李曉明

摘 要：土石壩是我國(guó)水庫(kù)建造的主要壩體類型。由于大部分水庫(kù)是在建國(guó)初期建設(shè)的，受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件和其他各方面因素的影響，許多壩體、壩基結(jié)構(gòu)處理不良或沒(méi)有采取相應(yīng)的防滲、防震措施，致使出現(xiàn)裂縫、滲透、滑坡等問(wèn)題。首先介紹了當(dāng)前土石壩中出現(xiàn)的主要問(wèn)題，然后針對(duì)問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決措施，以期為水庫(kù)工程管理人員提供參考。

關(guān)鍵詞：水利工程；水庫(kù)；土石壩；加固技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV697.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0103-02

作為極其重要的水利設(shè)施，水庫(kù)不僅可以為城市和農(nóng)業(yè)提供生產(chǎn)、生活用水，還可以作為防洪除澇的重要工具。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)85%以上的已建水庫(kù)屬于土石壩類型。由于受技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)等因素的影響，我國(guó)的土石壩建設(shè)總體質(zhì)量不高，常出現(xiàn)裂縫、滲漏、滑坡等問(wèn)題，給當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)、生活和人們的生命安全造成了嚴(yán)重威脅。因此，加強(qiáng)對(duì)水庫(kù)土石壩加固技術(shù)的研究對(duì)改善我國(guó)土石壩工程質(zhì)量、提高土石壩安全性和可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 當(dāng)前土石壩存在的主要問(wèn)題

1.1 滲漏嚴(yán)重

滲漏問(wèn)題是指水庫(kù)壩基或壩體出現(xiàn)不同程度的滲漏，土石壩出現(xiàn)管涌、流土、接觸沖刷等滲透破壞問(wèn)題。造成滲漏的主要原因是土石壩填土滲透系數(shù)與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不符或填筑壓實(shí)度達(dá)不到實(shí)際要求；在大壩施工過(guò)程中沒(méi)有對(duì)壩基進(jìn)行徹底的防滲處理或清基，致使壩體出現(xiàn)不同程度的裂縫等問(wèn)題。

1.2 結(jié)構(gòu)不安全

土石壩結(jié)構(gòu)不安全是指壩體抗滑穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不符合要求，其主要原因是土石壩壩坡設(shè)計(jì)相對(duì)較陡、壩體斷面嚴(yán)重不足，對(duì)壩坡沒(méi)有按規(guī)定的施工要求進(jìn)行施工，使壩坡抗滑穩(wěn)定性能降低。

1.3 防洪、抗震等功能較差

防洪、抗震能力差主要體現(xiàn)為壩體泄水建筑的泄水能力較差、壩頂高程設(shè)計(jì)不符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、抗震設(shè)計(jì)考慮不全面等。造成防洪、抗震能力差的主要原因是當(dāng)時(shí)沒(méi)有實(shí)地考察相應(yīng)的洪水強(qiáng)度和地震強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)壩體的防洪、抗震措施應(yīng)用不足；隨著時(shí)間的推移和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，當(dāng)?shù)氐姆篮?、抗震?biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了較大變化。

1.4 機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)老化

由于建成時(shí)間久遠(yuǎn)和外部環(huán)境的影響，大量土石壩配套的機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)已經(jīng)超出了使用年限，出現(xiàn)了嚴(yán)重的銹蝕和老化現(xiàn)象，給土石壩帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。

2 土石壩加固主要技術(shù)措施

2.1 對(duì)壩體滲漏進(jìn)行加固處理

對(duì)壩體滲漏控制的標(biāo)準(zhǔn)為保證壩體和壩基的滲流穩(wěn)定，其抗?jié)B比降和滲透流速需滿足設(shè)計(jì)要求；控制滲流量，盡量減少滲漏損失；控制下游剩余水頭，防止?jié)B透變形破壞，保證下游邊坡穩(wěn)定，減少下游沉降。

滲漏的處理方法主要有灌漿法、斜墻法、套井回填黏土等。目前較常用的方法為灌漿防滲。根據(jù)灌漿材料的不同，主要分為三種：①黏土漿或黏土水泥漿。主要用于壩身和非巖性壩基的堵漏和截滲。②水泥灌漿。主要用于破碎巖基的固結(jié)灌漿和帷幕灌漿。③化學(xué)灌漿。主要用于壩基防滲。

灌漿方式主要有充填式和劈裂式兩種。充填式灌漿是利用較小的灌漿壓力或漿液自重，將漿液灌入壩體隱患處，以堵塞洞穴和裂縫。該法適用于處理性質(zhì)和范圍都已確定的局部隱患。

2.2 對(duì)壩體裂縫進(jìn)行加固處理

壩體裂縫是土石壩病害中普遍存在的問(wèn)題，地震等自然災(zāi)害很容易引發(fā)壩體裂縫。一旦發(fā)現(xiàn)裂縫，應(yīng)通過(guò)觀測(cè)等手段查明裂縫部位、形狀、寬度、長(zhǎng)度、深度、錯(cuò)距、走向和發(fā)展趨向，同時(shí)結(jié)合土石壩設(shè)計(jì)、施工情況，采取不同的處理方法。處理裂縫的方法主要有以下三種：①開挖回填。該方法處理裂縫比較徹底，一般適用于縫深不超過(guò)5 m的裂縫。對(duì)貫穿性裂縫，應(yīng)首先考慮此種方法。②裂縫灌漿。由于開挖回填處理工程量較大，因此對(duì)壩內(nèi)裂縫和非滑動(dòng)性較深的裂縫，可采用重力灌漿或壓力灌漿進(jìn)行處理。③開挖回填與裂縫灌漿相結(jié)合。在處理非滑動(dòng)性很深的表面裂縫時(shí)，可采用表層開挖回填，深層灌漿，開挖回填與灌漿相結(jié)合。

2.3 對(duì)滑坡進(jìn)行加固處理

在重力或其他外力的作用下，土石壩壩坡會(huì)向外、向下變形。當(dāng)壩內(nèi)巖土的抗剪力度不能夠承受這種變形壓力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)土石壩滑坡問(wèn)題。土石壩滑坡問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響壩體整體結(jié)構(gòu)的安全。因此，在加固前要先對(duì)滑坡進(jìn)行觀測(cè)、檢驗(yàn)和勘探土質(zhì)，確定滑坡類型和產(chǎn)生的原因，然后再采取相應(yīng)的加固技術(shù)。

對(duì)滑坡進(jìn)行加固時(shí)應(yīng)遵循以下一些原則：①設(shè)法減少滑動(dòng)力，增加抗滑力。要做到這點(diǎn)需通過(guò)拋石固腳阻滑，保證滑坡體相對(duì)穩(wěn)定。②清理壩體周圍的泉眼、巖石、樹根、洞穴、滑坡體等對(duì)大壩造成安全隱患的物體，同時(shí)對(duì)壩坡和壩基進(jìn)行清理。③在滑坡上全面進(jìn)行培厚處理，將壩坡坡度放緩。④在滑坡體得到有效穩(wěn)定的情況下，及時(shí)修護(hù)滑坡存在的裂縫。

2.4 新型材料在加固處理中應(yīng)用

隨著高分子化學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，聚乙烯酰、聚乙烯纖維和聚酞胺纖維等合成纖維不斷涌現(xiàn)出來(lái)。合成纖維性能良好，使許多合成材料也在不斷發(fā)展，而土工合成材料正是新型合成材料的典型代表。常用的產(chǎn)品有以下三種：①土工網(wǎng)。它是一種由重疊肋連接構(gòu)成的密實(shí)程度很高的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，可以輸送有毒氣體或液體。②土工格室。它是一種由薄膜條、格柵、紡織物等交叉連接構(gòu)成的蜘蛛網(wǎng)狀或蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，用于保土和控制侵蝕等。③土工膜。它是一種具有良好防水性能的聚合物薄片，用于土木工程或巖土工程中氣體和液體輸送的阻隔裝置?？捎糜趯?duì)渠道的襯砌進(jìn)行防滲；作為污工壩、混凝土壩等的防滲體裝置；對(duì)施工的圍堰進(jìn)行防滲；作為透水地基上的垂直防滲墻或水平防滲鋪蓋等。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)土石壩進(jìn)行加固和維護(hù)是我國(guó)水利工程建設(shè)的重要一環(huán)。在對(duì)土石壩進(jìn)行加固前，應(yīng)當(dāng)先向當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門和管理人員了解土石壩的運(yùn)行情況，然后對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行實(shí)地考查和研究，對(duì)壩基、壩體、壩坡等部位進(jìn)行嚴(yán)格的勘察和分析，準(zhǔn)確了解水庫(kù)的病險(xiǎn)程度和類型，并對(duì)病險(xiǎn)原因進(jìn)行推測(cè)和估計(jì)。在準(zhǔn)確了解病險(xiǎn)原因后，再對(duì)加固技術(shù)進(jìn)行深入探究，保證加固技術(shù)的順利實(shí)施。

另外，對(duì)土石壩中出現(xiàn)的裂縫、滲漏等問(wèn)題，相關(guān)的工程人員和技術(shù)人員更要加強(qiáng)對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)的研究和分析，提高土石壩加固技術(shù)水平和應(yīng)用能力。不斷拓展新技術(shù)的研發(fā)和運(yùn)用，對(duì)于不同的問(wèn)題采取相應(yīng)的措施，不斷提高土石壩的工程質(zhì)量和使用壽命，從而促進(jìn)我國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展。

〔編輯：劉曉芳〕