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前言:水庫壩體通常是在防洪地域上游河道適當位置興建的具有防洪蓄水與調節水流功能的水利工程建筑物。為保障社會經濟建設的需要,我國在建國初期修建了大量促進工農業發展的水庫提壩等基礎水利工程,由于施工技術材料的老化以及自然環境等客觀因素的影響和破壞,很多水庫壩體不同程度的出現了滲漏失穩等影響工程效益正常發揮的安全隱患。隨著當前經濟的多元化發展,加強水庫壩體安全加固與防滲技術處理,成為保障和維護下游安全生產與生活的關鍵措施。
1.當前水庫壩體存在的安全隱患
很多修建較早的水庫壩體,由于壩基堤圍施工材料的不斷老化,加上水流長期沖刷侵蝕以及惡劣自然環境因素的影響和破壞,很多水庫壩體往往會出現墩體懸空、水庫壩體護面出現縫隙開裂、壩基底部發生管涌破裂,導致壩體堤圍滲漏涌水等病情現象;很多水庫壩體堤圍護坡坡壁出現滑坡坍塌、水庫壩體內泥沙淤積造成河床過高,或者由于水流沖擊造成壩基沖刷坑深度過大,直接危及水庫壩體的安全穩固性能;由于安全防護意識不強,很多水庫壩體的防汛搶險物料儲備不足,部分水庫防汛通訊設施嚴重缺乏或功能弱化,水庫防洪調度缺乏科學準確性,無法適應防汛搶險抗災要求,造成對下游地區生產和生活的嚴重威脅。
2.水庫壩體加固處理技術分析
2.1 對于土石壩體護壁滑坡加固
很多水庫壩體堤圍是由人工填筑土石材料夯實筑成,壩基與岸坡是發揮其工程性能的重要結構。由于水庫壩體在重力及地表徑流水滲潤凍漲侵蝕作用下引起壩體內孔隙水壓力及抗剪強度發生改變而形成松散或游移病害,導致坡壁滑動力增加與抗滑力不足造成土石護坡滑動坍塌現象。及時處理封堵壩基岸坡隱含孔洞、縫隙等病害,采用拋落石塊加固壩基底部抗滑性能穩住滑坡體并在其基礎上處理滑坡裂縫,放緩和加厚水庫壩體護坡,實施堆石壓載下游壩坡,做貼坡式反濾層等措施針對土石壩體進行滑坡勘探、土工試驗及實時觀測,確定壩體滑坡性質原因,設計滑坡加固方案進行加固施工。
2.2 針對土石壩體鉆孔灌漿加固
針對很多縫隙開裂嚴重的水庫壩體,采用鉆孔管注漿加固技術能夠有效增強壩體壩基的蘇醒強度,加強其穩固性效果。水庫壩體灌漿技術通常采用壓力注漿原理進行充填式或劈裂式兩種技術形式,充填式注漿是采用適合性漿液利用自重原理進行壩體縫隙灌漿;劈裂式注漿是采用鉆孔技術在壩體上鉆取適當孔洞,利用灌漿壓力劈開壩體結構,形成一道接近于垂直的連續性漿體帷幕,以便于阻隔水庫壩體內部水體沿縫隙向外滲漏。能夠有效處理和加固病險型土石壩體。
2.3 新建水庫壩體壩基密實加固
提高壩體和壩基的夯實密度是防護水庫壩體的關鍵技術,對于土石結構的水庫壩體來說,其最大的安全隱患在于壩體或壩基填筑質量不到位或者對軟弱壩基處理不當。對于新建水庫壩體與壩基采用碾壓填筑施工時必須嚴格其密實度控制,通過優化施工方案、強化施工材料性能、嚴格壩基或壩體的碾壓施工技術參數等以確保壩體填筑質量,也可以采用振沖壓密法、深層攪拌法,強夯法,換填法以及化學灌漿法等施工技術針對新建壩體軟弱壩基進行填筑和加固施工,增強壩體、壩基的整體結構性,加強筑壩砂石、土料以及壩基軟弱土質的密實性處理。
2.4 利用相關土工合成材料加固
土工膜具有明顯的防滲性能,采用土工膜垂直鋪塑防滲技術進行各種水庫大壩和江河、湖泊大堤的防滲加固施工,效果明顯。首先用水沖、鏈斗或往復式鋸槽機在需要防滲的土體中垂直開出槽孔,并以泥漿護壁,然后將與槽深相當的整卷土工膜下入槽內,倒轉軸卷,使土工膜展開,相鄰兩幅之間用搭接的方式連接,最后進行膜兩側的填土,形成防滲帷幕。
3.水庫壩體的防滲技術措施
3.1 水庫壩體灌漿防滲處理技術措施
針對水庫壩體壩面的相關孔隙裂縫滲水漏水地方,采用壩體鉆孔注漿技術造取水平孔或斜孔并埋設注漿管,通過采用相關漿液材料的凝結固化性質,堵塞漏水通道、充填壩基壩體的滲漏孔洞和縫隙,提高壩體的整體承載強度性能,增加壩面穩定性和抗沖刷能力,達到防滲效果。
3.2 采用垂直性墻體防滲處理措施
針對壩體材料劣化、滲漏孔隙較多的水庫壩體,采用泥漿固壁回轉鉆孔技術設置垂直型防滲墻體結構能夠有效防滲加固壩基壩體穩固性。鉆孔時應根據霸體環境進行平整施工場地,保障鉆孔機械的平穩性和垂直度,造孔過程中做好充填堵漏,使孔內泥漿保持正常循環,并在鉆進過程中跟入套管,鉆進時應注意保證鉆機垂直度,控制掘進速度和灌漿壓力,灌漿漿液施工時不能發生離析,杜絕注漿過程中出現斷漿現象,保障壩體防滲墻體的均勻性和連續性,若發生管道堵塞或因故短暫停機應迅速搶修。
3.3 構筑壩體截滲墻技術處理措施
相對于水庫壩體的滲漏來說,設置截滲墻是加固壩體,降低大壩浸潤線出逸點,確保水庫壩體安全穩固性的技術措施。通常根據實際需要,采用水泥土截滲墻構筑或混凝土截滲墻構筑來實施,混凝土截滲墻是在壩體表面上進行開槽施工,以水泥為固化劑,利用多頭面、小直徑深層攪拌機具把水泥漿噴入土體并攪拌形成水泥土,在土基中以泥漿固壁,開鑿成槽形孔或連鎖樁柱孔,回填防滲材料,促使水泥和土體間發生物化反應,使土體固結成具有良好整體性、穩定性和不透水性的地下連續墻,以達到截滲目的。
結束語:
總之,水庫壩體作為促進工農業發展的重要水利工程,在當前經濟發展進程中發揮著重要保障作用。針對水庫壩體表面滲漏和壩基失穩等安全隱患,加強防滲與加固處理,是促進當前水利工程建設穩定發展的重要措施。
參考文獻:
[1] 蘇興海《淺談水壩防滲加固技術》黑龍江科技信息 2011
[2] 李新林《水壩防滲加固技術》河南建材2011