水庫除險(xiǎn)加固工程技術(shù)方案研究張金成

2024年3月7日發(fā)(作者：好的讀書方法)

水庫除險(xiǎn)加固工程技術(shù)方案研究 張金成發(fā)布時(shí)間：2022-02-26T00:44:15.474Z 來源：《基層建設(shè)》2021年30期 作者： 張金成[導(dǎo)讀] 近年來，隨著鄉(xiāng)村振興和國家新基建戰(zhàn)略的深入推進(jìn)云南省水利水電工程有限公司 云南昆明 650000摘要：近年來，隨著鄉(xiāng)村振興和國家新基建戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，我國的水庫建設(shè)數(shù)量越來越多，而一些修建時(shí)間較早的水庫，則開始出現(xiàn)一些病險(xiǎn)，其中土石壩的病險(xiǎn)是最常見類型。水庫在使用過程中，土石壩出現(xiàn)病險(xiǎn)情況是必然的情況，尤其是對(duì)于水流沖擊大的水庫，土石壩鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的浸泡中難免出現(xiàn)脫落，滲漏的問題，因此需要對(duì)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固，強(qiáng)化水庫的土石壩，穩(wěn)定土石壩，避免產(chǎn)生泄漏。文以永德縣忙海水庫除險(xiǎn)加固工程為案例，研究了水庫除險(xiǎn)加固工程的基本概述，水庫土石壩病險(xiǎn)的成因，包括壩基滲漏，壩體滲漏，壩體穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求三個(gè)方面。進(jìn)而分析了常用的水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)，如帷幕灌漿技術(shù)、壩體填筑、混凝土澆筑和高壓噴射灌漿技術(shù)，并對(duì)其特點(diǎn)和施工要點(diǎn)加以論述。本文的研究目的在于為水庫看除險(xiǎn)加固技術(shù)工程的技術(shù)方案制定提供參考。關(guān)鍵詞：水庫；除險(xiǎn)；加固

1、水庫除險(xiǎn)加固工程概述忙海水庫位于永德縣德黨鎮(zhèn)以南的忙海村,距縣城45km,東經(jīng)99°16′41.3″，北緯24°52′43.5″,屬怒江水系二級(jí)支流的永康河上游紅石頭河，流域面積46.2km2，總庫容3110萬m3，設(shè)計(jì)灌溉面積5.05萬畝。工程于1992年8月20日開工建設(shè)，1999年大壩封頂，2001年2月26日全面完工，完成總投資9821.14萬元。工程主要建筑物有：攔河壩、輸水隧洞、溢洪道、配套工程?hào)|西干渠。攔河壩為粘土心墻分化料壩殼壩，壩高69.411m,壩頂長(zhǎng)187.8m，壩頂寬8m；溢洪道位于大壩右岸，為開敞式，全長(zhǎng)293.1m，堰頂高程2056.2m,設(shè)計(jì)洪水位時(shí)最大下泄流量33.5m3/s,校核洪水位時(shí)最大下泄流量57.3m3/s；輸水隧洞位于土壩右岸，為有壓鋼筋混凝土圓形隧洞，總長(zhǎng)393m，內(nèi)徑2m，設(shè)計(jì)最大過水量40.0m3/s；水庫配套工程：東西干渠總長(zhǎng)80.28km。忙海水庫效益發(fā)揮比較顯著：一是防洪調(diào)度，有效調(diào)節(jié)下游永康河過水能力；二是灌溉，灌溉面積約2.43萬畝,突顯在烤煙等農(nóng)作物種植上；三是發(fā)電，下游6個(gè)電站總裝機(jī)容量為2.73萬千瓦；四是生態(tài)效益，忙海水庫有1972畝的水面面積和9800畝的山林面積；五是人飲，承擔(dān)著2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)1.5萬人飲供水；六是永德縣城德黨人飲的備用水源。2013年開展水庫大壩安全鑒定工作，2018年7月14日，云南省水利廳以《云南省水利廳關(guān)于永德縣忙海水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告的批復(fù)》（云水規(guī)計(jì)〔2018〕83號(hào)號(hào)）進(jìn)行了批復(fù)，批復(fù)工程概算投資為4867.02萬元，建設(shè)工期18個(gè)月，資金構(gòu)成為中央補(bǔ)助60%，省級(jí)補(bǔ)助40%。2、水庫土石壩病險(xiǎn)成因分析2.1、壩體滲漏壩體滲漏也是水庫病險(xiǎn)的一大成因。相比起壩基，壩體的厚度更低，受到的水流沖擊力更大，并且受到陽光直接照射的同時(shí)長(zhǎng)期浸水，在熱脹冷縮效應(yīng)之下，壩體內(nèi)部的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形或者內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫等情況，引發(fā)滲漏。而壩體在修筑過程中，填筑質(zhì)量差也會(huì)導(dǎo)致壩體滲漏。對(duì)于很多上個(gè)世紀(jì)修建的水庫大壩而言，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制和資金條件限制，使得大壩修筑采用人工填筑的方式，填筑質(zhì)量差，壩體不夠緊密，在長(zhǎng)期使用中就會(huì)出現(xiàn)滲漏的問題。加上當(dāng)時(shí)的建筑材料質(zhì)量也較差，所以很多使用年限較久的水庫大壩都會(huì)出現(xiàn)壩體滲漏的問題。而壩體滲漏會(huì)直接導(dǎo)致壩體中的鋼筋材料生銹，承載能力下降，如果不采取除險(xiǎn)加固措施，就會(huì)導(dǎo)致水庫大壩出現(xiàn)破損風(fēng)險(xiǎn)。2.2、壩基滲漏壩基滲漏是老水庫病險(xiǎn)的主要情況，永德縣忙海水庫修建至今已經(jīng)三十年，由于當(dāng)時(shí)的壩基修建技術(shù)和水庫設(shè)計(jì)的限制，在壩基和壩體連接面的施工上存在著質(zhì)量不過關(guān)的問題，對(duì)壩基沒有進(jìn)行足夠的技術(shù)處理，使得在長(zhǎng)期的水流沖擊之下，壩基與壩體的接觸面出現(xiàn)滲水的情況。這主要是因?yàn)榍寤坏轿灰l(fā)的，水庫的壩基建設(shè)在河床之上，而河床大多高低不平，所以在建設(shè)之初就需要進(jìn)行全面的清基，如果清基不到位，在長(zhǎng)期的水流沖擊下，河床石塊等被沖走，就會(huì)在壩基形成空隙，出現(xiàn)滲漏的情況。其次，截水槽的開挖深度不夠也會(huì)導(dǎo)致壩基滲漏的問題，截水槽主要的作用就是防止地下水流動(dòng)的土石壩工程結(jié)構(gòu)，如果其開挖深度不夠，地下水仍舊能夠流經(jīng)土石壩，也就會(huì)導(dǎo)致壩基滲漏出現(xiàn)。壩基滲漏造成的后果與滲漏量相關(guān)，小規(guī)模的地下水滲漏對(duì)水庫土石壩本身的影響較小，但是如果壩基滲漏較為嚴(yán)重，就可能會(huì)危及到土石壩的穩(wěn)定。3、常用水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)3.1、壩體填筑技術(shù)壩體填筑是解決壩體滲漏病險(xiǎn)的主要措施，由于很多水壩的建設(shè)時(shí)間都較為久遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平只能夠采取人工夯筑的方法，所以會(huì)存在夯筑不夠緊密的情況，這也是導(dǎo)致壩體滲漏的主要原因之一。所以對(duì)這些壩體進(jìn)行除險(xiǎn)加固，采用填筑是非常有效的途徑，將混凝

土砂石從壩體的裂縫或者空隙之中填充進(jìn)去，然后使用機(jī)械將壩體夯實(shí)，從而解決壩體滲漏的問題。壩體填筑在水庫除險(xiǎn)加固中使用非常普遍，土方填筑施工需要注重不能隨意填筑，不能亂倒、亂鋪。而應(yīng)該統(tǒng)一填筑，統(tǒng)一碾壓，填筑的厚度通常為15-20cm。土方填筑之后，使用拖拉機(jī)履帶進(jìn)行碾壓，提升其密實(shí)度，采用的方法為輪跡排壓法，而對(duì)于其中碾壓不到位的地方，或者碾壓不足部位，需要使用人工夯實(shí)的方法予以輔助施工。3.2、帷幕灌漿技術(shù)帷幕灌漿是水庫壩基除險(xiǎn)的主要措施，通過把漿液灌注到壩基的空隙中，形成混凝土阻水幕，阻擋水流通過，從而減少壩基滲漏，填補(bǔ)壩基的完整性，提高壩基穩(wěn)定性。帷幕灌漿通常選擇在水庫低水期施工，并且在正式施工以前，需要進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，選擇水庫大壩中具有代表性的壩段試驗(yàn)帷幕灌漿的效果。試驗(yàn)合格之后才進(jìn)行全面的帷幕灌漿。帷幕灌漿一般采用分段灌漿法。永德縣忙海水庫的壩肩及壩端繞滲處理采用帷幕灌漿處理，以便壩肩帷幕與壩體防滲能形成一道整體封閉的屏障；永德縣忙海水庫灌漿采用分段灌漿法，漿液為水泥砂漿和純水泥漿。根據(jù)鉆孔探察情況和壓注試驗(yàn)結(jié)果，孔洞較大孔段先用水泥砂漿充灌，待至基本不吸漿后，立即改換水泥漿灌注；其余孔段則直接用純水泥漿進(jìn)行充填灌漿。3.3、高壓噴射灌漿高壓噴射灌漿是水庫除險(xiǎn)加固中使用非常多的技術(shù)，通過高壓噴射灌漿可以在地下快速形成凝結(jié)體，而且不需要開挖地表，所以可以節(jié)約施工成本。并且高壓噴射灌漿的施工設(shè)備與操作方式簡(jiǎn)單，適應(yīng)性很強(qiáng)，所以有著很大的應(yīng)用前景。永德縣忙海水庫除險(xiǎn)加固工程中采用高壓噴射灌漿和帷幕灌漿的單價(jià)、工程量和合計(jì)總價(jià)情況見表1，可以用于分析兩種工程的施工成本情況。根據(jù)表1可以發(fā)現(xiàn)，該水庫除險(xiǎn)加固工程涉及到的工程施工單價(jià)較低，能夠節(jié)約施工資金。目項(xiàng)單價(jià)工程量（m）2718總價(jià)（萬元）195.42高壓噴射灌漿帷幕灌漿718387.1194236.47表1永德縣忙海水庫高壓噴射灌漿和帷幕灌漿的工程造價(jià)情況結(jié)束語綜上，水庫除險(xiǎn)加固工程是水庫病險(xiǎn)排除和穩(wěn)定性保障的重要內(nèi)容，通過除險(xiǎn)加固工程可以提升水庫的使用壽命和安全性，促進(jìn)水庫更好地發(fā)揮其水利作用，并保障周邊地區(qū)民生，而水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)則需要根據(jù)具體的施工場(chǎng)景選擇合適的技術(shù)方法，到達(dá)高質(zhì)量除險(xiǎn)加固效果。參考文獻(xiàn)：[1]黃遠(yuǎn)帆.廣東省某小型水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].小水電,2021(06):31-33.[2]朱靚.小型水庫常見病險(xiǎn)與除險(xiǎn)加固處理技術(shù)分析[J].農(nóng)家參謀,2021(22):185-186.[3]張力鵬.田家灣水庫除險(xiǎn)加固溢洪道導(dǎo)流墻水工模型試驗(yàn)[J].陜西水利,2021(11):33-35.