水庫除險(xiǎn)加固工程中大壩防滲技術(shù)的應(yīng)用研究

張霞

（思南縣水務(wù)局許家壩水務(wù)服務(wù)中心，貴州 思南 565100）

0 引言

修建水庫不僅僅能夠使水資源得到科學(xué)合理的利用，還能夠排除洪澇災(zāi)害，確保我們的生命以及財(cái)產(chǎn)安全，對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有很強(qiáng)的推動(dòng)作用。近年來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，多樣化民生工程建設(shè)得到了大力推動(dòng)，水利工程是基礎(chǔ)民生工程中的一項(xiàng)重要組成，其對于社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著不可或缺的重要意義。小型水庫除險(xiǎn)加固工程的建設(shè)水平，不僅影響水庫的正常使用，而且關(guān)系到防洪排澇、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等工作，因此有關(guān)建設(shè)單位應(yīng)更加重視建設(shè)小型水庫大壩的除險(xiǎn)加固工作，消除風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化工程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和檢查施工過程中的不足，及時(shí)改進(jìn)，通過檢漏補(bǔ)水等手段和措施來提高水庫建設(shè)水平，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。同時(shí)也能夠促進(jìn)生態(tài)平衡，為水利體制的改革奠定良好的基礎(chǔ)，為子孫后代造福。在我國的水庫除險(xiǎn)加固工程當(dāng)中，大壩的防滲技術(shù)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它的施工技術(shù)是否科學(xué)有效具有重要的意義。

1 水庫排險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)思路

經(jīng)過加固防滲的水庫大壩設(shè)施依舊可以發(fā)揮以往的儲水蓄水功能，可全面提升農(nóng)業(yè)灌溉的工作效率和質(zhì)量，進(jìn)一步提升農(nóng)村、城市的用水、供水效果，為我國現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和發(fā)展帶來顯著的環(huán)境效益，而修建好的大壩也可以煥然一新，構(gòu)建出一個(gè)美好的景觀形象。水庫排險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)思路主要體現(xiàn)在：①在技術(shù)設(shè)計(jì)上更加注重水庫的多功能性，使水庫能夠滿足實(shí)際防洪需求和灌溉、發(fā)電、城市供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖等工作要求。此外在實(shí)際應(yīng)用中也要滿足周邊地區(qū)民眾用水和諧的要求。②注重設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)與周邊生態(tài)環(huán)境齊整，這樣不僅防洪排灌效果顯著，還能與周邊景觀文化融為一體，創(chuàng)造旅游價(jià)值。加強(qiáng)對技術(shù)設(shè)計(jì)方案合理性的總體評估，在風(fēng)險(xiǎn)消除和強(qiáng)化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者應(yīng)加強(qiáng)對工程設(shè)計(jì)方案合理性的總體評估，對地質(zhì)勘查、技術(shù)參數(shù)的制定、技術(shù)參數(shù)的編制進(jìn)行全面檢查，確保工程設(shè)計(jì)的合理性，避免小型水庫建設(shè)和運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

2 大壩防滲技術(shù)

2.1 壩體補(bǔ)強(qiáng)灌漿與壩基帷幕灌漿工程施工

2.1.1 孔排列

孔洞應(yīng)按設(shè)計(jì)要求布設(shè)，布設(shè)時(shí)應(yīng)特別注意標(biāo)明二級運(yùn)輸隧道的位置，以免打穿運(yùn)輸隧道。

2.1.2 鉆孔

鑄造孔使用旋轉(zhuǎn)鉆頭和硬質(zhì)合金鉆頭鉆孔，鉆孔位置與計(jì)劃位置之間的間隙不應(yīng)超過10cm?？滓蚬矢淖?，必須獲得設(shè)計(jì)協(xié)議，并以實(shí)際位置為準(zhǔn)鉆孔方向要準(zhǔn)確，鉆機(jī)安裝要穩(wěn)固，孔管要埋設(shè)，鉆機(jī)軸和孔管的方向要與鉆孔方向一致。設(shè)計(jì)孔工程出鐵口垂直，應(yīng)測量傾斜孔。如偏差超過要求，應(yīng)及時(shí)糾正或采取糾正措施，井下偏差值不應(yīng)大于規(guī)定值在表1 中。鉆孔孔底最大允許偏差值如表1 所示。

表1 鉆孔孔底最大允許偏差值 單位：m

2.1.3 沖洗鉆孔和水壓測試

澆注前應(yīng)鉆好并沖洗澆注孔，孔內(nèi)沉積物的厚度不應(yīng)超過20cm。幕簾自上而下澆注時(shí)，應(yīng)對導(dǎo)孔進(jìn)行自上而下的水壓試驗(yàn)。每澆注孔順序，除底部外，每澆注段前應(yīng)鉆整孔并沖洗一次孔的部分，不應(yīng)在裂縫處沖洗并在澆注前承受簡單的水壓。水壓試驗(yàn)應(yīng)在用五點(diǎn)法或單點(diǎn)法沖洗裂縫后進(jìn)行。

2.1.4 鑄造方法

澆注采用升階梯澆注法，宜采用循環(huán)澆注，澆注管與孔底的距離不應(yīng)大于50cm。幕布澆注段長度為5～6m，特殊情況下可適當(dāng)縮短或延長，但不得超過10m。

2.1.5 澆注壓力及澆注變化

幕墻擬澆筑壓力初步設(shè)定為0.6MPa，現(xiàn)場施工時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際澆筑壓力設(shè)定確定，大壩的加固澆筑應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。鑄件應(yīng)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，但當(dāng)鑄造速度較高時(shí)，應(yīng)分階段增加壓力。灌漿的灌漿濃度應(yīng)由稀釋逐漸變濃。幕灌漿的水灰比可以是5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1 和0.5:1，地灌水泥比可以是5:1。

窗簾灌漿的改造：當(dāng)澆注壓力保持恒定而注射量繼續(xù)降低或注射量保持恒定而壓力繼續(xù)增加時(shí)，水灰比不應(yīng)改變。當(dāng)某級料漿的注射量超過300L 或注射時(shí)間達(dá)到1h，而鑄造壓力和注射速度沒有變化或變化明顯時(shí)，必須更換為一級品。當(dāng)注入量大于30L/min 時(shí)，可根據(jù)具體情況分步進(jìn)行富集。如果在澆注過程中壓力或澆注速度發(fā)生突然且顯著的變化，必須立即確定原因并采取相應(yīng)措施。

2.1.6 澆筑完成標(biāo)準(zhǔn)及封孔方法

當(dāng)采用升階梯澆鑄法進(jìn)行簾澆時(shí)，在規(guī)定壓力下，澆注速率不大于0.4L/min 時(shí)應(yīng)連續(xù)澆注30min；或不大于1L/min，繼續(xù)澆注60min，然后澆完。澆注完成后，應(yīng)采用“更換澆注孔密封法”或“澆注孔密封法”進(jìn)行封孔。

2.1.7 特殊情況的處理

澆注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，在因任何原因中斷的情況下，以下原則適用：應(yīng)盡快恢復(fù)澆注，否則應(yīng)立即沖孔，重新澆注；如不能沖洗或沖刷無效，應(yīng)清理孔眼，恢復(fù)澆注。恢復(fù)灌漿時(shí)，灌漿應(yīng)采用空灌漿比，如果注射速度與中斷前相近，可采用空灌漿率連續(xù)澆注。如果注射速度比中斷前低得多，輸液也應(yīng)通過逐漸富集繼續(xù)。恢復(fù)澆注后，若注入速度比中斷前低很多，短時(shí)間中斷吸漿，則應(yīng)采取糾正措施。如果澆注時(shí)回漿變稠，最好使用相同水灰比的新漿，如果效果不明顯，繼續(xù)澆注30min，然后停止?jié)沧ⅰ?/p>

2.1.8 工程質(zhì)量檢驗(yàn)

帷幕灌漿的質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)以檢查孔的靜水壓試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，并結(jié)合竣工資料和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。壩基帷幕灌漿施工如圖1所示。

圖1 壩基帷幕灌漿施工

2.2 混凝土防滲墻

混凝土防滲墻是緊貼大壩在其中一側(cè)修建的建筑道具，其防滲性能良好，對大壩防滲性能的提升有很大的幫助。在混凝土防滲墻開展施工作業(yè)前，施工人員要在一側(cè)鑿孔，固定墻壁，在孔洞中灌入混凝土，成為混凝土墻?；炷练罎B墻施工的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是導(dǎo)墻的施工，它主要作用就是成槽導(dǎo)向、對標(biāo)高、槽段進(jìn)行控制，避免槽口的塌陷以及承重，依據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況以及工期的要求進(jìn)行施工。在對導(dǎo)墻進(jìn)行施工前，需要對混凝土防滲墻施工范圍之內(nèi)的雜草進(jìn)行處理，隨后再把原壩頂開挖至導(dǎo)墻頂高程形成寬度為10.8m 的防滲墻施工平臺，然后再進(jìn)行進(jìn)一步的開挖導(dǎo)墻基礎(chǔ)并且澆筑混凝土導(dǎo)墻，對導(dǎo)墻范圍外上下游的平臺進(jìn)行硬化處理，在平臺的下游側(cè)砌筑排水溝，這樣能夠方便后續(xù)工作的開展。

混凝土防滲墻主要應(yīng)用在不穩(wěn)定的大壩中，可以加固其結(jié)構(gòu)，提高穩(wěn)定性。在這種情況下，防滲墻要進(jìn)行分段施工，不同區(qū)域的澆筑建設(shè)不同的墻體，形成一個(gè)整體。防滲墻兩側(cè)還要與防滲設(shè)備連接到一起，做好邊緣工作，將墻體下部滲入地層。

2.3 水土保持設(shè)計(jì)

根據(jù)水土流失預(yù)測，水庫加固工程建設(shè)期間，地貌受到擾動(dòng)，土地和植被受損，加速了水土流失進(jìn)程。尤其是，如果項(xiàng)目殘留物處理不當(dāng)，將對區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。如果不采取完善的水土保持措施，水土流失量將很嚴(yán)重，這樣的水土流失量將嚴(yán)重破壞自然生態(tài)環(huán)境，更嚴(yán)重的是會(huì)堵塞水道、橋梁，影響洪水泛濫，危及兩岸村莊和農(nóng)田安全，嚴(yán)重危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全。水土保持防治措施主要包括生物措施和技術(shù)措施。①生物防治措施。在項(xiàng)目建設(shè)占用區(qū)域，應(yīng)利用散落在建筑物四周及內(nèi)部的土地種植草木，以美化項(xiàng)目周邊環(huán)境。在臨時(shí)建設(shè)項(xiàng)目用地，項(xiàng)目產(chǎn)生的土壤應(yīng)用于樹木和森林的建設(shè)。在施工影響區(qū)，利用自生能力強(qiáng)的灌木造林，恢復(fù)水土保持功能。②技術(shù)措施及預(yù)防。項(xiàng)目施工期間，利用廢渣修建臨時(shí)施工道路，盡量減少對地表的破壞。及時(shí)回填殘?jiān)瑴p少殘?jiān)济娣e。貯存廢渣的場所必須避免濃水流動(dòng)和噴射沖刷。在大壩下游約100m 處建棄土區(qū)，垃圾填埋場位于大壩下游狹窄的溝壑中，下游設(shè)置擋渣墻，擋渣高度約3.5m，擋渣墻高度大于離渣面0.7m，用于涂裝和地面使用。擋渣墻基礎(chǔ)埋深0.5m，墻頂寬度0.5m，擋渣墻高度視地形而定，前墻垂直，后坡1:0.3，干石結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語

水庫在我國的防洪排澇以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中發(fā)揮的作用是非常大的，然而因?yàn)槭艿礁鞣N各樣的因素影響，致使不同的地方遭遇程度不同的險(xiǎn)情，我們需要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，研究有效的技術(shù)。大壩防滲加固能夠發(fā)揮大壩的最大作用，還能延長其使用壽命，增強(qiáng)水利的功能效果。除險(xiǎn)加固要根據(jù)工程實(shí)際情況才能進(jìn)行開展，大壩采取防滲措施種類很多，不同情況要使用不同處理方式。大壩防滲加固施工一定要遵守防滲加固原理，做好相關(guān)的處理工作，在對水庫大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固和防滲處理的過程中必須要結(jié)合實(shí)際的情況制定符合當(dāng)前需要的計(jì)劃措施。比如針對水庫大壩的滲漏要采取相關(guān)的解決方法如設(shè)置泄流水面線等方式觀察大壩的情況，并要針對邊緣進(jìn)行穩(wěn)固和保護(hù)，以確保水利工程的相關(guān)建設(shè)在生活中更能發(fā)揮出作用。