簡析小型水庫的主要幾種除險加固技術

湯俊成

摘 要：我國眾多小型水庫的建設年代久遠，由于受到當時施工技術、材料、后期維護等主觀因素以及自然天氣等客觀因素的影響，小型水庫在運行的過程中不可避免的會出現許多問題，影響其功能與作用的發揮，威脅下游人們的生命與財產安全。因此，為了解決上述問題，應該采取有效的除險加固技術進行處理，以此提高小型水庫的使用能效，并延長其使用壽命。文章分析了小型水庫的常見病害，并提出了小型水庫的主要幾種除險加固技術，以供參考。

關鍵詞：小型水庫；幾種；除險加固技術

前言

全國有各類水庫8.7萬座，多為上世紀50-70年代所建，其中小型水庫占大多數。小型水庫通常由地方財政撥款建設，由于受各種因素影響，大量水庫建設標準很低，且經多年運行，老化失修，導致很多小型水庫在帶病運行，也降低了水庫的效益和防洪能力。小型水庫的安全性，直接威脅下游人民群眾的生命與財產安全。自2006年起，國家分批次利用中央和地方配套資金，計劃用10年時間完成對小型水庫進行除險加固。如何對小型水庫進行除險加固已經成為當地政府以及社會各方面廣泛關注的焦點，尤其是山區水庫，在遇到大雨、暴雨等惡劣天氣時，很容易導致小型水庫大壩漫頂、壩體滑坡甚至垮壩等危險。我區共有小（1）、小（2）型水庫除險208座，近幾年大多已經除險加固。目前，小型水庫除險加固工程被我省列為33項民生工程之一，固其除險加固工程技術的引起廣泛重視。因此，文章針對小型水庫幾種常見除險加固技術的研究具有非常重要的現實意義。

1 小型水庫的常見病害分析

1.1 壩體結構病害

導致大多數小型水庫除險壩體結構病害的原因是原建設標準低，施工技術落后且年久失修。當小型水庫出現此類病害之后，將會降低壩體的防洪能力，對于多數的均質土壩穩定性和壩基抗滑能力可能產生嚴重影響，可能導致壩體出現滲漏、滑坡、塌岸以及裂縫等問題，如果沒有及時地采取有效的措施進行處理，將會導致嚴重的后果，威脅下游人民群眾的生命財產安全。

1.2 壩體滲透病害

我國許多小型水庫建設于上世紀五六十年代，由于受到當時施工技術、管理水平以及材料等因素的制約，甚至還有許多小型水庫的施工方案是“摸著石頭過河”，沒有進行科學系統的論證和正規的設計規劃，導致小型水庫在建設的過程中就病體纏身，出現壩體滲透等問題，如沒采取有效的措施進行處理，長期帶病運行，病癥不斷發展擴大，隨時可能導致垮壩。

1.3 小型水庫的配套工程不完善

部分小型水庫的放水涵為圬工結構，閘控無效，形成長流水，不能正常蓄水，興利庫容嚴重不足，水庫不能充分發揮灌溉效益。有些小型水庫的大壩上游沒有防護護坡，浪坎陡立，受水浪沖刷嚴重，壩面雜草叢生，坡面變形嚴重。

2 小型水庫的主要幾種除險加固技術

2.1 土工合成材料除險加固技術

土工合成材料除險加固技術是一種新型的小型水庫除險加固技術，土工合成材料是一種比較理想的工程材料。例如，土工符合材料是采用兩種或者以上土工合成材料經過人工組合形成的復合體，應用于加筋、截水以及排水等；土工網主要應用于氣體、液體的傳輸；土工格柵主要應用于加筋；土工織物主要應用于防護、侵蝕控制、加筋、隔離、過濾以及排水等。小型水庫在應用土工合成材料除險加固技術時，應該根據小型水庫的具體狀況，采用合適的土工合成材料，然后在土工合成材料上鋪設混凝土、砂墊層等，以此降低大壩的浸潤性，提高防滲效果。

2.2 壩基與壩體密實除險加固技術

對于已建壩，應用采用振沖法，在進行由軟弱土質筑成壩體的加固處理時，該種技術表現更為突出。針對粘性土壩基，應該采用深層攪拌法，如果壩體以及壩基都出現密實度問題，應該根據小型水庫的具體狀況，盡可能地采用相同的除險加固技術；對于新建壩，通常采用振沖壓密法以及碾壓法進行壩體的加固，壩基的加固通常采用換填法、化學灌注法、排水沙井分期填筑法、強夯法、振沖壓密法以及深層攪拌法等。

2.3 高壓噴射灌漿技術

常見的高壓噴射凝結體包括三種，噴嘴噴射時，一邊擺動一邊提升，形成扇形或者啞鈴形凝結體；噴嘴采用固定的噴射方向，可以形成板狀凝結體；噴嘴在噴射的過程中垂直上升，可以形成圓柱狀的凝結體。常見的高壓噴射灌漿施工方法包括以下幾種：其一，單管法。單管法的施工工藝比較簡單，灌漿壓力超過20MPa，噴嘴噴出漿液，產生攪合與填充的作用，切割與沖擊周圍地層，硬化之后形成凝結體，但是該種施工方法的應用范圍相對較小；其二，雙管法。雙管法通常適用于地下水豐富、孔隙率大以及含有大粒徑塊石的地層，該種施工方法具有功效高、效果好等優點，具有兩個管道，漿壓介于45MPa-50MPa之間，氣壓介于1MPa-1.5MPa之間。可以直接將壓縮空氣以及漿液射入地層；其三，三管法。三管法的主要參數包括：水壓介于38MPa-40MPa之間，漿壓介于0.3MPa-0.5MPa之間；氣壓介于0.6MPa-0.8MPa之間，噴射桿通常采用水管、漿管以及氣管造成，水與氣的噴嘴在上，漿液的噴嘴在下，高壓氣與高壓水隨著噴射桿的旋轉與提升，將濃漿注入到地層中；其四，多管法。多管法的噴灌包括探頭導向管、泥漿排出管、漿管、氣管以及送水管等，管道將形成的泥漿排出，采用40MPa的超高壓水射流進行地層的切削，采用探頭測出地層中形成的空間，最后采用礫石、砂漿以及漿液等進行置換填充，形成柱狀凝結體。

2.4 劈裂灌漿技術

劈裂管漿技術是土壩沿壩軸線布置豎向鉆孔，采用具有一定壓力的灌漿把壩體沿著壩軸線的方向劈開，灌注泥漿，并形成厚度介于5cm-20cm之間的連續泥墻，以此達到加固壩體的目的，并且泥漿使壩體濕化，提高了壩體的密實度。劈裂灌漿技術不僅能夠起到加固壩體的作用，還能夠起到防滲作用。劈裂灌漿技術具有投資少、施工簡單等優點，缺點在于使用范圍相對有限，僅僅適用于壩高低于50m以下的寬心墻壩以及均質壩，灌漿壓力控制難度相對較高，在灌漿施工的過程中容易導致土壩出現滑坡、失穩等問題，并且壩體灌漿凝結時間相對較差，對施工人員技術水平的要求相對較高。

2.5 土石壩滑坡加固技術

國內小型水庫的大壩通常為土石壩，土石壩加固的目的在于提高土石壩的穩定性與強度。在采用土石壩滑坡加固技術之前，應該先進行滑坡勘探、觀測工作以及土工試驗等分析土石壩滑坡的原因，找出導致土石壩土體失衡發生相對滑移的原因，然后選用相應的加固技術。

2.6 帷幕灌漿技術

帷幕灌漿技術是將幾種材料配置成漿液，采用壓送裝置將漿液灌入縫隙或者地層中，使其擴散、固化或者膠結，以此提高巖基的密度以及完整性，在地下形成阻水帷幕，降低壩體楊壓力，削減滲流水壓力，增加滲流水的垂直滲徑，以此提高壩基的安全性與穩定性。帷幕灌漿技術具有施工工藝簡單以及成本低的優點，被廣泛地推廣和應用在小型水庫除險加固施工中。

3 結束語

總之，我國小型水庫數目眾多，星羅棋布，地質地貌條件千差萬別，且受到當時建設時的施工技術、管理水平及材料等限制，導致小型水庫在運行的過程中出現很多問題，病險水庫不僅影響其工程效益的發揮，同時還威脅下游群眾的生命財產安全。因此，病險小型水庫在應用除險加固技術進行加固除險時，需要根據小型水庫的具體狀況，選用合理的除險加固技術，進行科學設計，徹底除險，并要不斷地完善水庫管理體系，更好地發揮其經濟、社會效益，保證人民群眾的生命財產安全。