水利工程中的壩體建筑加固設計技術分析

屈華非

重慶市渝北水利電力建筑勘測設計院有限公司 重慶 404100

水利工程的壩體建筑質量在很大程度上決定著壩體的使用壽命，對于水利工程蓄洪、發電等作用都會產生影響。由于壩體建筑長時間受到沖擊，加上外界環境的影響，其穩固性會大大降低。因此需要做好壩體建筑的加工工作，從而提升工程的安全系數，創造更大的綜合效益。

1、水利壩體建筑工程概況分析

一水庫設計總容量為1.5億m3，主要用于當地農業灌溉與防洪，承擔部分發電功能。整個建設過程可以分為主壩和副壩，水庫長期使用后，帶來顯著的經濟效益，在養殖、發電、防洪等方面起著重要作用。但由于各種因素的影響，水庫的壩體建筑需要進行加固，從而延長使用壽命。

水利工程中水庫最為常見，關鍵就是如何計算庫容，也是測繪工作的主要組成內容。受到傳統技術方法的限制，通常選擇人工計算方式明確庫容，但整體耗時長、工作量大，且受到人工計算影響容易出現錯誤，影響到最終精度。現代測繪技術可以提升水庫面積的計算精準度，并將等高線在地形圖上繪制出來，提升水庫庫容計算準確度。利用現代測繪技術計算庫容更加高效，也可以推行自動化管理模式。水利工程施工測量的基本途徑之一就是點位測量，通過結合已知角度、長度、高程等數據，合理設置點位并準確測量。整個過程中需要注意一個問題，要求保證地形圖測量精度與放樣緊固帶。

2、水利壩體建筑存在的主要問題

水庫壩體設計方案為砂殼土壩，壩體寬度2.5m、壩底寬26.2m。當時建設時受到施工技術、建設成本等因素限制，造成壩體存在質量安全隱患。水壩經過數年運行后，一些質量問題逐漸顯露出來，影響到水壩的正常運行。處于安全考慮，決定采取加固設計措施，解決質量安全問題。具體體現在以下幾個方面：

2.1 無法滿足規范要求

通過相關的研究發現，水利工程心墻、殼的壓實不符合工程要求。并且壩體材料的均勻性不好，局部存在問題，有塌陷的可能。因此整個壩體的阻水性能相對較差，受到水體侵蝕出現變形情況。最終在不斷滲透的過程中引發了變形情況。

2.2 壩基與壩間清基不徹底

通過對壩體的材料進行研究發現，水庫壩基巖土地采用的是弱風化的黑云長花崗巖，左壩肩頂部表面使用的是含砂黏土薄層，壩體下部為花崗巖全風化土，風化層較強。可見，壩基、橋臺清理不徹底。因此存在相對嚴重的滲漏問題，對于整個水庫的穩定性和安全性。

3、水利工程的壩體建筑加固設計

在本次工程中壩體加固設計如圖1所示。

圖1 加固設計

3.1 主壩加固設計

對風化巖層中進行造孔處理是相對較難的過程中，通過研究發現可以采用帷幕灌漿的方式進行處理，如圖2所示。具體可以使用防滲處理技術，對左壩和右壩進行處理，并做好風化巖層的防滲處理。

圖2 帷幕灌漿施工工藝

在具體的施工過程中，需要將孔距控制在2米左右。同時，在弱風化巖層為5米的灌漿孔周邊應該做好相應的防滲措施，并將防滲墻厚度控制在1米左右。對于塑性土防滲墻的彈性模量應該控制在800～1000MPa，從而提升壩體建筑的穩固性。

3.2 水利工程中的壩體建筑加固設計技術

水利工程中的壩體建筑加固設計技術常用的有以下兩種方式：

3.2.1 裂縫灌漿加固技術

加固壩體裂縫的水利工程,有必要使用裂縫的灌漿技術,具體包括整個孔灌漿和灌漿底部的洞,控制灌漿壓力,將壩體分為裂縫,并注意泥漿的裂縫。在使用裂縫注漿技術的過程中，需要對于裂縫產生的原因進行分析，及時掌握壩體的應力情況，從而做到科學布置孔的分布情況，為進一步灌漿處理打好基礎，實現對大壩的加固。采用裂隙注漿技術主要是基于水力壓裂原理，利用水壓及時擴大裂縫，并及時灌漿，完成加固工作。正常情況下，大壩的部分會呈現梯形具體的特點對應力進行分析計算，確保后續灌漿、布孔的順利進行。另一方面還應該借助泥漿對壩體的裂縫進行加固處理。使用高壓泥漿填充壩體的空洞與裂縫，可以增強壩體的穩固性。

3.2.2 混凝土防滲墻加固技術

對于壩體加固，還可以使用混凝土防滲墻加固技術。該技術對防止泄漏起著重要的作用。混凝土防滲墻技術具有良好的防滲效果，可減小滲流梯度，切斷滲流。此外，在采用混凝土防滲墻技術施工時，應確保滿足抗剪、抗壓要求。同時，對于混凝土防滲墻技術的應用，可以采用注水槽法和機械槽法進行處理。使用射水造槽的方法有一定的優勢，具體表現為方法簡單、成本低廉，因此對于土質開挖具有較大的應用范圍。這種方式操作簡單，對施工人員的技術要求相對較低，可以大大提高施工效率。另外，這種方式的施工時間較短，鑿孔率相對較高，成孔率也非常高，可以有效避免二次施工的出現，在很大程度上可以起到降低施工成本的目的。

但在實際操作中，這種方式也存在一定的問題，具體如下，射水造槽法不適用于礫卵石地層，整個施工的機械相對復雜，因此施工的靈活性較差，對于施工的自動化水平而言，相對較低。對于壩體的基巖、防滲墻之間的連接施工存在較大的施工難度。還容易導致墻體之間出現泥皮，影響總體的加固效果。

4、結語

綜上所述，由于傳統的建筑技術和資金投入等因素的影響，水利工程施工的質量與標準相對于預期還有一定的差距。在長時間使用之后出現滲漏和裂縫等問題，對于水利工程的穩定性和安全性造成嚴重影響。因此水力工程的壩體建筑加固設計就顯得十分重要，在加固過程中具體應該根據工程的需要以及材料的結構進行綜合分析，從而充分發揮水力工程的作用。