中小型水庫大壩除險加固防滲設計的處理措施

江 波

信陽市鲇魚山水庫管理局，河南 信陽 465350

水庫大壩作為一種特殊建筑物，其特殊性具體展現(xiàn)在以下方面。首先，投資高、效益高，但是面臨著巨大的風險損失，一旦出現(xiàn)問題，就很可能會威脅到人民群眾的生命安全，造成不可估量的經(jīng)濟損失。其次，邊界以及結構條件、周邊環(huán)境、地質構造等因素都非常復雜和重要。最后，在進行水庫大壩設計及施工的過程中，因為所涉及的水文、地質、工序等內(nèi)容非常復雜，所以很大程度上依賴于施工經(jīng)驗，具備較強的不確定性。為此，文章以防滲加固相關措施為分析角度，介紹了幾種不同的加固防滲工藝，以其最新的發(fā)展動態(tài)為研究對象，尋找水利工程施工設計在現(xiàn)實中存在的問題的解決措施。

1 中小型水庫大壩除險加固防滲設計的意義

中小型水庫是水利工程建筑物中較為普遍的建筑，構建中小型水庫一般是為了調(diào)節(jié)水流和攔洪蓄水，進行水產(chǎn)養(yǎng)殖、水力發(fā)電，提供灌溉農(nóng)業(yè)用水、居民生活用水等，促進當?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。由于我國地域遼闊，河流分支較多，中小型水庫的建設數(shù)量也較多，但大部分水庫的修建時間都是中華人民共和國成立初期，時間較早，技術水平、施工工藝、應用材料等水平有限，且在水庫設計工程質量方面的標準并沒有達到如今的水平，為此產(chǎn)生了不少有質量安全隱患的病險庫。同時，多年的風吹雨打和地質災害也對水庫造成了不同程度的損壞，使部分水庫大壩的正常功效難以發(fā)揮，水庫大壩滲流現(xiàn)象以及大壩主體穩(wěn)固性差的問題較為嚴重，在一定程度上威脅了水庫的安全，增加了發(fā)生險情的概率。

在進行水利工程建設施工時，應重視對原有水庫大壩的修建工作，將水庫大壩除險加固防滲工作處理好，尤其是建設年代久遠的中小型水庫大壩。在除險加固防滲設計過程中，應當以中小型水庫大壩的特點以及當?shù)毓┧闆r為出發(fā)點，查找出現(xiàn)險情的安全隱患及故障的原因，有針對性地進行整治活動，保證水庫大壩的基礎功能，提升水庫大壩的安全性能，強化相關水利工程的實用性，使其更好地為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展服務。因此，有必要加強中小型水庫大壩的除險加固防滲設計。

2 中小型水庫大壩除險加固措施

2.1 加固輸水洞

除險加固的一項重要內(nèi)容即輸水洞的加固，部分水庫輸水涵洞存在斷裂、氣蝕、堵塞等病害，影響蓄水，危及安全。輸水涵洞除險加固處理方案如下。

（1）放棄和堵塞涵洞，破壩重新埋設新涵管。這種方法技術成熟，易操作，但是工程量大、造價高、工期長，對原壩體的破壞性較大，而且會對大壩正常蓄水和大壩安全性造成影響。

（2）放棄和堵塞原涵洞，改用虹吸管或鋼管。該方法對虹吸管的真空值和安裝高度有一定要求，要求管道密封性能好，且需要開挖和填防，并將原涵管洞作封堵處理，避免今后管理運作出現(xiàn)問題。

（3）采用環(huán)氧砂漿修補。該方法的優(yōu)點是節(jié)約投資、施工簡便、操作簡單，但缺點是抗壓強度低，在涵洞改造中，其強度和穩(wěn)定性難以達標，治標不治本，難以徹底解決問題。

（4）采用頂管法施工。該方法是使用最早的一種非開挖施工方法，起源于美國，是繼盾構法之后發(fā)展起來的一種暗挖式地下管道施工方法，具有工程量較小、造價適中、工期短、工藝先進、施工安全、設備簡單、對原壩體的破壞較小等優(yōu)點，可以從根本上解決問題。對比其他施工方式，頂管法施工的性價比較高。

2.2 處理排水棱體

如果水庫大壩出現(xiàn)排水棱體無法流暢排水的現(xiàn)象，通常情況下應避免進行翻修開發(fā)，以免因為施工使大壩產(chǎn)生新險情。為此，可以通過在下游坡構建導滲井的方式，把滲水排入石棱體，從而將垂直導滲井作為導滲砂井。針對那些不具備排水棱體的項目，可以采用毛細透排水帶處理。

2.3 處理滑坡

對于可能影響中小型水庫大壩安全狀況的山體滑坡現(xiàn)象必須加以處理。為此，技術人員可以通過相應地質檢測操作，對滑坡產(chǎn)生的原因、形成的規(guī)模以及影響的范圍、滑床面的巖土物理參數(shù)等數(shù)據(jù)進行界定和明確。針對滑坡體可以進行綜合處理，通過節(jié)水、壓腳、排水以及削坡減載的方式來加固滑坡，提升其穩(wěn)定性。在這個過程中，應當注意區(qū)分滑坡和山坡局部坍塌，如果只是出現(xiàn)山坡局部坍塌，那么只需要清除不穩(wěn)定巖體，再用掛網(wǎng)噴錨的方式即可。

2.4 除險加固溢洪道

技術人員可以在水面計算以及復核泄洪能力方面做好工作，計算消能防沖，從而確定合理的效能方法，并且應當復核泄槽板底、控制地段和邊墻的結構，以中小型水庫大壩的實際地形狀況以及相應數(shù)據(jù)的復核結果為依據(jù)，制訂合理的除險加固計劃。如果溢洪道部位的破壞并非十分嚴重，可以通過局部修整完成除險加固工作。

3 中小型水庫大壩防滲措施

3.1 混凝土防滲墻

（1）塌孔預防。為了及時預防槽孔崩塌，在施工現(xiàn)場應當及時準備相應材料，如水泥與黏土，以堵漏塌孔。產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象的原因較多，如提鉆過程中碰撞孔壁等，因此操作人員必須實時關注槽孔漿面的變化情況，一旦出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，應當及時處理。

（2）墻體斷層預防。在澆筑槽孔的過程中，要求技術人員測量記錄硁面深度，導管埋深應當按照要求進行，避免導管脫離硁面。

（3）導管堵管預防。在埋設導管時，應仔細檢查導管質量。在混凝土灌注過程中，采用導管法，如果預防措施不到位，可能會導致出現(xiàn)導管進水、塞管等問題。

（4）完善清孔驗收工作。其主要包括孔內(nèi)泥漿性能、孔底淤積厚度、接頭刷洗質量、導管間距、終澆高程等內(nèi)容。

隨著水電工程建設的快速發(fā)展，混凝土防滲墻因施工簡便、結構可靠、防滲效果良好、造價較低等優(yōu)點，成為水利工程覆蓋層防滲處理的首選。

3.2 高壓噴射灌漿

在對中小型水庫進行防滲處理的過程中，高壓噴射灌漿防滲設計依靠裝置所具有的高壓特點，使?jié){液可以注入大壩地基內(nèi)的孔隙，并且通過射流的攪拌、切削，地基和漿液之間會形成類似整體的相應結構，從而完成整個水庫大壩地基改造的過程，增強地基的穩(wěn)定性以及增大地基密度，提升水庫大壩的防滲性能。高壓噴射灌漿防滲設計具備施工任務量較小、作業(yè)難度較小等優(yōu)勢，還可以避免對水庫大壩的地基地面產(chǎn)生不必要的損害，應用提前準備好的套管，能夠讓水庫大壩的防滲處理過程更加迅速、高效，同時其穩(wěn)定性和可靠性都具有一定程度的保障。但是，應用該項技術所需耗費的資金較多，與其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益之間存在一定矛盾，單純從實際經(jīng)濟狀況出發(fā)，高壓噴射灌漿防滲設計并不是水庫大壩防滲最為理想的處理方式。

3.3 復合土工膜

復合土工膜是用土工織物與土工膜復合而成的不透水材料，主要用于防滲。復合土工膜分為一布一膜和兩布一膜，其抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學性能指標高。因為其選用高分子材料且生產(chǎn)工藝中添加了防老化劑，所以可在非常規(guī)溫度環(huán)境下使用，在進行實際操作施工前的準備工作中起到了至關重要的作用，需要先在大壩地基平面進行處理壓實，確保地面平整穩(wěn)定，再使用復合土工膜進行鋪設。與此同時，砂墊層和混凝土也可以應用，讓復合土工膜鋪設在砂墊層以及混凝土下方，從而創(chuàng)建更加合理完備的防滲體系，達到在整體上改善大壩防滲性能的目的。需注意的是，在選擇復合人工膜時，應當選擇有較大寬度以及沒有褶皺和裂縫的材料，以提升工程整體防滲性能。

4 結束語

水利工程是促進國家經(jīng)濟發(fā)展的公共工程，關乎國計民生，如最基本的水力發(fā)電、農(nóng)田相關灌溉問題、避免洪水災害等，可在一定程度上促進經(jīng)濟發(fā)展，因此做好對中小型水庫大壩的除險加固防滲工作十分重要，這不僅是提升水利基本功能的相應前提條件，也是建設中小型水利項目的保障。為此，相關工作人員必須重視除險加固防滲工作，力求將工作落實到位，促進水利工程建設整體質量的提高。