小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工技術(shù)的應(yīng)用研究

劉宇

（金沙縣西洛河灌區(qū)水利工程管理所，貴州 金沙 551800）

西洛河水庫(kù)位于金沙縣城西北方向，水庫(kù)一期工程于1957年8月建成，壩高21米，壩頂長(zhǎng)208米。同年建成北干渠17.5公里，南干渠13.5公里，灌區(qū)于1958年建成投入使用。之后于1981年完成二期工程建設(shè)。2012年縣水利局對(duì)大壩迎水面進(jìn)行砼面板處理和壩體防滲完成，總投資580萬(wàn)元，徹底解決大壩及溢洪道的滲漏問題。在庫(kù)尾的白石溪溝1034米高程處有一段400米長(zhǎng)的漏水處共5個(gè)漏水點(diǎn)，漏斗口在3～6米，導(dǎo)致有250萬(wàn)方的庫(kù)容不能使用。1989年2月開始設(shè)計(jì)，1992年7月開始施工隊(duì)漏水段進(jìn)行處理，修建一座重力砌石壩高14.7米，修建引渠一段1.2公里，但還是不能使用。直到2012年處理后才解決了此處的漏水問題，能夠蓄水到1039.316的溢洪高程。

一、小型水庫(kù)病險(xiǎn)影響因素

我國(guó)很多小型水庫(kù)建設(shè)時(shí)間較為久遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)方面存在一定的問題，再加上年久失修，往往導(dǎo)致小型水庫(kù)病險(xiǎn)問題較為嚴(yán)重，其功能效用不能正常發(fā)揮，甚至加大水庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)，危害周邊居民、農(nóng)田安全。因此，要對(duì)小型水庫(kù)病險(xiǎn)問題進(jìn)行深度研究，找到合適的除險(xiǎn)加固技術(shù)，強(qiáng)化水庫(kù)穩(wěn)定性。[1]

（一）防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低。我國(guó)很多小型水庫(kù)建設(shè)時(shí)間較早，出于各種歷史因素，水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，雖然后期做了一定的完善，但是與現(xiàn)行的防洪標(biāo)準(zhǔn)還存在一定的差距。

（二）勘察問題。在小型水庫(kù)建設(shè)之前，設(shè)計(jì)人員沒有進(jìn)行實(shí)地勘探和測(cè)量，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，完全依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)確定填土的物理力學(xué)指標(biāo)，對(duì)水庫(kù)集雨面積不了解，容易導(dǎo)致庫(kù)容量與實(shí)際需求不相符。

（三）設(shè)計(jì)缺陷問題。缺乏實(shí)地勘察，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足，影響設(shè)計(jì)精準(zhǔn)性。設(shè)計(jì)布局不科學(xué)等，容易引起基礎(chǔ)不均勻沉降、壩體裂縫、水庫(kù)滲漏等問題。

（四）地基處理不當(dāng)。由于施工之前缺乏實(shí)地勘察作業(yè)，導(dǎo)致地基處理不合理，引起不均勻沉降，壩基土層松散，壩體滲漏等問題。

（五）施工填土質(zhì)量問題。如果在土體施工中，碾壓、夯實(shí)操作不規(guī)范，導(dǎo)致填土壓實(shí)度不合格，容易引起壩體滲漏、滑坡問題。

（六）施工質(zhì)量問題。由于施工技術(shù)操作不標(biāo)準(zhǔn)，引起砌體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗腐蝕性降低，長(zhǎng)久以往容易引起壩體裂縫、坍塌問題。[2]

（七）如果在水庫(kù)運(yùn)行過程中，對(duì)其缺乏科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)和維修容易遭受白蟻、鼠害問題，影響水庫(kù)大壩安全。

二、小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

（一）裂縫處理施工技術(shù)

裂縫問題是影響小型水庫(kù)安全的關(guān)鍵性因素。要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)土石壩裂縫問題進(jìn)行有效處理。通常情況下，采取開挖回填的方法對(duì)裂縫問題進(jìn)行處理。主要步驟為：施工之前，要對(duì)土石壩裂縫問題實(shí)施全面的實(shí)地調(diào)查，并對(duì)其展開全面分析，結(jié)合裂縫的具體情況明確開挖范圍，如果裂縫尺寸較小，危害性不大，初挖深度可以控制在一米以內(nèi)，指導(dǎo)挖到裂縫界限才能停止、在回填環(huán)節(jié)，要使用細(xì)砂土壤進(jìn)行作業(yè)，并進(jìn)行夯實(shí)工作。但是如果裂縫直徑在5米以下，可以實(shí)施臺(tái)階式的坑槽開挖方式，并在回填過程中對(duì)其逐層消減，保障梯形斷面的穩(wěn)定性，保障壩體與回填土保持原有狀態(tài)。[3]

（二）滑坡處理施工技術(shù)

針對(duì)土石壩滑坡問題，一般采取以下方法進(jìn)行處理。一是開展實(shí)地勘察，結(jié)合具體情況，需要對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行減載操作，從而強(qiáng)化壩體下部承重能力，提升整個(gè)壩體的強(qiáng)度與抗病害能力，減少洪水沖擊力的破壞性，最大程度上降低水擊因素引起的滑坡問題。[4]二是在壩基位置，修筑防滑齒墻，并確保其高度在地基表面以上。只有這樣才能確保在回填施工之后，強(qiáng)化整體壩基的壓重平衡能力，減少壩坡坡度，增加阻滑力，對(duì)軟土地基滑坡病險(xiǎn)起到良好的防治作用。三是如果壩身沒有出現(xiàn)問題，堤壩上游出現(xiàn)滑坡，而且部分區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重的塌陷問題，需要在水位較低的時(shí)候，對(duì)其實(shí)施排水、除土措施，主要是把松軟、滑動(dòng)的土體進(jìn)行清除處理，并強(qiáng)化壩體整體透視性，有效緩解壩體滑坡病險(xiǎn)問題。此外，在具體實(shí)施中，需要施工人員深度實(shí)地展開全面的勘察與測(cè)量，并進(jìn)行土工試驗(yàn)，明確滑坡問題的影響因素，開展綜合性分析，選擇合適的加固施工技術(shù)。此外還可以對(duì)壩體裂縫實(shí)施夯實(shí)，對(duì)壩體中的蟻穴、泉眼等進(jìn)行全面清理，降低壩基滲透壓力和浸潤(rùn)線，強(qiáng)化壩體穩(wěn)定性。

（三）防滲處理施工技術(shù)

在大壩修筑過程中，如果對(duì)壩基與壩肩的處理不合理，容易引起兩者之間出現(xiàn)滲漏問題。第一，如果滲漏層是巖石結(jié)構(gòu)時(shí)，可以使用帷幕灌漿方式對(duì)其進(jìn)行加固。在進(jìn)行鉆孔過程中，要深入巖石不透層五米以下，并把孔距設(shè)置為兩米，按照壩軸線的走向?qū)︺@孔位置進(jìn)行布局，并確保其按照壩肩方向進(jìn)行延伸。使用壓送設(shè)備把漿液壓灌到壩體地層內(nèi)，通過擴(kuò)散、膠凝、固化等過程之后，形成防滲帷幕，與防滲心墻等結(jié)構(gòu)融合為一體，成為垂直防滲體，降低壩體滲流水壓力，增加巖基穩(wěn)定性。該工藝在具體應(yīng)用中容易操作，成本較低。[5]第二，如果滲漏層為土層結(jié)構(gòu)時(shí)，可以使用粘土斜墻技術(shù)對(duì)其實(shí)施防滲處理。粘土斜墻基礎(chǔ)要深入到不透層一米以下，并在其上部設(shè)置一定的保護(hù)層。其中保護(hù)層主要有粗砂、砂卵石、干砌石護(hù)坡等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

如果水庫(kù)壩體出現(xiàn)滲漏問題，需要在原有壩體防滲體基礎(chǔ)上，實(shí)施加固補(bǔ)強(qiáng)作業(yè)，也可以結(jié)合具體情況，重新修筑防滲體。其中主要措施有：填充灌漿技術(shù)，主要是對(duì)壩體中的蟻穴、壩腔孔洞等縫隙問題進(jìn)行處理，壩體滲漏危害較小，可以在重力作用下，把漿液填充到孔洞、縫隙中去，對(duì)其進(jìn)行填實(shí)，強(qiáng)化整體壩體的防滲效果；高壓噴射灌漿防滲技術(shù)。該種技術(shù)主要是利用高壓作用，向原壩體土層噴射漿液，并對(duì)原來的防滲心墻層進(jìn)行破壞，把漿液灌入到裂縫中去，實(shí)現(xiàn)水泥漿與原來土體的有效結(jié)合，通過凝固硬化，形成連續(xù)性的防滲墻，增加地基土體自身的承載力和密實(shí)度。該種技術(shù)主要應(yīng)用在沙土、黏土等軟土地基中，且對(duì)滲漏嚴(yán)重的大壩使用效果較好，操作簡(jiǎn)單，成本較高；土工膜法防滲技術(shù)，主要應(yīng)有在壩體周邊黏土較少，水庫(kù)黏土心墻斷面不大，不適應(yīng)使用以上兩種技術(shù)進(jìn)行加固的情況。[6]具體應(yīng)用中，使用兩布一膜，利用水庫(kù)水頭具體運(yùn)算其厚度，堤壩主要選擇一毫米左右的長(zhǎng)絲布，重量為0.8千克左右。一般情況下，要把土工膜設(shè)置在迎水面，并實(shí)現(xiàn)對(duì)斷面的全面覆蓋，上游壩腳和壩端，設(shè)置一定厚度的粗砂，并在其上部設(shè)置保護(hù)層結(jié)構(gòu)，其中該保護(hù)層主要由粗砂、砂卵石、干砌石護(hù)坡構(gòu)成。該種技術(shù)防滲性能較好，而且成本較低，對(duì)抗變形能力較強(qiáng)。

三、注意事項(xiàng)

在對(duì)小型水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)，要注意先對(duì)其進(jìn)行安全鑒定工作，對(duì)險(xiǎn)情分布情況、病險(xiǎn)類型等進(jìn)行明確，并在此基礎(chǔ)上形成針對(duì)性的解決方案。之后要深入實(shí)地開展地質(zhì)勘測(cè)作業(yè)，選擇合適的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行施工，減少危險(xiǎn)隱患問題。[7]使用鉆探、取樣、試驗(yàn)等方式對(duì)地質(zhì)開展深度勘測(cè)，強(qiáng)化其總平面布置作業(yè)的科學(xué)性和合理性。樹立環(huán)保意識(shí)，減少除險(xiǎn)加固作業(yè)對(duì)周邊環(huán)境的破壞。要加大對(duì)水庫(kù)的安全監(jiān)測(cè)力度，安裝安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水庫(kù)危險(xiǎn)，并建立水庫(kù)信息系統(tǒng)，強(qiáng)化安全保障。

四、結(jié)束 語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升，小型水庫(kù)在農(nóng)業(yè)灌溉、供水、防洪抗旱等方面發(fā)揮了越來越重要的作用。要強(qiáng)化對(duì)小型水庫(kù)常見病害問題的分析，并選擇合適的除險(xiǎn)加固技術(shù)，強(qiáng)化小型水庫(kù)的安全穩(wěn)定性。加大資金投入，優(yōu)化資源配置，強(qiáng)化水庫(kù)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果制定針對(duì)性的除險(xiǎn)加固方案，并構(gòu)建高素質(zhì)的管理隊(duì)伍，為小型水庫(kù)安全管理的高效化奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。