曾浩 河源市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院

簡(jiǎn)析水庫除險(xiǎn)加固工程的防滲設(shè)計(jì)及其處理技術(shù)

曾浩 河源市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院

大部分小型水庫建于上世紀(jì)六七十年代，基于當(dāng)時(shí)技術(shù)、資金和施工工藝影響，水庫質(zhì)量都達(dá)不到當(dāng)前質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致使用過程中的水庫存在較大安全隱患，所以需要對(duì)這些水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)及其防滲處理，基于此，本文簡(jiǎn)述了水庫工程的防滲要求，對(duì)水庫除險(xiǎn)加固工程中的防滲設(shè)計(jì)及其防滲處理技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

水庫除險(xiǎn)加固 防滲要求 防滲設(shè)計(jì) 防滲處理技術(shù)

一、水庫工程的防滲要求

本文結(jié)合某小型水庫工程為例進(jìn)行分析，根據(jù)某水庫設(shè)計(jì)要求及實(shí)際使用，要求其防滲設(shè)計(jì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而保障水庫的安全使用。水庫工程的防滲與其承載力的初始設(shè)計(jì)有關(guān)，某水庫設(shè)計(jì)選擇水庫容量為800萬立方米，水庫的基本功能為灌溉與發(fā)電并存的功能性水庫建設(shè)。施工環(huán)境為紅壤粘土土質(zhì)局部具有巖石風(fēng)化成，對(duì)防滲的要求偏高。

二、水庫除險(xiǎn)加固工程中的防滲設(shè)計(jì)分析

（一）合理選擇水庫除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)方案。結(jié)合某小型水庫狀況，對(duì)水庫防滲加固選擇混凝土防滲墻和高壓旋噴灌漿兩個(gè)方案。

1.混凝土防滲墻加固方案。沿壩頂中心線增設(shè)混凝土防滲墻對(duì)壩體進(jìn)行防滲加固，防滲墻入巖0.5～1.0m，墻下基巖采用帷幕灌漿加固?；炷练罎B墻厚0.6m，并在墻中預(yù)埋灌漿鋼管，鋼管直徑110mm。防滲墻軸線長(zhǎng)518m，頂高程31.40m，最大墻深24.7m。帷幕灌漿采用單排孔，孔距1.6m。灌漿段長(zhǎng)度分為：第1段2m，第2段3m，以下各段5m。帷幕灌漿防滲線總長(zhǎng)466.0m，最大孔深36.3m。

2.高壓旋噴灌漿方案。沿壩頂中心線增加高壓旋噴灌漿對(duì)壩體和壩基覆蓋層進(jìn)行防滲加固，其下透水率大于10Lu的強(qiáng)風(fēng)化巖層采用帷幕灌漿與之相連接。高壓旋噴灌漿防滲段總長(zhǎng)518m，最大孔深23.7m。帷幕防滲段總長(zhǎng)466.0m，最大孔深36.3m。帷幕灌漿與上部旋噴灌漿同孔，先進(jìn)行下部基巖帷幕灌漿施工，然后進(jìn)行上部旋噴灌漿施工。帷幕灌漿采用自上而下分段阻塞灌漿。旋噴灌漿單排孔距0.80m，最大深度23.7m?；鶐r灌漿為單排孔，孔距1.6m。

3.加固方案的選擇。混凝土防滲墻方案的優(yōu)點(diǎn)是，加固工程施工質(zhì)量容易控制，防滲可靠性較高；缺點(diǎn)是施工速度較慢，施工工期較長(zhǎng)，費(fèi)用略高。高壓旋噴灌漿方案的優(yōu)點(diǎn)是，施工速度較快，工期較短，費(fèi)用略低；缺點(diǎn)是穿過不同介質(zhì)的復(fù)雜地層時(shí)，施工質(zhì)量較難控制，防滲可靠性受到影響。經(jīng)綜合比較，推薦混凝土防滲墻加固方案。

（二）水庫防滲墻加固設(shè)計(jì)的分析。結(jié)合某水庫工程實(shí)際，其混凝土防滲墻要求沿壩頂中心線布置，深度按入巖1m控制，在斷層及裂隙密集帶適當(dāng)加深。

1.計(jì)算防滲墻厚度。根據(jù)計(jì)算，墻體厚度為17.8cm可滿足抗?jié)B要求，混凝土防滲墻采用鉆鑿法施工，墻厚取0.6m。

2.防滲墻的使用年限分析?；炷练罎B墻耐久性主要受滲流溶蝕作用控制，使用年限根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算為103a。根據(jù)規(guī)范，水庫采用0.6m厚的混凝土防滲墻可滿足50a設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的要求。

3.防滲墻混凝土指標(biāo)。28d立方體抗壓強(qiáng)度不小于10.0MPa，彈性模量小于15000MPa，抗?jié)B標(biāo)號(hào)大于W6，允許滲透比降大于60。

三、水庫除險(xiǎn)加固工程防滲的主要處理技術(shù)分析

（一）高壓噴射灌漿防滲處理技術(shù)。其是在一定壓力下，使?jié){液通過注漿管，從高壓噴嘴中射出，注入地基，在射流的切削、攪拌、沖擊的作用下，實(shí)現(xiàn)漿液和地基的有效融合，對(duì)地基產(chǎn)生滲透、擠壓等作用，提高旋噴樁與周圍土體的承載力與密度，達(dá)到預(yù)期的處理效果。其主要可以在構(gòu)筑防滲墻體、地下構(gòu)筑物修補(bǔ)、加固地基等工程當(dāng)中應(yīng)用。高壓噴射灌漿防滲處理技術(shù)的可控性、可灌性較好，同時(shí)具有節(jié)約灌漿材料的特點(diǎn)，目前發(fā)展較為快速。其具有不需明挖、施工現(xiàn)場(chǎng)小的優(yōu)勢(shì)，在水庫除險(xiǎn)加固工程中得到了廣泛應(yīng)用。

（二）混凝土防滲墻技術(shù)。其主要是對(duì)閘壩等在松散透水地基中進(jìn)行垂直防滲處理，是應(yīng)用較早的工程防滲技術(shù)。其施工工序較為復(fù)雜，主要包括固壁泥漿、清孔換漿、連接槽孔、混凝土澆筑。在實(shí)際施工中，對(duì)槽孔控制與混凝土澆筑的要求非常高。比如在造孔中，需要將孔內(nèi)泥漿保持在導(dǎo)墻頂面下30-50cm，孔斜率不超過0.4%，槽孔位偏差不超過3cm。槽孔嵌入基巖深度需要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在泥漿固壁中存放新制膨潤(rùn)土漿24小時(shí)，在水化溶脹之后，予以使用。在完成清孔1小時(shí)之后，保證孔底淤泥厚度不超過10cm。在清孔合格之后，在4小時(shí)之內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑。在混凝土澆筑施工中，一定要保證混凝土配合比的合理，嚴(yán)格檢測(cè)混凝土質(zhì)量，同時(shí)對(duì)拌和時(shí)間、速度等指標(biāo)予以監(jiān)理審批?，F(xiàn)階段，此項(xiàng)技術(shù)越來越成熟，工藝流程也越來越完善，具有較低彈性模量、較大極限變形、較小彈性比等特點(diǎn)，充分發(fā)揮了防滲作用。

（三）復(fù)合土工膜防滲處理技術(shù)。其主要由土工織物、土工膜構(gòu)成，具有良好的防滲效果。在滲漏水庫坡面上，鋪設(shè)復(fù)合土工膜之后，在鋪設(shè)砂墊層與混凝土，就可以形成一個(gè)相對(duì)封閉、完整的防滲系統(tǒng)。近些年來，我國(guó)采用的土工膜防滲堆石壩壩高超過了60m，取得了一定的防滲成效。在鋪設(shè)復(fù)合土工膜的時(shí)候，要求應(yīng)力平均，松緊適宜，不要出現(xiàn)繃?yán)^緊的情況；同時(shí)，要求復(fù)合土工膜和土面進(jìn)行緊密連接，不得留有空隙，在鋪設(shè)之前，需要對(duì)坡面進(jìn)行平整與壓實(shí)，在驗(yàn)收合格之后，才可以進(jìn)行復(fù)合土工膜的鋪設(shè)。其施工流程主要包括：施工準(zhǔn)備、鋪設(shè)復(fù)合土工膜、拼接復(fù)合土工膜、質(zhì)檢、鋪設(shè)墊層、鋪設(shè)混凝土保護(hù)層、質(zhì)量驗(yàn)收。為了便于施工，在鋪設(shè)復(fù)合土工膜的時(shí)候，盡可能選用寬幅的，減少現(xiàn)場(chǎng)拼接，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，盡量在施工單位內(nèi)完成復(fù)合土工膜的拼接，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)予以鋪設(shè)，從而保證施工質(zhì)量。

四、結(jié)語

綜上所述，水庫除險(xiǎn)加固防滲要結(jié)合具體項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提高水庫的實(shí)際使用能力和抗震能力。并且應(yīng)用有效的防滲處理技術(shù)，可以提高水庫工程的施工質(zhì)量，確保其在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求以及預(yù)防自然災(zāi)害的作用。

[1]王朝進(jìn)等.防滲墻在水庫滲流破壞除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015.

[2]李樹林.水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)處理淺述[J].環(huán)球市場(chǎng)，2017.