小型水庫(kù)滲漏成因及處理措施

朱 艷

( 洮南市水利建筑工程隊(duì)，吉林 洮南137100)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷提升，國(guó)家在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)上的投入不斷增大，水利水電工程建設(shè)的數(shù)量和規(guī)模達(dá)到了建國(guó)以來的最大值。同時(shí)，受歷史條件限制，我國(guó)基層水利工程，特別是中小型水利工程初建時(shí)邊設(shè)計(jì)、邊施工，施工隊(duì)伍為各縣、市民工隊(duì)伍、工程標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，加上多年運(yùn)行，年久失修，大部分都出現(xiàn)了滲漏等問題。本文結(jié)合筆者多年水利工程建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討了小型水庫(kù)滲漏產(chǎn)生的原因及其處理的應(yīng)對(duì)措施。

1 工程概況

八家戶水庫(kù)位于洮南市永茂鄉(xiāng)轄區(qū)，始建于1972年9月，1973年合垅蓄水，1974年汛前完成迎水坡護(hù)砌，溢洪道開挖，汛后完成灌溉輸水閘一座。壩址在八家戶以西約200 m處，水源為地表徑流攔截形成，控制流域面積122 km2。以防洪、灌溉為主，綜合養(yǎng)魚等綜合利用的小(1) 型水庫(kù)。八家戶水庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰流量成果表見表1。

表1 八家戶水庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰流量成果表

主要建筑物級(jí)別為4 級(jí)，水庫(kù)按50 a 一遇洪水設(shè)計(jì)，200 a 一遇洪水校核，正常高水位為205． 7 m，校核水位為208．1 m，水庫(kù)總庫(kù)容為950 ×104m3，死庫(kù)容60 ×104m3，興利庫(kù)容370 ×104m3，設(shè)計(jì)灌溉面積為0．1 萬hm2。

土壩為含砂黏土均質(zhì)壩，壩頂高程為209．00 m，頂寬為4．0 m，最大壩高為9．5 m，壩長(zhǎng)1 350 m。土壩上游采用干砌石護(hù)坡，壩坡為1 ∶3． 5，下游壩坡在高程203． 0 m 以上為1∶2．5，以下為1∶3。

2 水庫(kù)現(xiàn)行問題

由表2、表3 可見，由于水庫(kù)修建正處于上世紀(jì)70年代，受當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件限制，工程初建時(shí)是邊設(shè)計(jì)、邊施工，施工隊(duì)伍為各縣、市民工隊(duì)伍、工程標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，加上30 a 以上的長(zhǎng)期運(yùn)行，年久失修，水庫(kù)始建時(shí)的洪峰流量已經(jīng)無法滿足當(dāng)前水庫(kù)承載的洪峰量。大壩上游干砌石護(hù)坡年久失修，塊石呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，且大部分已松動(dòng)脫落，呈松散體狀，在多年的風(fēng)浪侵蝕作用下，造成部分壩體淘刷破壞。在樁號(hào)0+800 m、樁號(hào)1+026 m 附近有滲水點(diǎn)，左側(cè)有沖溝，黏土質(zhì)砂層較薄，壩基存在滲穩(wěn)問題。由于壩基普遍存在級(jí)配良好的礫層，屬中等—強(qiáng)透水層，厚度穩(wěn)定，使庫(kù)水形成良好的滲漏通道，現(xiàn)壩后部分地段產(chǎn)生滲水，存在嚴(yán)重的滲透問題。整個(gè)壩段壩頂高程均不夠高度，1998年汛期洪水已漫頂，經(jīng)防洪搶險(xiǎn)修筑子堤才保證了大壩的安全，嚴(yán)重威脅水庫(kù)的正常運(yùn)行。

表2 八家戶水庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰流量成果比較表

表3 八家戶水庫(kù)暴雨成果表

3 防治措施

3.1 溢洪道骨料裸露，交通配套設(shè)施不齊全

溢洪道布置在右岸，在土壩樁號(hào)0 +00．0 m 處，結(jié)構(gòu)型式為開敞式，由襯砌段、明渠段組成，底寬為22．0 m，進(jìn)口底板高程為206．6 m，襯砌段混凝土底板表面呈麻面，多處露骨料狀態(tài)。邊墻頂高程為208．5 m，明渠段沖刷破壞嚴(yán)重。

3.2 水庫(kù)配套不齊全，影響效益發(fā)揮

位于右岸壩頭，土壩樁號(hào)0 +79． 5 m 處，閘底高程為203．2 m，閘頂高程為208．7 m，最大輸水流量5．03 m3/s。灌溉輸水閘進(jìn)口引渠沒有開挖，滿足不了輸水灌溉的要求。

水利工程建設(shè)過程中預(yù)防混凝土裂縫產(chǎn)生及在水利工程投入使用后混凝土裂縫的修復(fù)措施關(guān)鍵還是要提高混凝土的抗裂性，加強(qiáng)對(duì)建成的水利工程混凝土的養(yǎng)護(hù)，防止表面形成的干裂。一般來說，防治水利工程中混凝土裂縫主要有前期的預(yù)防和后期的修復(fù)。對(duì)于八家戶水庫(kù)滲漏問題的處理，主要采用以下幾種方法:

3.2.1 混凝土置換法

混凝土置換法是針對(duì)出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫時(shí)的一種有效的處理方法。這種方法是先將表面出現(xiàn)問題的混凝土刮除，然后再用新的混凝土和其他材料做代替。

對(duì)于八家戶水庫(kù)滲漏問題，首先保證壩軸線位置不變，拆除原壩坡干砌石及反濾料，對(duì)壩頂和下游壩坡進(jìn)行清坡處理，清基厚度為0．3 m，然后澆筑機(jī)制模袋。上游區(qū)同坡為1∶3，采用機(jī)制模袋護(hù)砌，護(hù)砌范圍為溢洪道左邊墻樁號(hào)0 +011．5至樁號(hào)1 373 m，厚度為0．15 m。下游壩坡為1∶2，馬道以下保持原狀，采用草皮護(hù)坡。

3.2.2 結(jié)構(gòu)加固法

如果裂縫的出現(xiàn)已經(jīng)影響到了混凝土的基本性能，就要使用加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。

1)對(duì)于八家戶水庫(kù)壩基防滲處理措施為:在滲流穩(wěn)定不滿足要求及滲漏量較大的壩段即樁號(hào)0+485．00 m ～1+150 m 范圍內(nèi)進(jìn)行了壩基防滲處理。具體措施為:在大壩前坡腳處打多頭小直徑深層攪拌樁，厚度為0．2 m，垂直深度以深入基巖1．0 m 為準(zhǔn)，攪拌樁頂部施工平臺(tái)以一層回填壤土和一層原壩段拆除塊石形成，平臺(tái)高程為204．0 m。(使用多頭小直徑深層攪拌樁機(jī)就位、調(diào)平，將鉆頭推進(jìn)到土層設(shè)計(jì)深度把水泥漿噴入土體攪拌形成水泥土墻。樁機(jī)縱移就位調(diào)平多次重復(fù)上述過程形成一道防滲墻。

2) 對(duì)于八家戶水庫(kù)溢洪道防滲處理措施為: 溢洪道布置在右岸，在土壩樁號(hào)0 +00．0 m 處，結(jié)構(gòu)型式為開敞式，長(zhǎng)40．0 m，樁號(hào)為溢0 +000．00 ～溢0 +040．00 m。溢洪道由引渠段、進(jìn)口襯砌段和明渠段組成。

進(jìn)口襯砌段底板高程為205．7 m，復(fù)式斷面底寬18．0 m，頂寬22．0 m。邊墻為原有漿砌石結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)襯20 cm 碎石混凝土。其中在溢0 +029．5 ～0 +035．5 m 段新設(shè)梁板式交通橋，此段邊墻為混凝土擋墻，交通橋長(zhǎng)23．0 m，寬5．0 m，橋頂高程為209．2 m，單跨7．0 m，共3 跨。

明渠段長(zhǎng)725．0 m，樁號(hào)為溢0 +040．0 ～溢0 +725．0 m段亦為梯形復(fù)式斷面，溢0 +140．0 ～溢0 +725．0 m 段為梯形斷面型式。底寬22．0 m，邊坡1∶2．0，底坡為1/900。

溢洪道最大泄量為129．48 m3/s。

混凝土標(biāo)號(hào)為C25，抗凍標(biāo)號(hào)為F250。

3.2.3 完善配套，提高水庫(kù)效益

灌溉輸水閘進(jìn)口引渠沒有開挖，不能正常進(jìn)行，對(duì)樁號(hào)輸0+000 m ～0 +100 m 進(jìn)行了開挖處理，開挖邊坡1∶2，底高程203．20 m，底寬為7．4 m。

由于土壩加高，在輸水閘兩側(cè)各8．5 m 范圍內(nèi)建擋土墻，墻頂寬0．2 m，高2．2 m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

4 討 論

從水利建設(shè)工程的實(shí)踐情況來看，水庫(kù)滲漏產(chǎn)生的原因是多種多樣的。可以是水庫(kù)壩體用料的本身存在質(zhì)量問題;水利工程中水溫的高低影響壩體體積的變化，造成壩體中混凝土缺乏相應(yīng)的承壓能力造成裂縫的產(chǎn)生;水利工程本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，造成受力不均勻壓迫混凝土造成斷裂產(chǎn)生裂縫等;此外，水利工程外界溫度、濕度的長(zhǎng)期作用也會(huì)引起壩體結(jié)構(gòu)的變形;水利工程基礎(chǔ)地基沉降、外荷超載等原因也會(huì)造成壩體受力不均形成斷裂。但是，不管是什么原因，水庫(kù)滲漏的產(chǎn)生不只是一個(gè)因素造成，而是綜合了其他各種各樣的原因作用長(zhǎng)久累積形成的。水利工程中出現(xiàn)滲漏，水作為滲漏的物質(zhì)，一方面在水體壓力下使得水利工程中的滲漏面積逐漸增大，至一定程度后甚至可能造成水利工程壩體的斷裂;當(dāng)水體滲入壩體內(nèi)部后會(huì)產(chǎn)生水解反應(yīng)，破壞水庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成水利工程直接報(bào)廢。

因此，對(duì)于水利工程中出現(xiàn)的滲漏問題，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視，采取科學(xué)的防滲除險(xiǎn)措施，及時(shí)對(duì)水利工程進(jìn)行維護(hù)加固，保證水利工程運(yùn)行的效率和壽命。

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