關(guān)于中小型水庫堤防除險加固的分析

□羅永明（南昌藍(lán)水工程監(jiān)理有限責(zé)任公司）

0 引言

南昌某小Ⅱ型水庫主要發(fā)揮著農(nóng)業(yè)灌溉的功能。該水庫集雨面積0.55km2，壩型為均勻土質(zhì)壩，大壩的高度為14m，總庫容量為38萬m3。水庫的涵洞屬于砌石型，溢洪道底部的寬度為3m，可以達(dá)到泄洪量10.50m3/s。該水庫為20世紀(jì)80年代所建，由于持續(xù)使用，加之維護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致堤壩的防洪能力和農(nóng)業(yè)灌溉能力都有所下降。近期技術(shù)人員對壩基地質(zhì)狀況進(jìn)行了勘察，諸多工程質(zhì)量問題顯露出來，已經(jīng)成為病險水庫。

1 水庫堤防存在的問題

1.1 水庫堤防裂縫

在對水庫的堤防進(jìn)行勘察中，發(fā)現(xiàn)堤防裂縫隨處可見，包括龜裂縫、橫向裂縫和縱向裂縫。

1.1.1 龜裂縫

龜裂縫是水庫堤防的常見裂縫，在堤壩的頂端和坡面上居多，表現(xiàn)為均勻的縫隙縱橫交錯。當(dāng)水庫泄洪之后，如果上游有防滲漏鋪蓋，其表面上就會出現(xiàn)這種裂縫。龜裂縫產(chǎn)生的原因是堤壩施工時，填土比較濕，當(dāng)土變干之后，就會出現(xiàn)龜裂縫。南昌一年四季氣候濕潤，在填土的時候如果土質(zhì)不夠干燥，就會導(dǎo)致堤壩上出現(xiàn)這種龜裂縫。

1.1.2 橫向裂縫

在堤壩上所出現(xiàn)的與壩軸線呈垂直狀態(tài)的裂縫，即為橫向裂縫。橫向裂縫也有可能是斜交裂縫，可以深入到堤壩體內(nèi)。縫隙往往上面比較寬，可以達(dá)到十幾厘米；下面相對狹窄，往往只有幾厘米。縫隙的深處淺則幾米，深可以達(dá)到十幾米。橫向裂縫主要是由于壩基出現(xiàn)了沉陷而產(chǎn)生的。

1.1.3 縱向裂縫

堤壩上出現(xiàn)的與壩軸線呈平行狀態(tài)的裂縫，即為縱向裂縫。如果堤壩的壩基出現(xiàn)不均勻沉陷，或者出現(xiàn)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，就容易產(chǎn)生縱向裂縫。對于不同因素所引起的裂縫，所采取的補(bǔ)救措施也有所不同，因此，在對裂縫進(jìn)行修復(fù)的過程中，要對縱向裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。

如果堤壩壩面產(chǎn)生的縱向裂縫是由于壩基沉降所引起的，裂縫會垂直于壩面，并向壩體的深處延伸。裂縫的深度短則幾米，長的可以達(dá)到十幾米；裂縫的寬度為幾毫米，也有可能達(dá)到十幾米；裂縫的長度，短則幾米，長的可以達(dá)到幾百米。

如果縱向裂縫為弧形，則是由于滑坡引起的。當(dāng)壩體的裂縫向內(nèi)部逐漸延伸，會向上游或者下游彎曲，而且隨著縫隙的深入，縫隙的發(fā)展速度會更快。當(dāng)壩體出現(xiàn)裂縫，在壩基上以及壩面上都會出現(xiàn)隆起，以橢圓形居多，也有呈帶狀的。

1.2 水壩堤防滲漏

水壩堤防滲漏屬于一種水量漏失現(xiàn)象。為了避免水體外滲，水庫會設(shè)計有堤防保護(hù)區(qū)或者庫盆以用于水庫容水。但是，如果水壩出現(xiàn)滲漏，就會導(dǎo)致水體向指定的位置之外滲出。如果滲漏量比較大，水庫的功能效益就會下降。水壩堤防出現(xiàn)滲漏，并不是一朝一夕就能夠造成的，而是循序漸進(jìn)的結(jié)果。水壩堤防滲漏所造成的危害是非常大的。通常滲流結(jié)構(gòu)面都會具備一定的強(qiáng)度，隨著滲漏問題的出現(xiàn)，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面軟化，與其相鄰的壩基就會面臨更大的壓力。建筑物的地基會因被水浸沒而失去穩(wěn)定性，水庫下游的水位會有所提升，很容易出現(xiàn)水壩的壩體滑坡而威脅到附近的農(nóng)田。

水壩堤防滲漏分為壩基滲漏和壩體滲漏。壩基滲漏是由于壩基的強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致透水巖土帶出現(xiàn)了滲水現(xiàn)象。壩基的防滲漏處理情況直接關(guān)乎到堤壩的運(yùn)行安全。在壩基施工中，如果沒有通過勘察對地質(zhì)狀況有所深入了解，就不會采取必要的技術(shù)措施。當(dāng)?shù)虊瓮度脒\(yùn)營后，滲漏的隱患就會暴露出來。壩體滲漏是壩身出現(xiàn)了滲水現(xiàn)象而導(dǎo)致大量的水流失。堤壩施工所使用的材料具有一定的滲水性，如果在土料填筑的過程中沒有夯實，就會使材料的滲水能力增加。若不采取必要的技術(shù)措施，就會導(dǎo)致塌坑現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅到堤壩運(yùn)營的穩(wěn)定性。

2 水庫堤防的除險加固措施

2.1 水庫堤防防滲漏技術(shù)處理

2.1.1 采用混凝土防滲墻技術(shù)

在堤防施工中，混凝土防滲墻技術(shù)是常見的防滲漏技術(shù)。該技術(shù)在施工應(yīng)用時具有嚴(yán)格的要求，特別是在造孔中，很難控制好垂直度。通常水庫所建之處地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，如果出現(xiàn)滲漏問題，就會影響到壩體的安全性。特別是對自然發(fā)育的溶洞，如果在鉆孔灌漿的過程中沒有將孔內(nèi)清理干凈，就會因孔內(nèi)雜物而影響到水泥漿與墻面的粘合力。此外，還要針對墻底淤積厚度超過規(guī)定指標(biāo)、接頭部分沒有刷洗干凈等問題妥善處理，否則，就會導(dǎo)致接頭處出現(xiàn)嚴(yán)重的滲水。一旦出現(xiàn)洪澇災(zāi)害，就會破壞堤壩穩(wěn)定性。因此，一定要確保混凝土防滲墻質(zhì)量。

2.1.2 采用土工膜防滲處理技術(shù)

土工膜防滲處理技術(shù)目前已經(jīng)被廣泛使用。該技術(shù)從應(yīng)用情況來看，主要用于人工湖建設(shè)、水渠、對已經(jīng)存在故障的水庫進(jìn)行加固。如果由于施工不當(dāng)而導(dǎo)致施工材料功能沒有得以發(fā)揮，就可以應(yīng)用土工膜防滲處理技術(shù)。進(jìn)行現(xiàn)場檢測對堤防的一系列質(zhì)量問題以明確之后，制定修復(fù)措施。在該技術(shù)的具體實施中，首先是將堤防的基礎(chǔ)面挖開，將準(zhǔn)備好的土工膜鋪好，然后使用焊接技術(shù)將接縫焊接牢固。施工完成后要接受檢查，合格后才能夠投入使用。

2.2 采用帷幕灌漿防滲漏技術(shù)

帷幕的作用是為了防止地下水滲透到壩基當(dāng)中而導(dǎo)致壩基沉降。進(jìn)行帷幕灌漿施工時，首先要確定孔位，然后對帷幕灌漿的孔軸線進(jìn)行測量，要確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。防滲墻軸線上所設(shè)置的灌漿孔，直徑為1.50m。孔的位置出現(xiàn)偏差是不可避免的，但一定要限制在8cm范圍內(nèi)。孔的深度要能夠越過帷幕灌漿的底線。如果孔徑為0.90m，則需要采用硬質(zhì)的鉆頭。在鉆進(jìn)的過程中，還要以水為沖洗介質(zhì)。當(dāng)鉆孔施工完成后，就要對孔內(nèi)進(jìn)行清理，用水清洗。要確保灌漿質(zhì)量合格，要求孔內(nèi)要干凈，不能夠有超過17cm的沉淀物。如果在對孔內(nèi)清洗的過程中，有裂縫存在，還要沖洗裂縫，且沖洗時間不能夠<0.50h。在灌漿之前要進(jìn)行壓水試驗，要求壓水的壓力不可以超過灌漿的壓力，但是壓水超過25min，就要將其壓力調(diào)整到灌漿壓力的75%。為了能夠更好地測算出水流情況，要求最小讀數(shù)和最大讀數(shù)之間的差距以最終讀數(shù)值為基準(zhǔn)，不可以超過最終讀數(shù)值的10%。連續(xù)4次做壓水試驗，如果每分鐘流量都局限于0.50l以內(nèi)，壓水試驗即可完成。進(jìn)入到灌漿環(huán)節(jié)，要自上而下分段進(jìn)行。將每一段灌漿的長度確定為4.50～5.50m，處于巖石中，接觸段長2m。按照行業(yè)規(guī)定標(biāo)注設(shè)定灌漿的壓力。當(dāng)灌漿時注入率超過1l/min的時候，就要保持這個灌漿速度堅持1h。當(dāng)灌漿結(jié)束，就進(jìn)入到封孔階段。封孔所采用的是全孔壓力封孔法。將水泥按照1：0.50的比例攪拌完畢，將漿液打進(jìn)孔內(nèi)。對已經(jīng)灌漿完成的孔口，則需要用粘土球?qū)⒖卓诜忾]嚴(yán)實。

2.3 采用人工合成材料對水庫堤防進(jìn)行加固

工業(yè)經(jīng)濟(jì)的興起，各種合成纖維被研制出來，并在應(yīng)用領(lǐng)域廣泛使用，包括聚乙烯、聚氯乙烯纖維等，以其性能上的優(yōu)越性而被接受。土工合成材料是新的建筑材料，雖然較晚應(yīng)用，但發(fā)展迅速。人工合成材料中，包括土工織物、土工格柵、土工膜、土工席墊、土工格室等，經(jīng)過人工組合后，成為用途更為廣泛的新型材料。水庫堤防的加固施工中采用這種人工合成材料，可以有效防止堤防滲水現(xiàn)象發(fā)生[6]。

3 結(jié)語

綜上所述，水庫堤防除險加固施工的方法有很多，需要根據(jù)地質(zhì)條件、水位環(huán)境等因素而選擇施工措施。在施工技術(shù)和施工方法的選擇上，還要考慮到經(jīng)濟(jì)效益，在推進(jìn)施工企業(yè)持續(xù)發(fā)展的同時，還要保證水庫運(yùn)行效率，提升企業(yè)自身的競爭實力。

[1]葉曉斌.中小型水庫除險加固工程設(shè)計要點分析[J].中國水運(yùn)（下半月），2013，09：191-192.

[2]貢權(quán)生，貢鑫.淺談中小型水庫除險加固工程施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2014，4（31）：77-79.

[3]李立新.淺談如何做好中小型水庫除險加固工程項目設(shè)計[J].現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2011（10）：30-31.

[4]魏栓林.有關(guān)中小型水庫除險加固工程設(shè)計要點研究[J].三角洲，2014（05）：80-81.

[5]竇旭東.對甘肅南部中小型水庫除險加固問題的思考[D].蘭州大學(xué)，2013.

[6]傅曉瑋.中小型水庫除險加固措施[J].江西建材，2012（03）：169-170.