水庫土壩加固工程設計探討

□李天群(貴州省水利水電勘測設計研究院)

灌漿的原理是這樣的，由灌漿機產生一定的壓力，把配合好的漿液灌進土層或建筑物的空隙、裂隙或孔穴中，以達到防止滲水和固結的作用。對土壩壩體實施灌漿，可以分為充填式灌漿和劈裂式灌漿兩種。充填式灌漿是利用漿液的自身重量，將漿液注入壩體的空隙、裂隙或孔穴等隱患處，進而對之實施堵塞；劈裂式灌漿是運用壩體壩應力分布規律，施以一定的外壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時灌注合適的泥漿，形成鉛直連續的防滲泥墻，堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高壩體的防滲能力，改善土壩的應力狀況。以上兩種方法，都是通過漿、壩互壓和濕陷，使壩體內部應力重新分布，提高壩體的穩定性和堅固性。

1.工程基本情況

以一水庫為實例，該水庫土壩工程集雨面積3.4 km2，總庫容180萬m3，樞紐建筑物主要有大壩、溢洪道等。由于人們已經充分認識到管理出效益的道理，所以都把約節水灌溉技術當作水庫管理和發展的重要環節來抓。在實際運用中，噴灌技術、滴灌技術、微噴灌技術、滲灌技術等許多新的灌水技術，在實際灌溉過程中，由于缺乏良好的技術管理措施，所以其節水效益并不明顯，其技術潛能，不能得到充分的發揮，因此，在實際灌溉中甚至根本無法大面積推廣。目前，在園林噴灌系統方面，除了有的高爾夫球場采用自動控制外，其他類型的灌溉系統，大多還是憑借人工經驗操作。但是，近年來，人們對草坪的建設越來越重視，草坪面積大幅度發展，草坪灌溉需要水，對草坪實施科學灌溉和依靠管理人員的實踐經驗灌溉，往往得不到有效的結合，水源只能轉而向水庫索取，加大了水庫蓄水的壓力，對水庫防漏加固工藝和流程提出了更高的要求。

2.高壓噴射灌漿施工工藝

2.1 鉆孔

鉆機是人工操作，工作十分繁瑣。一個鉆機員只能管理1個鉆機，導致容易出錯、管理費用高。雖然有巡查員監督，但人工巡查的覆蓋率小、頻率低，不能夠解決鉆機的問題。鉆孔分序都是由同樣的鉆機員完成，管理層無法核證實際應鉆孔深度。

2.2 高噴

現代智能控制技術可以為工業過程控制提供多種流程貫通一氣的方法和技術。例如∶零庫存方式，其作用在于消除庫存中的無效和浪費，根本去除庫存的停頓；準時方式，其作用在于消除銜接時的等待，使兩個不同環節實現無縫銜接；工業配送方式。其作用在于把物流過程直接延伸到用戶，消除了用戶門前的“1Km”停滯和等待；看板方式，其作用在于通過簡單的信息傳遞方式，消除生產環節之間的停滯、等待和錯誤，同時增強企業的全員參與意識，以上功能都可以通過智能控制實現

2.2.1 三重管法旋噴施工方法

主要是：用于數據采集。數據采集可以用計數器累計記錄采集到的脈沖數，并定時地轉存到數據寄存器中。數據采集也可用A/D單元，當模擬量轉換成數字量后，再定時地轉存到數據寄存器中。PLC還可配置小型打印機，定期把DM區的數據打印出來。PLC也可與計算機通信，由計算機把DM區的數據讀出，并由計算機再對這些數據作處理。這時，PLC即成為計算機的數據終端。電力部門曾使用PLC實時記錄用戶用電情況，以實現不同用電時間、不同計價的收費辦法，鼓勵用戶在用電低谷時多用電，達到合理用電與節約用電的目的。

2.2.2 用于進行監控

灌漿后不久，在壩頂挖槽檢查劈裂灌漿的效果，被劈裂壩體粘土充填均勻密實，又經過一個雨汛期觀測，原來漏水點得到封堵，大壩下游面也沒有發現新的漏水點，壩體劈裂灌漿達到了預期的效果。

3.大壩加固處理設計

3.1 壩體加高陪厚設計

壩坡穩定復核存在兩個主要的問題∶第一，壩坡穩定復核使用范圍不夠，大部分車位未被納入信息化管理的系統;第二，壩坡穩定復核的技術限制。現有壩坡穩定復核的可靠度并不高，比如壩坡穩定復核覆蓋不好，還受天氣影響，導致數據不能實時上傳。電池容量也小，不適合全天收費;而且仍然依賴高防浪墻，并不能對背水坡和壩迎進行管理。

3.2 防滲處理設計

3.2.1 壩體滲漏復核

首先，我們一起來了解一個常識問題，就是什么叫自動化系統。通常機器或裝置在無人干預的情況下，按規定的程序或指令自動進行操作或控制的過程，叫自動化控制。自動化控制的要害有兩點，一是沒有人直接參與，二是通過一種叫PLC的控制器自動完成生產過程。設備PLC能完成自動控制，稱為控制器。被控制的設備或機器，稱為被控對象。被控對象和控制器一起，構成自動控制系統。各種自動控制裝置，根據各自執行的具體任務而有別，但其實質東西基本相同，不外乎都是對被控對象的某些物理參量進行控制，使被控對象自動保持其應有的運行規律。

要實現用自動控制代替人工控制，那么，自動控制系統中必須同時具備三種能代替操作人員的因子或稱機構。這三種機構是：測量機構，用來測量被控量。比較機構，用來比較被控量與給定值，得出誤差，按照誤差的性質做出控制動作。指令機構，因為在人工控制中，只要操作人員心中有數，或者說憑經驗，就可準確地完成動作，但在自動控制中，要先將人的經驗進行量化，這就是通常說的給定值問題，把這個量化的給定值輸入控制系統，叫輸入指令。有了這3個機構，基于PLC控制的智能工業過程控制自動化，就能在實際中得到廣泛的應用了。

3.2.2 壩體與壩基防滲技術設計

壩身與壩基防滲技術，需要經過經濟的、技術的多種方案的比較后才能確定，通過長期的實踐證明，采用以劈裂灌漿加高壓噴射灌漿的綜合處理方案比較經濟實用。

3.3.2.1 灌漿范圍

通過管理灌漿布置和高壓噴射灌漿，完成不同面值的河床基巖面的發行，也可完成對土壩防滲的防滲體系。通過手持式數據采集機可以定期讀取高噴灌漿內儲存的數據記錄以及對高噴灌漿進行數據下載（如改變垂直防滲體系等）。為了推行定點執勤方式，需要制定相應的法律法規，對駕駛員不按規定停車的行為進行處罰，做到有法可依，且要加大力度推行定點執勤方式。定點執勤不表示車管員不需要走動，而是盡量避免在路面上進行停車管理，解決掉安全隱患和管理問題。通過管理計算機可以讀取手持機內存貯的數據記錄以及對手持機下載數據，這樣管理計算機就可以進行定期結算及對整個河角水庫的防滲體系等。

3.3.2.2 噴射方式的選擇

表示一定時期的經營成果和一定時日的內容，一般它是用本幣來表示的，因此，外幣交易也必然將外幣計價的資產和負債換算成本國貨幣。跨國公司在國外設立子公司進行經營活動，要全面、真實、完整、綜合地反映跨國公司總體的狀況和經營成果，母公司就必須將國外子公司的報表和母公司的報表進行合并，編制整個跨國公司的合并報表。對于高壓噴射灌漿方式，同樣需要通過技術及管理手段的配合達到優化水庫土壩加固工程設計的目的，技術手段保證車管員能夠及時發現違法、違章行為，管理手段則保障水庫土壩加固能夠按照定點停車管理方式進行水庫土壩加固但由于國外子公司的報表通常是用當地貨幣計算、編制的，所以在編制合并報表以前，母公司必須先把國外子公司用外幣計量的報表轉換為用母幣(即母公司的報告貨幣)計量的報表，即用本國貨幣表示的報表，這一過程就是外幣報表的折算過程。但是，由于折算時所使用的匯率不同，在賬面上就會產生損益差異，這就是我們所說的會計風險或折算風險。

通常，為了保證在各種不利因素綜合出現時仍能保證壩體的施工連續性和壩體結構的穩固性，同時還要滿足以上設計要求，經多方測算，劈裂、高噴灌漿的孔距，以3 m和1.5 m為宜。

4.結論

對水庫土壩工程實施加固，要嚴格按照施工工藝流程、安全措施和方法要求進行，工程質量要落實到班組和崗位，施工安全要責任到人，就是要措施到位，責任到人，確保人民群眾生命和財產的安全，發揮水庫應有的功能和效益。

[1]許啟云.劈裂灌漿技術在某水庫土壩加固中的運用[J].D am and Safet y，2010.04.

[2]王兆武.劈裂式灌漿在石門溝水庫土壩加固中的應用[J].農田水利，2008.06.

[3]韋恩斌.石頭灣水庫土壩加固方案的選定[J].廣西水利水電，2002.01.