馮家團(tuán)

(新疆阿勒泰地區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 836500)

目前已經(jīng)運(yùn)行幾十年的小型水庫，多興建于20世紀(jì)五六十年代，受當(dāng)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)等各方面因素制約，隱患重重。常見問題如下:低容量的水庫防洪調(diào)度，大壩有塌方等危險(xiǎn)，或壩體壩基已經(jīng)漏水等。其結(jié)果是:平時(shí)不能正常調(diào)節(jié)徑流，無法發(fā)揮其應(yīng)有的興利作用，水庫病險(xiǎn)嚴(yán)重時(shí)還可能引發(fā)洪水災(zāi)害，威脅人民的生命安全，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。所以，對(duì)小型水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固，其目標(biāo)在于提高其防洪和興利能力，保證水庫安全運(yùn)行，在保障下游人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全的前提下，提高水資源開發(fā)利用水平，這也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然要求。

1 小型水庫常用除險(xiǎn)加固技術(shù)

1.1 土石壩滑坡加固技術(shù)

一般小型水庫的大壩是土石壩，加固目標(biāo)是增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此前需要進(jìn)行滑坡勘探、土工試驗(yàn)及觀測(cè)工作等分析滑坡原因，找出造成土體失去平衡發(fā)生相對(duì)滑移的滑動(dòng)力大于抗滑力的最大影響因素，然后據(jù)此選取加固技術(shù)。土石壩滑坡加固方法一般為:修整壩體壩基的自然環(huán)境，例如:清理有安全隱患的樹根、蟻穴、泉眼等，或者在滑坡坡腳增設(shè)堆石體防止滑動(dòng)，放緩壩坡消除邊坡過陡影響，清淤排水，夯實(shí)裂縫。

1.2 土石壩壩體灌漿加固技術(shù)

在小型水庫的除險(xiǎn)加固工程中，灌漿是最常采用的一種技術(shù)，主要有以下四種類型:

1.2.1 高壓旋噴灌漿

用高壓泵將配制好的漿液，通過注漿管經(jīng)噴嘴噴出高速高壓的射流，借以切削和破壞原土層結(jié)構(gòu)，使?jié){液和土顆粒充分混合，經(jīng)過凝固和硬化后改善原有地基土體的密實(shí)度和承載強(qiáng)度。其特點(diǎn)是:施工限制條件少，降低實(shí)施的難度，設(shè)備簡(jiǎn)單，施工工序少，而且對(duì)黏性土、砂土等軟基處理適用性廣。但很可能對(duì)環(huán)境造成污染，而且不能應(yīng)用于泥漿無法凝固的土質(zhì)，造價(jià)也高于傳統(tǒng)的帷幕灌漿技術(shù)。

1.2.2 帷幕灌漿

將一定的材料配制成漿液，用壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi)，使其擴(kuò)散、膠凝或固化，從而顯著改善巖基的完整性和密度，在地下形成阻水帷幕，增加滲流水的垂直滲徑，消減滲流水壓力，減小壩體揚(yáng)壓力，增加地基的滲透穩(wěn)定性。而且其成本不高，工藝簡(jiǎn)單。

1.2.3 充填式灌漿

此技術(shù)中漿液被引入到壩體的方式，是利用自身重力由上而下將壩腔空洞、蟻穴等縫隙堵塞密實(shí)，形成一個(gè)單一封閉的整體，以提高大壩防滲能力。當(dāng)壩體存在局部裂縫及洞穴時(shí)可按充填灌漿進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理。

1.2.4 劈裂式灌漿

指向不穩(wěn)定的堤段造孔并向孔內(nèi)壓注漿液，加上漿液自重，劈開壩體，使堤體沿軸線方向形成一道或數(shù)道黏土帷幕，幕墻兩側(cè)土的密度都會(huì)增大，達(dá)到消險(xiǎn)固堤的作用。對(duì)壩體質(zhì)量較差的土壩，優(yōu)先考慮用劈裂灌漿。此方法在所需投資、見效速度、設(shè)備操作等方面優(yōu)于其他技術(shù)，并且在壩體和壩基的結(jié)合面防滲作用突出，但需要有優(yōu)良的施工工藝保證灌漿的質(zhì)量，才能在工程實(shí)際中達(dá)到預(yù)期的效果。

1.3 壩體和壩基的密實(shí)加固技術(shù)

1.3.1 新建壩

碾壓法和振沖壓密法是加固壩體的主要技術(shù)。深層攪拌法、振沖壓密法、強(qiáng)夯法、排水砂井分期填筑法、化學(xué)灌漿法、換填法等則用于壩基的加固。

1.3.2 已建壩

振沖法是最廣泛使用的技術(shù)。在加固由軟弱土質(zhì)(砂性土或是黏性土)筑成的壩體時(shí)，此技術(shù)表現(xiàn)突出。針對(duì)黏性土壩基，深層攪拌法是另一種不錯(cuò)的選擇。需要說明的是，當(dāng)壩基和壩體都出現(xiàn)密實(shí)度問題的時(shí)候，盡量選用同一種方法。

1.4 土工合成材料加固技術(shù)

土工合成材料是一種理想的新工程材料。例如:土工織物應(yīng)用于排水、過濾、隔離、加筋、侵蝕控制和防護(hù)等;土工格柵應(yīng)用于加筋;土工網(wǎng)應(yīng)用于液體和氣體的輸送;土工復(fù)合材料是用兩種以上土工合成材料經(jīng)人工組合的復(fù)合體，應(yīng)用于排水、截水及加筋等。工程加固中，常在需要防滲處理的坡面上鋪設(shè)復(fù)合土工膜，再鋪設(shè)砂墊層和混凝土，防滲效果較好。

2 小型水庫除險(xiǎn)加固的工程處理措施

2.1 主體工程的除險(xiǎn)加固

小型水庫的主體工程主要指壩體培厚及防浪墻工程、壩基及壩體防滲處理工程、輸水隧洞改擴(kuò)建工程。壩體培厚地點(diǎn)依據(jù)大壩上下游地形條件和庫水位情況決定，例如:當(dāng)庫水位可降低、壩體存在滲漏問題時(shí)，選擇上游黏土斜墻培厚加高壩體。在防滲處理工程中，充填式灌漿和劈裂灌漿是壩體加固常用技術(shù)，而高壓旋噴灌漿及帷幕灌漿是壩基加固主要技術(shù)。密實(shí)加固技術(shù)常應(yīng)用在壩體上游坡，例如:鋪設(shè)復(fù)合土工膜。輸水隧洞改擴(kuò)建工程常見的是重新進(jìn)行水力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)改造。

2.2 土壩裂縫的除險(xiǎn)加固

2.2.1 裂縫寬度不大且無增大趨勢(shì)

使用砂壤土從裂縫的開裂處進(jìn)行灌入，并且進(jìn)行搗實(shí)。對(duì)于一些承擔(dān)著較為重要的防洪功能的小型水庫，一般應(yīng)當(dāng)進(jìn)行挖槽并且保證深度在裂縫以下的0.3m處，再進(jìn)行回填，能夠獲得更為理想的加固效果。

2.2.2 裂縫深度較深且寬度較大

在裂縫停止發(fā)展之后采用梯形斷面開挖回填的方式，在回填時(shí)要對(duì)臺(tái)階進(jìn)行處理，以此保證完整的梯形斷面，使得回填料能夠與壩體本身形成緊密的結(jié)合。

2.3 土壩滑坡的除險(xiǎn)加固

應(yīng)根據(jù)滑坡產(chǎn)生的原因和具體情況，采用如下除險(xiǎn)加固措施:上部減載，下部壓重、開挖回填、清除滑坡體、加培緩坡、加大阻滑力，以降低浸潤線和壩基滲透壓力。在實(shí)際工程中這些方法需要綜合使用。需要注意的是，在處理滑坡階段進(jìn)行填土?xí)r，最好不要采用碾壓法施工，以免因壩體固結(jié)沉陷而開裂。對(duì)于滑坡主裂縫，一般不宜采取灌漿方法處理。

2.4 泄水、輸水建筑物的除險(xiǎn)加固措施

2.4.1 溢洪道除險(xiǎn)加固

采用非常溢洪道，處理加壩困難、溢洪道開挖量大等問題，確保主壩絕對(duì)安全。將小型水庫的泄洪閘全面改建為溢洪道，使小型水庫在水位達(dá)到一定程度的時(shí)候自由泄洪。

2.4.2 放水涵除險(xiǎn)加固

利用套管技術(shù)，處理涵管破壞性斷裂，解決涵管漏水和強(qiáng)度問題。利用表層取水技術(shù)，處理涵管、啟閉閘門，解決閘門漏水，改善管內(nèi)水壓狀況，延長(zhǎng)涵管使用用壽命。

3 結(jié)語

對(duì)小型水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固，就是為了達(dá)到規(guī)范要求的防洪標(biāo)準(zhǔn)和消除工程的隱患，從而更好地發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在除險(xiǎn)加固工程中，除險(xiǎn)加固技術(shù)對(duì)工程施工起著主導(dǎo)性作用。本文總結(jié)的以上幾種常見除險(xiǎn)加固技術(shù)，有著各自的原理、施工工藝、優(yōu)缺點(diǎn)和適用性。因此，在工程實(shí)際應(yīng)用中，必須在對(duì)工程的水文、地質(zhì)等條件進(jìn)行充分考慮的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的壩型、壩基和病因情況，科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)地選擇工程措施，從而達(dá)到既能使水庫正常運(yùn)行，又能減少工程造價(jià)的目的。另外，隨著除險(xiǎn)加固技術(shù)與工藝的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新工藝的不斷產(chǎn)生和提高，小型水庫的除險(xiǎn)加固工程將會(huì)不斷取得進(jìn)步與完善?！?/p>

1 張德忠．小型水庫除險(xiǎn)加固工程存在的問題與對(duì)策［J］．科技與生活，2011(05)．

2 李朋?。P(guān)于水庫除險(xiǎn)加固問題的探討［J］．中國科技博覽，2011(05)．

3 王子昆．關(guān)于小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)存在問題的研究［J］．商品與質(zhì)量:建筑與發(fā)展，2012(3)．

4 吳強(qiáng)，石峰，陳龍．小型水庫除險(xiǎn)加固應(yīng)注意的問題與質(zhì)量控制［J］．長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，26(3)．

5 劉鑫．淺談小型水庫工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)［J］．大觀周刊，2011(22)．

6 劉廣財(cái)，劉英麗．小型水庫除險(xiǎn)加固的幾點(diǎn)建議［J］．水利科技與經(jīng)濟(jì)，2003，9(1)．