yù)埋通氣管和送漿管?；炷练舛峦戤吅?，用100/15型灌漿泵進(jìn)行洞身充填M10砂漿，直到填滿為止。

3 小型水庫大壩灌漿施工工藝流程

3.1 施工勘測

根據(jù)地勘資料，擬定切實可行的灌漿工藝，如圖2。同時，滲漏邊界確定為：壩肩以設(shè)計洪水位（1146.34m）與相對隔水層頂板線的交點為繞壩滲漏計算邊界。防滲處理深度以巖石中等透水層底界作為控制指標(biāo)，左壩肩延伸9.0m到溢洪道邊、右壩肩延伸5m，灌漿軸線全長264m。水庫控制流域面積為8.0km2。

圖2 灌漿工藝流程圖

3.2 除險施工布局

水庫大壩經(jīng)加固處理后，新建壩軸線保持原壩軸線不變。壩頂全長250m，壩頂高程1147.50m，壩頂寬4.0m，最大壩高17.5m。壩頂為C15混凝土路面，厚度為20cm，下墊10cm厚碎石，壩頂上游設(shè)C15混凝土防浪墻，墻高1.0m，下游設(shè)C15混凝土路緣石，高0.3m。

（1）上游壩坡壩面整形。高程1147.50～1140.00m，坡比1：2.5，坡比不足1：2.5的壩坡采用粘土回填壓實找平，上游壩坡采用C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡，厚度為10cm，下設(shè)30cm混合砂碎石墊層。在高程為1140.00m處設(shè)置寬為4.0m的戧臺，采用M7.5砂漿砌石塊。高程1140.00m以下壩坡，坡比1：6.5，把多余的壩坡削平，不做任何護(hù)坡處理。

（2）下游壩坡壩面整形。清除原壩坡草皮樹根，下游壩坡設(shè)兩級變坡，第一級高程從1147.50～1140.00m：坡比為1：2.2，高程1140.00m設(shè)戧臺，寬2.0m，在上面設(shè)寬40cm，深40cm的排水溝和C15混凝土踏步一道，寬1.0m；第二級高程從1140.00～1135.20m：坡比1：3.5。排水棱體頂部增設(shè)寬為7.0m，深為0.7m的輸水引渠，采用C15混凝土澆筑，設(shè)計過流量0.25m3/s。

3.3 基礎(chǔ)處理方案

（1）清基開挖。兩岸坡平均清深1.0m，壩腳排水棱體基礎(chǔ)平均清深1.3m，根據(jù)情況在作調(diào)整，壩體部分清除壩坡雜草及樹根。

（2）壩體、壩基和兩岸坡防滲處理。依據(jù)地勘鉆孔資料揭露及實驗成果，針對大壩現(xiàn)存的主要病害，設(shè)計進(jìn)行了大壩灌漿防滲和混凝土防滲墻防滲方案進(jìn)行比較，雖然灌漿方案投資比混凝土防滲墻少76.44萬元，但混凝土防滲墻抗?jié)B能力強，耐久性能好，在我省水庫除險加固中廣泛應(yīng)用，收益較好，所以從長遠(yuǎn)投資來看混凝土防滲墻防滲方案較好，本次設(shè)計推薦混凝土防滲墻方案。

（3）防滲。壩體壩基及兩岸坡防滲采用防滲墻，防滲軸線為壩軸線。大壩0-009m～0+255m采用粘土混凝土防滲墻，總長264m，防滲面積3102m，墻厚40cm。防滲墻共布置44個槽孔，每個槽孔長6.0m，分一期槽孔和二期槽孔，最大孔深17.84m。

3.4 灌漿施工方法

（1）防滲墻結(jié)構(gòu)?；炷练罎B墻施工時采用專用機械在壩頂挖槽，形成較為嚴(yán)密的混凝土防滲墻截斷有害滲流通道?；炷练罎B墻抗侵蝕能力強，耐久性能好，尤其是施工造孔時因固壁泥漿的充填作用，相當(dāng)于壩體回填和劈裂灌漿，因此結(jié)構(gòu)安全、可靠、使用壽命長，其次混凝土防滲墻抗?jié)B性能較好。

（2）壩肩帷幕灌漿、壩體充填灌漿方案）。灌漿防滲方案帷幕耐久性較差，根據(jù)工程經(jīng)驗，8～10年又需要復(fù)灌，不能徹底根除大壩滲流病害，灌漿防滲性能較低，對地層敏感性強，噴射壓力較大，對壩體來說不易控制，若沒有高素質(zhì)、熟練的施工隊伍和嚴(yán)格的施工管理，難以保證該項技術(shù)的成功運用。

4 結(jié)論

水庫除險加固設(shè)計過程中，涉及的環(huán)境影響因子單一，沒有增加新的水庫淹沒；采石等施工涉及到的自然景觀的局部破壞，工程完工后進(jìn)行水土保持，修整、綠化、美化，可以得到較大程度的恢復(fù)；施工帶來的噪聲、廢水、廢棄物及粉塵等暫時性不利影響，范圍小、時間短，可通過嚴(yán)格的控制管理措施，予以消除和降低，并且隨著工程的結(jié)束，這些不利影響即會自行消失。

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2016-2-10

湯永權(quán)（1963-），男，漢族，助理工程師，專科，主要從事水利水電與管理工作。