摘要:在我國分布著許多水庫,其中以中小型水庫占大多數(shù)。由于中小型水庫多數(shù)建于上世紀50年代至70年代,且多數(shù)為土石壩,經(jīng)過長時間的運作,現(xiàn)存在很多病險情況,而且維護管理不到位,存在較為嚴重的安全隱患,小型水庫的除險加固是一項十分重要的工作。在小型水庫除險加固施工中,由于水庫安全問題的不同、材質(zhì)差異等因素,適用的除險加固技術(shù)并不完全相同。文章就對小型水庫除險加固技術(shù)展開分析,以提高小型水庫除險加固的水平,以供參考。

關(guān)鍵詞:土石壩;小型水庫;除險加固;施工技術(shù);研究

隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到廣泛重視,水利工程改造、建設(shè)規(guī)模日益擴大。在這些小型水庫的建設(shè)以及后期運行中,除險加固施工成為保證小型水庫運行質(zhì)量的重要內(nèi)容。在除險加固工程中,不僅要保證施工工藝的規(guī)范性,最重要的還是要保障工程的施工進度。對解決小型水庫安全隱患多、設(shè)備老化嚴重、功能無法有效發(fā)揮等問題有著重要作用,有助于農(nóng)村的灌溉、防洪和排澇等,對于社會經(jīng)濟發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

1小型水庫常見病害分析

1.1壩體滲漏病害表現(xiàn)及原因

壩體滲漏就是指壩體表面發(fā)生的水體滲漏問題,其原因主要是壩體本身質(zhì)量較差而導(dǎo)致的。我國小型水庫在建設(shè)初期,受當時社會環(huán)境、經(jīng)濟條件和技術(shù)條件等因素限制,對地質(zhì)勘察、水文信息等資料收集并不到位,設(shè)計本身就存在一定不足,加上施工人員水平、建設(shè)材料等其他因素影響,小型水庫本身建設(shè)質(zhì)量得不到保障,在長期運行過程中,在水流的侵蝕作用下,就會導(dǎo)致壩體滲漏病害發(fā)生。

1.2壩體結(jié)構(gòu)病害表現(xiàn)及原因

壩體結(jié)構(gòu)病害就是指壩體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不安全情況,包括裂縫、滑坡等問題,壩體的強度、穩(wěn)定性等受到較大影響。此類病害發(fā)生的主要有兩個方面:一是結(jié)構(gòu)設(shè)計本身存在不足,二是缺乏有效的維護管理。

首先,在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,與上述相同的原因,初始設(shè)計水平較低,給結(jié)構(gòu)病害的發(fā)生埋下了隱患。其次,在維護管理方面,由于小型水庫大多分布于農(nóng)村當中,農(nóng)民素質(zhì)水平相對較低,缺乏相應(yīng)的維護管理意識和能力,加上小型水庫數(shù)量眾多,水利管理部門無法對所有小型水庫設(shè)置專門的管理機構(gòu),投入的管理經(jīng)費較少,導(dǎo)致許多小型水庫基本無人管理,長期運行下來,自然會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害。

2小型水庫除險加固施工技術(shù)概述

就我國小型水庫情況來看,主要壩體類型是土石壩,針對土石壩出現(xiàn)的滲漏、滑坡、裂縫等病害,以下分別就此三種病害,分析除險加固的施工技術(shù)。

2.1土石壩防滲處理施工技術(shù)

土石壩防滲施工技術(shù)主要包括兩種:一是修筑混凝土防滲墻,來對土石壩起到加固作用的同時,有效提高壩體的抗剪和抗?jié)B能力。在修筑混凝土防滲墻時,由于壩基防滲墻會受到壩體自重、水沖擊力雙重作用,容易發(fā)生變形;對此,施工人員要做好受力分析,做好施工質(zhì)量控制,以保證防滲墻施工的可靠、安全,使混凝土防滲墻的功能充分發(fā)揮。二是高噴射灌漿防滲墻技術(shù),經(jīng)過近些年技術(shù)的快速發(fā)展,高噴射灌漿防滲墻技術(shù)已經(jīng)較為成熟,在小型水庫除險加固中有著廣泛應(yīng)用,其優(yōu)點主要有施工周期短,約為一般防滲墻的1/20;防滲效果好,直接改變壩體容易滲漏部位的結(jié)構(gòu)。在高噴射灌漿防滲墻施工技術(shù)中,要結(jié)合小型水庫壩體的實際情況,做好設(shè)計工作,選擇合適的深度和寬度,并提高施工技術(shù)水平,充分保障防滲墻的除險加固功能。

2.2土石壩滑坡處理施工技術(shù)

在土石壩滑坡處理施工技術(shù)中,采用的方法有:(1)增加壩體的下部承重能力,提高壩體防沖擊能力,避免在水沖擊作用下導(dǎo)致滑坡;(2)在壩基位置修筑防滑齒墻,齒墻應(yīng)高于地基表面,在回填后,起到良好壓重平衡作用,預(yù)防軟土地基導(dǎo)致的滑坡問題。(3)針對壩身完好、堤壩上游滑坡且有局部塌陷的情況,可以在水位降低后,采取排水、除土方法,將松動的土體處理掉,,提高壩體的透水性,以解決滑坡問題。

2.3土石壩裂縫處理施工技術(shù)

裂縫對土石壩的危害最為嚴重,裂縫處理施工技術(shù)采用的通常是開挖回填法,具體施工流程為:首先,在開始施工前,先對土石壩裂縫情況進行調(diào)查和分析,以確認開挖范圍,對于較小的裂縫,初步開挖深度應(yīng)在100cm之內(nèi);在開挖施工過程中,裂縫停止發(fā)展,即可開挖到此處為止。其次,回填施工,通常采取細砂土壤,并通過木棍加以夯實。此外,在裂縫處理直徑也是一個十分重要的因素,如果裂縫深度<500cm,無繼續(xù)發(fā)展,可以坑槽開挖可采取臺階式,在回填時,將臺階逐層削去,維持梯形斷面不變,盡量使壩體和回填土與先前相同。

3小型水庫除險加固技術(shù)應(yīng)用要點

以某小型水庫為例,該水庫病險主要是壩基滲漏,除險加固采用的是帷幕灌漿技術(shù),具體要點有:

第一,重視施工前期的準備工作,主要是漿液的準備和技術(shù)交底,根據(jù)壩體的特點,選擇合適的漿液材料,常用的是水泥漿液,水泥類型為硅酸鹽水泥,對漿液水灰比分別以0.5、0.8、1、2、3、4、5進行試驗,從中選擇最佳的配置,提高漿液的可用性。同時,還要做好鉆孔與先導(dǎo)孔布置,帷幕灌漿的孔位偏差不能超過10cm,孔徑通常要在46mm以上,孔深符合設(shè)計標準;先導(dǎo)孔需要設(shè)置在主帷幕孔或先灌排中,可在任一序孔中選擇,間距要超過15m,并按照上往下順序,分段進行壓水試驗。

第二,在鉆進完成后,需要使用壓力水來沖洗灌漿孔裂隙,沖洗水壓力取灌漿壓力的80%,直到回水不再渾濁為止,孔底沉渣厚度不能超過20cm,沖洗總時長需在0.5h以上。

第三,在灌漿施工中,將準備好的漿液在高噴射作用下灌注到開挖的坑槽當中,高噴射作用力下的漿液會與壩體土層良好結(jié)合,形成新的結(jié)構(gòu),起到相應(yīng)的加固效果。整個帷幕灌漿過程要遵循分次序加密的原則,就3排孔帷幕來說,應(yīng)先灌注下層排孔,再灌注上游排孔,最后灌注中間排孔,每排孔有2序;對于2排孔帷幕來說,也需按照先下游后上游排孔順序灌注,每排孔有2序或3序;單排孔帷幕需分3序進行灌漿。

第四,在灌漿結(jié)束后,要做好封漿工作,預(yù)防出現(xiàn)漏灌、漫灌等問題;同時,還需要做好排水工作,設(shè)置合適的排水管道,以防排水不暢影響灌漿施工效果。

4結(jié)束語

綜上所述,小型水庫分布廣泛、數(shù)量眾多,是我國水利體系的重要組成部分,在國民經(jīng)濟發(fā)展中有著重要作用。我國小型水庫除險加固經(jīng)過近些年來的發(fā)展,已經(jīng)相對較為成熟,出現(xiàn)了許多除險加固施工技術(shù),其解決的問題和使用的方法各不相同。水庫的除險加固工作十分復(fù)雜,常常會因為一些不可忽視的問題產(chǎn)生,對水庫的除險加固造成較大的影響,應(yīng)當對除險加固施工技術(shù)有著深刻理解,掌握施工技術(shù)的要點,提高除險加固施工水平,充分保障小型水庫的安全。

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