三振華
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水庫工程運行過程中,為了保障其運行安全,必須要全面掌握病險水庫工程加固施工處理技術要點,這樣才能夠提升水庫工程的經濟效益。
水庫工程是泄洪防汛與蓄水灌溉的重要設施,其安全性與穩定性是保證水利工程能夠充分發揮作用的關鍵因素,因此為了消除水庫運行過程中存在的安全隱患,需要對病險水庫進行加固施工處理。在水庫工程加固施工中,如果出現施工處理不當的問題,就會對水庫的安全性與穩定性造成一定的影響,威脅人們的生命財產安全,不利于水利工程與社會經濟的發展。因此,必須做好病險水庫工程加固施工處理工作,從而有效提高水庫工程質量[1]。
(1)滲漏問題。水庫滲漏是十分常見的問題,造成滲漏的因素包括:①水塔和水常年接觸受到水的沖刷,局部位置可能會產生滲漏問題;②水庫內部存在著陰溝、腐朽樹木等雜質,提升了水庫堤壩滲漏可能性;③如果水庫主體施工采用了壤土、黏土時,可能會因為土層分布不均,內部存在著土壤夾層,從而提升了滲漏概率。
(2)變形問題。如果水庫工程出現了滲漏破壞和土體破壞,往往會出現水壩工程整體、局部變形問題。其中,土體變形是因為工程土體問題造成的險情或是水庫壓力過大引發變形。
(3)裂縫問題。如果水庫工程存在質量問題或施工材料不達標,很有可能造成水庫表面裂縫問題,裂縫問題會直接影響水庫工程質量,還會因為裂縫延伸產生水庫堤壩安全事故,特別是對于混凝土水庫主體來說,如果出現了質量問題,會造成極大的影響。所以在加固施工當中需要找出裂縫誘因、位置、開裂程度,采用科學方法處理裂縫問題,如高壓噴射灌漿等[2]。
(1)水庫工程防滲施工技術要點分析。①科學采用土工合成材料。由于土工合成材料防滲性較強,所以廣泛應用到病險水庫工程加固當中,特別是在堤壩內埋管材料防滲中有著不錯的效果。在實際使用中,垂直鋪塑防滲方案是最常見的方法,也就是在土體當中采用往復式、鏈斗式鋸槽機在垂直方向上開一個槽溝,縱向挖掘30cm槽溝,溝深度為12m,并灌入泥漿材料護壁。之后結合孔洞規格確定土工膜寬度,通常在30cm左右,將土工膜放入槽內,把卷軸倒轉,這樣即可展開土工膜,采用搭接措施連接每個卷材。上述工作完畢后,要在膜兩側填土,構成防滲帷幕。回填施工中,需要在槽底位置回填黏土,保證黏土回填厚度在1m以上,確保封閉質量,避免水下工程出現滲漏情況,之后繼續回填土料。②水平防滲技術要點。水平防滲技術是由上游鋪筑鋪蓋技術和下游排水減壓技術組合而成,產生上下游多道防滲系統。其中,水平鋪蓋施工當中要根據工程特性、水文特點,確定鋪蓋長度、厚度、緊密性和滲水性等參數,還要重點考慮下方是否有反濾層等。通過分析透水層厚度、壩基滲漏系數、水頭后確定防滲體的長度、厚度,鋪蓋長度是水頭長度的7倍左右,上游到下游厚度逐漸增加,前段最小厚度在1m之內,壩身防滲連接厚度足有水頭厚度的5/3,如果鋪蓋無法達到反濾施工標準,如果基土透水性較強,此時要增設一層反濾層。③高壓噴射灌漿防滲技術要點。除了土工膜防滲,還可以采用高壓噴射灌漿防滲方案,該項技術主要是在沙礫卵石基地上鉆孔作業,并向孔洞及其四周噴射高壓水泥泥漿,讓砂礫石與砂漿充分混合,待到砂漿凝固之后會產生樁基,將所有樁基連接即可形成防滲工程。多數情況下都是采用旋轉高壓噴射方案,此方法主要是適用于小顆粒、深度大的沙礫卵石地層防滲,并且具有施工成本低、施工效率高等特點。
(2)泄洪道加固處理技術要點分析。為了能夠提升病險水庫的洪水抵抗能力,要嚴格設計水口消能防沖性能、泄洪性能、水面線等,還需要核定、明確水庫大壩應采用的消能方案。再者,有目的檢查、復核水庫工程整體、泄槽底板、控制段、邊墻作用結構,以審查參數數據為基礎,確保水庫大壩加固的科學性、有效性。如果泄洪道損害情況嚴重,需要及時進行整修,確保大壩泄洪性能能夠達到設計標準。在實際使用中,可以提升大壩高度,提升水庫蓄水性能,減少洪峰效應、提升下游防洪性能;提升泄洪建筑規模,保證水庫泄洪能力。據不完全調查顯示,最大泄流量是最大入庫洪峰量的40%,而通過有效擴建可以讓最大泄流量達到入庫洪峰量的70%以上。
(3)大壩涵洞施工處理技術要點分析。由于水庫大壩涵洞面積較大,通常都是在1m~2m,如果其周邊沒有結構損壞等問題,則可以采用裂縫整修、填充水泥漿、內部加固方案。如果涵洞洞口大、埋得深,或者直接威脅到了大壩安全性,則要考慮將涵洞深挖并重新建設修理。如果涵洞埋得過深無法直接對涵洞進行加固,需要將涵洞全部封阻,重新建設涵洞,為后續運維奠定基礎。在涵洞封堵當中,想要確保最終的封堵效果,可以采用裁斷外管壁以及大壩滲漏區域,重新建設。如果大壩高度較低,采用虹吸管方案,如果搭板高度較高,在虹吸管難以取水的情況下,需要重新開鑿隧洞取水。此外,還要進行金屬結構、啟閉設施加固,如果金屬閘門失效或設備失效,需要更換成為新的閘門或設備。如果閘門銹蝕不嚴重,在啟閉設備性能良好的情況下,主要是采用定期養護和除銹處理,可以采用防水涂料防腐措施[3]。
綜上所述,水庫工程在長時間使用下,會受到水體沖刷腐蝕以及空氣腐蝕的作用,影響了水庫工程的穩定性,容易產生滲漏等問題,嚴重影響水庫工程運行安全。這就需要對既有水庫工程進行加固施工,采用針對性加固施工處理技術,從而保證水庫工程安全運行。