水庫除險(xiǎn)加固工程大壩帷幕灌漿施工技術(shù)探究

廖晚秋

（富川瑤族自治縣富陽鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心，廣西 賀州 542700）

水庫作為重要的水資源管理設(shè)施，其安全性對(duì)于基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)尤為重要，在廣西富川等地區(qū)，由于自然和人為因素，許多水庫具有除險(xiǎn)加固的需求。在這些工程中，大壩帷幕灌漿技術(shù)是確保大壩安全和穩(wěn)定的重要手段。大壩帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高大壩的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而且能有效防止水滲漏，從而保障水庫的安全運(yùn)行。

1 水庫除險(xiǎn)加固工程概述

1.1 水庫除險(xiǎn)加固的重要性

水庫除險(xiǎn)加固工程的重要性在于其直接關(guān)系到區(qū)域水資源的安全和穩(wěn)定供應(yīng)，特別是在基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)，如廣西富川地區(qū)，水庫不僅是農(nóng)業(yè)灌溉的主要來源，也對(duì)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的飲用水安全和生態(tài)平衡發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著時(shí)間的推移和環(huán)境條件的變化，許多舊水庫面臨結(jié)構(gòu)老化、滲漏、裂縫等問題，如不及時(shí)處理，可能導(dǎo)致水庫功能退化，甚至威脅到下游地區(qū)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，及時(shí)有效的除險(xiǎn)加固工程，對(duì)于維護(hù)水庫的正常功能，保障區(qū)域水安全具有重要意義。在這一過程中，準(zhǔn)確識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、制定合理的加固方案，以及采用適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，都是確保工程成功的關(guān)鍵。通過這些加固工程，可以有效提高水庫的安全等級(jí)，延長其使用壽命，同時(shí)保障當(dāng)?shù)鼐用竦纳畎踩退Y源的可持續(xù)利用。

1.2 基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫的挑戰(zhàn)

基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫因其規(guī)模和功能的特殊性，通常位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，資金和技術(shù)資源較為有限，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)和建設(shè)階段可能無法采用最先進(jìn)的技術(shù)。這些區(qū)域的水庫往往承擔(dān)著農(nóng)業(yè)灌溉、防洪控制及提供生活用水等多重功能，使其在運(yùn)行和維護(hù)方面更加復(fù)雜。因此，對(duì)這些基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫進(jìn)行有效的除險(xiǎn)加固顯得尤為重要。然而，由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件的限制，需要尋找既經(jīng)濟(jì)又有效的解決方案，以確保工程的可行性和效益最大化。此外，加固工程還需考慮到對(duì)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)生活和生態(tài)環(huán)境的影響，努力實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的平衡[1]。

1.3 大壩帷幕灌漿技術(shù)

大壩帷幕灌漿技術(shù)是水庫除險(xiǎn)加固工程中一種關(guān)鍵的施工方法，主要用于處理和預(yù)防大壩和水庫結(jié)構(gòu)中的滲漏問題；通過在大壩或水庫基座的裂縫、孔隙中注入特定的灌漿材料，形成防滲屏障，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和防滲能力。灌漿材料通常包括水泥漿、化學(xué)漿或其混合物，選擇何種材料取決于具體的工程需求和地質(zhì)條件，帷幕灌漿不僅能有效阻止水滲透，還能增強(qiáng)裂縫區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在施工過程中，準(zhǔn)確的灌漿壓力和量是保證灌漿效果的關(guān)鍵因素，過高或過低的壓力都可能導(dǎo)致灌漿效果不佳或灌漿材料的流失。為了達(dá)到最佳的灌漿效果，通常需要對(duì)大壩或水庫的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析，以確定灌漿方案和施工參數(shù)。此外，帷幕灌漿工程的成功也高度依賴于施工團(tuán)隊(duì)的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，在基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫加固項(xiàng)目中，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不僅能顯著提升水庫的安全等級(jí)，還能延長水庫的使用壽命，為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)帶來長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[2]。

2 廣西富川地區(qū)水庫加固工程案例分析

2.1 工程背景

龜石水庫作為廣西富川地區(qū)的重要水源，長期承擔(dān)著灌溉、防洪和供水等多重任務(wù)，隨著時(shí)間的推移，水庫面臨著老化、滲漏和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等問題，亟需進(jìn)行有效的除險(xiǎn)加固。加固工程的主要目標(biāo)是提升水庫的安全性和功能性，確保其能夠?yàn)楦淮ǖ貐^(qū)穩(wěn)定提供必要的水資源，工程的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到水庫的原有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和周邊地質(zhì)環(huán)境，以確保改造方案的可行性和效果。此外，由于該地區(qū)多雨的氣候特點(diǎn)，工程特別強(qiáng)調(diào)提高水庫的防洪能力，以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的極端天氣事件。

2.2 帷幕灌漿施工過程

針對(duì)水庫大壩的老化問題，采用高強(qiáng)度水泥基灌漿材料，以增強(qiáng)其防滲和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，根據(jù)施工前的全面地質(zhì)勘探，共確定了25個(gè)灌漿點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)的灌漿深度平均為40 m，在灌漿過程中，使用約200 t的水泥漿料，平均每個(gè)點(diǎn)約8 t。為保證灌漿效果，采用平均2.5 MPa的灌漿壓力，確保灌漿材料能夠充分滲透到裂縫和孔隙中。整個(gè)灌漿工程耗時(shí)約60 d，其間密切監(jiān)控每個(gè)灌漿點(diǎn)的壓力和材料流動(dòng)情況，以確保每一步施工都達(dá)到預(yù)期效果。通過這一系列精確的施工措施，龜石水庫的大壩得到有效加固，顯著提升了其防洪和防滲能力。此外，施工期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也重視環(huán)境保護(hù)，采取各種措施以最小化對(duì)周邊環(huán)境的影響。

2.3 工程成效與挑戰(zhàn)

龜石水庫加固完成后的評(píng)估顯示，大壩的滲透系數(shù)顯著下降，從改造前的1.0×10-6cm/s降至改造后的2.5×10-8cm/s，極大地增強(qiáng)了防滲效果。大壩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)分從改造前的3.5分提升到改造后的4.8分（滿分5分），表明結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性顯著提升。然而，在施工過程中也面臨一些挑戰(zhàn)，包括不穩(wěn)定的地質(zhì)條件和季節(jié)性天氣影響，但通過團(tuán)隊(duì)的努力和技術(shù)創(chuàng)新，這些問題得到有效解決。該項(xiàng)目的成功實(shí)施不僅增強(qiáng)了龜石水庫的防洪和供水能力，也為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)提供更加穩(wěn)定和安全的水資源，同時(shí)為類似地區(qū)的水庫除險(xiǎn)加固工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和參考[3]。

3 帷幕灌漿施工技術(shù)的關(guān)鍵因素

3.1 材料選擇與準(zhǔn)備

在龜石水庫帷幕灌漿施工項(xiàng)目中，為確保最大的滲透和固化效果，材料選擇與準(zhǔn)備環(huán)節(jié)顯得尤為關(guān)鍵，使用標(biāo)號(hào)為42.5的高性能水泥，數(shù)量約200 t，以及配比為10%的化學(xué)添加劑，以提升灌漿材料的流動(dòng)性和穿透力。此外，灌漿過程中還使用大約150 m3的清水，用于調(diào)整灌漿漿液的濃度，以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件和灌漿深度。這些材料的精確選擇和準(zhǔn)備，確保了灌漿工程的順利進(jìn)行。高性能水泥可以提供必要的強(qiáng)度和耐久性，而化學(xué)添加劑能夠增強(qiáng)灌漿材料的流動(dòng)性，使其有效滲透到大壩的裂縫和孔隙中。清水的使用則是為了漿液的濃度適當(dāng)，以適應(yīng)地下復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3.2 施工技術(shù)和方法

在帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用中，施工方法的精確選擇對(duì)于確保工程質(zhì)量和效果至關(guān)重要，這一過程主要涉及灌漿孔的精心布置、灌漿壓力的精確控制，以及灌漿材料的恰當(dāng)注入[4]。灌漿孔的布置是根據(jù)大壩的具體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)情況決定的，目的是保證灌漿能夠均勻有效地覆蓋整個(gè)區(qū)域，表1為帷幕灌漿施工中的關(guān)鍵參數(shù)及其典型值。

表1 帷幕灌漿施工中的關(guān)鍵參數(shù)及其典型值

3.3 質(zhì)量控制與風(fēng)險(xiǎn)管理

在龜石水庫帷幕灌漿施工項(xiàng)目中，嚴(yán)格的質(zhì)量控制與風(fēng)險(xiǎn)管理是保證工程成功的關(guān)鍵。項(xiàng)目組制定了一套全面的質(zhì)量保障措施，包括從灌漿材料的質(zhì)量檢測(cè)到施工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在材料準(zhǔn)備階段，對(duì)水泥和添加劑的品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，確保其符合工程要求，施工期間，利用現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)設(shè)備，如壓力傳感器和流量計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)控灌漿的壓力和流量，確保灌漿按照預(yù)定的計(jì)劃進(jìn)行。為有效管理風(fēng)險(xiǎn)，建立了應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的各種突發(fā)情況，如設(shè)備故障或意外的地質(zhì)變化。此外，考慮到施工對(duì)周邊環(huán)境的潛在影響，采取一系列環(huán)保措施，如施工區(qū)域的封閉管理和廢物的妥善處理，以減少對(duì)周圍環(huán)境和社區(qū)的影響。

4 未來水庫加固技術(shù)展望

4.1 技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展趨勢(shì)

未來水庫加固技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)示著更高效、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的解決方案的出現(xiàn)。新材料和先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，將極大提高水庫加固工程的效率和可靠性：智能傳感技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水庫大壩的結(jié)構(gòu)健康狀況，預(yù)測(cè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，使維護(hù)工作更為主動(dòng)和及時(shí)；自愈合材料的應(yīng)用則可以在大壩出現(xiàn)微小裂縫時(shí)自動(dòng)修復(fù)，從而減少長期維護(hù)成本[5]。隨著數(shù)字化和智能化技術(shù)的融入，水庫加固工程將變得更加精準(zhǔn)和高效，例如，通過數(shù)字化建模，可以在工程開始前對(duì)加固效果進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。這些技術(shù)的發(fā)展不僅能提升工程的技術(shù)水平，還有助于控制成本和縮短施工周期。在這一發(fā)展趨勢(shì)中，基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水庫加固項(xiàng)目將有更多的技術(shù)選擇和經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，更加適應(yīng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，為確保水資源安全和支持區(qū)域發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)計(jì)未來水庫加固工程將更加注重綜合性能、環(huán)境適應(yīng)性和社會(huì)責(zé)任，為鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫的安全和可持續(xù)管理開辟新的路徑。

4.2 基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫加固策略

基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫加固的策略在未來將更加注重綜合性和可持續(xù)性，致力于尋找既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又有效的加固方法。在制定策略時(shí)，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐木唧w經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)水平和社會(huì)需求，確保所采取的措施既符合技術(shù)要求又適應(yīng)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。例如，可以通過利用當(dāng)?shù)夭牧虾唾Y源，結(jié)合簡單易行的施工技術(shù)，來降低工程成本，同時(shí)保證工程質(zhì)量。此外，加強(qiáng)當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員的培訓(xùn)和技能提升也是重要的一環(huán)，這不僅能提高當(dāng)?shù)厥┕F(tuán)隊(duì)的專業(yè)能力，還有助于減少對(duì)外部專業(yè)人才的依賴。隨著環(huán)保意識(shí)的提高，未來的水庫加固策略還將更加注重環(huán)境保護(hù)，這意味著在工程設(shè)計(jì)和施工過程中，應(yīng)盡量減少對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的影響，如采用環(huán)境友好型材料、控制施工期間的污染排放等。同時(shí)，將探索更多與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合的加固方案，如在水庫周邊植樹造林，既改善水庫周邊的環(huán)境，又有助于提升水庫大壩的穩(wěn)定性。

4.3 環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的考量

隨著全球環(huán)境變化和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的提升，水庫加固工程將更加注重環(huán)保材料的使用和生態(tài)友好的施工方法。這意味著在選擇材料和設(shè)計(jì)方案時(shí)，將優(yōu)先考慮對(duì)自然生態(tài)影響最小的選項(xiàng)，如使用可回收材料和低碳施工技術(shù)。此外，工程設(shè)計(jì)將更多地融入生態(tài)保護(hù)的元素，如在加固工程中考慮水土保持和生物多樣性保護(hù)。未來的水庫加固工程還將重視社區(qū)參與和公眾教育，通過增強(qiáng)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)對(duì)水資源保護(hù)的意識(shí)和參與度，可以提升項(xiàng)目的社會(huì)接受度和長期效果。如社區(qū)通過公開透明的溝通方式，讓當(dāng)?shù)鼐用窳私馑畮旒庸痰闹匾院蛯?shí)施過程，廣泛收集群眾的意見和建議，為制定加固方案提供參考。由此可見，水庫加固不僅是一項(xiàng)技術(shù)工程，更是一項(xiàng)綜合性社會(huì)工程，旨在實(shí)現(xiàn)技術(shù)效益、環(huán)境保護(hù)和社會(huì)和諧的統(tǒng)一。

5 結(jié)論

龜石水庫加固項(xiàng)目不僅能提升當(dāng)?shù)厮畮斓陌踩院头€(wěn)定性，也為其他基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水庫加固工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和參考。未來的工程實(shí)踐需要在確保技術(shù)精準(zhǔn)性的同時(shí)，更加注重環(huán)境與社區(qū)的和諧共生，共同推動(dòng)水資源的可持續(xù)管理和保護(hù)。