水庫除險(xiǎn)加固工程中防滲處理設(shè)計(jì)的運(yùn)用分析

文美

（深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院重慶分院　重慶市　401147）

水庫除險(xiǎn)加固工程中防滲處理設(shè)計(jì)的運(yùn)用分析

文美

（深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院重慶分院重慶市401147）

目前我國存在大量的病險(xiǎn)水庫，其建設(shè)和維護(hù)密切關(guān)系著國家經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。由于興建水庫時技術(shù)條件限制，以及后期管理等方面的原因使水庫出現(xiàn)了多方面的問題，比如防洪標(biāo)準(zhǔn)低、防滲性能差、蓄水不足等，不但影響了其正常運(yùn)行，并且水庫一旦失事后果將不堪設(shè)想。因此我們必須對病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工作及防滲處理設(shè)計(jì)給予高度重視。

水庫；除險(xiǎn)加固；防滲處理設(shè)計(jì)

1　引言

在我國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，水庫儼然已成為不可或缺的集防洪、灌溉、供水、發(fā)電于一體的大型骨干工程，是保障國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步健康持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)我們對現(xiàn)有水庫工程發(fā)揮的巨大防洪、興利作用方面做出應(yīng)有評價的同時，也應(yīng)該看到我國水庫大壩失事給國家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成的重大損失。

特殊歷史時期興建的水庫，由于工程防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，施工質(zhì)量較差，水庫自然的老化，經(jīng)過多年的運(yùn)行，工程老化、效益衰減，安全問題嚴(yán)重，病險(xiǎn)水庫已成為防洪體系最薄弱的環(huán)節(jié)和防洪安全最大的隱患。水庫滲漏是病險(xiǎn)水庫最常見的病險(xiǎn)之一，故我們必須把對水庫存在的危險(xiǎn)、加固的措施及防滲處理設(shè)計(jì)的探究放在我們首要處理的問題中。

病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固完成后，可恢復(fù)或加強(qiáng)水庫的防洪功能，充分發(fā)揮水庫的灌溉、發(fā)電、供水、旅游、養(yǎng)殖等綜合效益，使生態(tài)環(huán)境得到改善，為水利管理體制改革提供有利條件，促進(jìn)我國水利事業(yè)的發(fā)展，更好地服務(wù)于人民，造福與人民。

2　水庫滲漏的類型及形成原因

水庫滲漏是指水庫蓄水后，庫水沿巖石的孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向庫岸分水嶺外的溝谷低地滲漏。可分為壩區(qū)滲漏和庫區(qū)滲漏。水庫滲漏減低了水庫效益，有時并引起鹽漬化、沼澤化等現(xiàn)象。

2.1壩基滲漏及形成原因

大壩建成后，壩上、下游形成一定的水位差（壓力水頭），在該水頭作用下，庫水經(jīng)壩基和壩肩巖、土體中的裂隙、孔隙、破碎帶或喀斯特通道向壩下游滲漏的現(xiàn)象。經(jīng)壩基的滲漏稱壩基滲漏，經(jīng)壩肩的滲漏稱繞壩滲漏。

壩基滲漏主要原因∶①清基不徹底或根本未清基，水庫建成后，不久便漏水。③設(shè)計(jì)中未考慮截水槽，或者截水槽尺寸不符合要求，截水槽在運(yùn)用中被擊穿。

繞壩滲漏主要原因∶①兩岸巖體破碎，節(jié)理發(fā)育、透水性大。③建筑時，岸坡未設(shè)截水槽，或截水槽深度不夠，碾壓不密實(shí)，施工中岸坡開挖不符合要求，與岸坡結(jié)合不好。③多數(shù)放水設(shè)施設(shè)于壩體內(nèi)部，沒有壓涵管，內(nèi)坡截流未做好。

2.2庫區(qū)滲漏及形成原因

庫區(qū)滲漏包括庫水的滲透損失和滲漏損失。由于飽和庫岸和庫底巖、土體而引起水庫滲漏的庫水損失，稱滲透損失，這種滲漏現(xiàn)象稱暫時性滲漏。庫水沿透水層、溶洞、斷裂破碎帶、裂隙節(jié)理帶等連貫性通道外滲而引起的損失，稱滲漏損失，這種滲漏現(xiàn)象稱經(jīng)常性滲漏，或永久性滲漏。通常，庫區(qū)滲漏指永久性滲漏。壩體滲漏主要原因∶①筑壩土料差，如含有雜質(zhì)，透水性大等，施工時碾壓不密實(shí)；③壩身單簿導(dǎo)致滲徑過短；③壩下排水體堵塞失效或根本未設(shè)排水體；④壩下原封堵漏洞漏水；⑤白蟻在壩體內(nèi)筑巢產(chǎn)生危害。

3　處理水庫滲漏病害的一些思路

3.1加強(qiáng)資金與科研投入

近年來我國對水利方面的發(fā)展與發(fā)展過程中歷史遺留問題更加的重視，在科學(xué)研究與資金方面的投入也巨大。尤其是近年來出臺了一些政策更加證明了國家政府對這方面整改的決心。對水庫大壩的檢測技術(shù)及安全維護(hù)措施的發(fā)展，使其觀測設(shè)備及預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)、設(shè)備及工程的耐久性等都得到了有效的提高。

3.2加強(qiáng)科學(xué)支撐

科技工作不僅注重對科學(xué)理論的探究和發(fā)展，更加要注重對現(xiàn)場活動的實(shí)踐驗(yàn)證。科學(xué)研究者要緊隨水庫工程的發(fā)展，根據(jù)水利工程現(xiàn)場的實(shí)際發(fā)展變化做出具有全局性、戰(zhàn)略性、遠(yuǎn)瞻性的重大戰(zhàn)略決策。再繼續(xù)發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷積極吸收借鑒別人的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，開拓創(chuàng)新，提高自主創(chuàng)新水平和層次。

3.3管理制度和水平的改善

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾碇贫群蛢?yōu)秀的管理水平是一個工程長久發(fā)揮效益的重大前提。在水庫工程的生命歷程中，政府部門、建設(shè)企業(yè)、運(yùn)行企業(yè)對其獲得的利益方位不同，因此所站的角度及關(guān)注點(diǎn)也不同，導(dǎo)致其管理協(xié)作不能很好的契合，嚴(yán)重影響到工程的作用發(fā)揮及其長期發(fā)展。因此需要提高其管理水平及各部門的協(xié)調(diào)工作，為工程的長期發(fā)展提供有力保證。

4　防滲處理設(shè)計(jì)的方法及應(yīng)用

4.1水庫防滲處理的技術(shù)分類

4.1.1垂直方向防滲技術(shù)

垂直防滲技術(shù)是有效防止水庫壩基滲漏的一種方式，是通過將水庫的地基設(shè)置有效的封閉式的防滲帷幕。隔水層比較淺或地基透水層比較薄的區(qū)域適用于垂直防滲技術(shù)，因此它具有一定的適用范圍。在使用時除了要熟悉掌握它的應(yīng)用技術(shù)外，還應(yīng)熟悉其適用范圍，只有這樣才能充分利用其有效功能，使其服務(wù)于工程。

4.1.2水平方向防滲技術(shù)

水平防滲技術(shù)是將防滲土工膜水平鋪設(shè)在平原水庫的壩坡來進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)。此技術(shù)具有成本低廉、工期較短、取材方便、操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此實(shí)際工程運(yùn)用中，多使用此方法進(jìn)行平原水庫的防滲，也使其得到了充足的應(yīng)用與發(fā)展。

4.2一些具體的防滲處理設(shè)計(jì)方法

4.2.1土工膜防滲處理技術(shù)

復(fù)合土工膜對防滲有著非常好的效果，其主要是由土工織物與土工膜制成的。值得注意的是要對大壩進(jìn)行有效的處理并且對坡面的壓實(shí)度和平整度進(jìn)行有效的控制使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后才可以鋪設(shè)復(fù)合土工膜。土工膜鋪設(shè)完成后要在膜的上方鋪設(shè)砂墊層或混凝土，使其形成一個整體防滲體系且封閉。在施工過程中要嚴(yán)密控制施工質(zhì)量以免破損復(fù)合土工膜，為確保土工膜的鋪設(shè)質(zhì)量應(yīng)盡可能的使用寬幅的膜，同時還要盡力使鋪設(shè)的膜松緊有度，平整、緊密貼合土面，不與土面之間留有縫隙。

4.2.2防滲板、防滲墻技術(shù)的應(yīng)用

該技術(shù)主要是為了形成一道厚實(shí)的防滲墻體，將一塊空心鋼模板利用頻率高、功率大的施工設(shè)備插入到大壩的地層中，隨后將砂漿混凝土等具有防滲作用的漿液注入地層中。該技術(shù)存在大量的優(yōu)點(diǎn)，但同時也有著很大的局限性。該技術(shù)有施工進(jìn)度較快，施工流程及工藝簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。但如果遇到比較堅(jiān)硬的地層，將無法下沉空心鋼模板，無法形成防滲墻體。在實(shí)際的工程中，會遇到許多坡度比較陡的大壩地基且其坡墻堅(jiān)固程度可能無法承受下沉空心鋼板時產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動，由此一來，容易使坡墻產(chǎn)生二次破壞。

4.2.3關(guān)于利用混凝土的防滲技術(shù)

混凝土防滲技術(shù)很早就運(yùn)用于我國的水庫防滲處理中，作為在松散透水地基中對水工建筑物進(jìn)行防滲處理的措施之一混凝土防滲技術(shù)是最傳統(tǒng)的也是最有效的、最重要的。該施工方法較為復(fù)雜，在工程的施工過程中需要進(jìn)行多方面的施工準(zhǔn)備，而且在很多方面需要專門的施工設(shè)備進(jìn)行操作，比如在水庫堤壩的滲漏處需用專門的鑿槽機(jī)械設(shè)備進(jìn)行造槽，清孔換漿工序在其之后進(jìn)行，在鑿孔的進(jìn)程中，導(dǎo)入的空心鋼板墻要比孔內(nèi)泥漿面高出一部分，一般規(guī)定為30～50cm。對向孔槽內(nèi)填充基石的深度進(jìn)程要嚴(yán)格按照規(guī)定，各步驟完成后要抓緊向槽孔中澆灌經(jīng)嚴(yán)格驗(yàn)證合乎標(biāo)準(zhǔn)的混凝土，澆灌時間一般不應(yīng)超過四小時。通過以上嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E工序即可形成一道堅(jiān)固的混凝土墻體，因此此技術(shù)可以非常有效的防止水庫滲漏問題。隨著技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，混凝土防滲技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。

4.2.4噴射灌漿防滲技術(shù)

噴射灌漿技術(shù)是利用高壓設(shè)備進(jìn)行噴射故又叫做高壓噴射灌漿技術(shù)，它是80年代發(fā)展起來的在堤壩涵閘的防滲工程中被廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)。高壓噴射灌漿技術(shù)的原理是置換灌漿，即利用高壓水及位于鉆孔中的噴射管使土體被沖切，同時在高壓氣及機(jī)器的不斷攪拌中逐漸形成泥漿及水泥砂漿，最終形成一道防滲性能較高的水泥漿屏障進(jìn)而達(dá)到防滲的目的。在該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用過程中，可以使施工工作量大大降低，因?yàn)榇思夹g(shù)不需要進(jìn)行大面積的地基挖掘工作，有高效率的優(yōu)點(diǎn)。不進(jìn)行地基挖掘可以有效的避免結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的二次破壞，同時預(yù)先在水庫的滲漏處打套管這就增加了施工過程的可靠性。因此，該技術(shù)得到了較廣泛的應(yīng)用。

5　結(jié)束語

水庫大壩的除險(xiǎn)加固措施及其防滲處理設(shè)計(jì)不僅有利于提高大壩的使用壽命，而且是一項(xiàng)關(guān)乎國計(jì)民生的大事，對國民經(jīng)濟(jì)及人民生活水平的提高有重要意義，因此各水利建設(shè)單位必須給予高度的重視。在工程實(shí)踐中，注重防滲技術(shù)的設(shè)計(jì)同時結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)選擇合適的防滲措施來達(dá)到除險(xiǎn)加固的目的。

[1]覃述文.水庫除險(xiǎn)加固工程中防滲處理設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].中國科技博覽，2011（31）∶96～97.

[2]儲昭云.防滲處理設(shè)計(jì)在水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2013（10）.

TV697.3

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1673-0038（2015）11-0192-02

∶2015-2-20

∶文美（1987-），女，漢族，湖南衡陽人，助理工程師，本科，從事水利設(shè)計(jì)工作。