盧常興
(山東大禹工程建設有限公司,山東 濟南 250013)
大壩是水庫樞紐建筑物的重要組成部分,也是對穩定性、安全性、技術性要求較高的施工項目之一。近年來,我國加快了水庫除險加固工程建設,但由于設計理念、施工工藝、技術模式、質量標準等方面存在的問題,往往導致水庫大壩的加固施工質量難以達到規范的質量標準。我國各地區一些中小型水庫頻繁出現安全事故,其原因多為大壩加固施工質量不達標,進而導致水庫的壩體出現較為嚴重的裂縫、滲漏、失穩等問題。
壩體裂縫是水庫大壩加固施工中最為常見的質量問題,也是導致壩體整體穩定性下降的重要影響因素。目前,由于水庫大壩施工多在冬、春兩季進行,施工完成初期壩體基本可以保證通過質量檢驗。但到了蓄水期,由于受到水流的推動作用,使處于不穩定的護坡塊石運動加劇,形成隆起、堆積,經過1~2個汛期蓄水后,水庫上游壩坡遭到破壞,進而出現不同程度的裂縫問題。
目前,國內在水庫大壩加固施工前,必須進行專業的地質勘探,并且根據勘探結果制定施工方案和驗收標準。但在實際施工中,很多修筑于石灰巖地區或隔水巖層的大壩存在清基不徹底的問題,并且存在粘土防治層厚度過薄的現象,進而導致壩基的滲漏處理難以達到理想的效果。
在水庫大壩的加固施工中,通過有效的技術措施提高壩體的穩定性是極為重要的。因為當庫水位整體上升時,上游壩坡滑動面的有效應力會隨之減小,同時水流的浮力作用也使滑體抗剪阻力降低,但水面以上巖土體的荷重沒有發生變化,從而降低整個滑坡體的穩定性并引起滑坡。但是在水庫大壩的加固施工中,部分技術人員缺乏對于壩體穩定性的深刻認識,導致上游壩坡的防侵蝕、防沖擊能力遠遠低于設計標準,甚至有可能在使用中出現滑坡、崩塌和泥石流等安全事故。
在國內水庫大壩加固施工中,壩基加固的技術方法主要是遵循“上堵下排”的基本處理技術原則。水庫大壩基礎防滲的上堵措施包括:水平防滲和垂直防滲兩種。水平防滲有粘土鋪蓋和水下拋土等;垂直防滲有混凝土防滲墻、灌漿、截水槽回填粘土和高壓定向噴射灌漿構筑防滲板墻等。水庫大壩基礎防滲的下排措施主要有:減壓井降壓導滲、背水坡腳開挖導滲溝和壩后蓋重壓滲等。一般情況下,垂直防滲處理的效果較為徹底,對于大壩基礎滲漏問題的處理也最為有效。
水庫大壩設計圖紙進行技術交底時,首先要準確定位平面控制點,并且逐漸定出各樁體的具體位置。在應用振沖加固施工技術時,為保證放樣準確,在振沖壩段兩端壩坡上,標出每一排孔的位置準線樁,并每隔20~25m設置一個斷面樁,振孔樁位定好后,由吊車吊起振沖器就位,利用振沖器的強力振動和自身重量,并在高壓水的沖擊下,造孔至設計深度。另外,在振沖器的強力振動下,壩坡必然會產生向下滑動的趨勢,工程技術人員可以根據實際情況,采取平臺振沖的施工法。
在水庫大壩的加固施工中,混凝土截滲墻技術是國內較為常用的施工技術之一。由于部分水庫工程項目在設計中未設置壩前防滲鋪蓋,往往容易導致壩體及左右岸坡在清除時出現大量淤泥工程,不但增加了工程量,而且加大了人力、物力、財力的投入。為了解決上述問題,國內部分水庫大壩的加固施工中,通過設置混凝土截滲墻或其他防滲帷幕,不但達到壩基及壩體防滲的效果,而且與其他防滲體形成整體,全面提升了大壩的整體穩固性和安全性。另外,粘土鋪蓋技術在水庫上游壩坡的加固施工中應用也較為廣泛,特別適用于粘土料場豐富的工程項目。對于已投入使用的上游壩坡,在發現壩基出現滲漏現象時,特別是當不透水層比較深的情況下,可以采用粘土鋪蓋的技術措施。粘土鋪蓋長度一般不小于3~5倍壩前水深,鋪蓋厚度一般在上游段不小于0.5m。
總之,水庫大壩的加固施工對于保證水利設施及設備的安全運行具有重要的意義。因此,一定要做好其加固施工技術管理以及施工質量的驗收。
[1] 白永年.中國堤壩防滲加固新技術[M].北京:中國水利水電出版社,2001.
[2] 賈智明.甘肅省小型水庫潰壩事故分析及防止措施[J].甘肅水利水電技術,2004(3).
[3] 蹇安賢.巖溶地區中小型水庫庫壩區滲漏處理措施[J].貴州水利, 2004(11).
[4] 高志遠,李玉軍,董世賢.提高中小型病險水庫防洪標準的工程措施[J].水利科技與經濟,2007(9).
[5] 陳金鵬,丘常軍.堆石棱體在高州水庫除險加固工程的應用探討[J].時代經貿,2008(19).