淺談小型水庫中常見的幾種除險加固技術

馮家團

(新疆阿勒泰地區水利水電勘測設計院 836500)

目前已經運行幾十年的小型水庫，多興建于20世紀五六十年代，受當時社會經濟技術等各方面因素制約，隱患重重。常見問題如下:低容量的水庫防洪調度，大壩有塌方等危險，或壩體壩基已經漏水等。其結果是:平時不能正常調節徑流，無法發揮其應有的興利作用，水庫病險嚴重時還可能引發洪水災害，威脅人民的生命安全，造成嚴重經濟損失。所以，對小型水庫進行除險加固，其目標在于提高其防洪和興利能力，保證水庫安全運行，在保障下游人民群眾的生命和財產安全的前提下，提高水資源開發利用水平，這也是社會經濟建設的必然要求。

1 小型水庫常用除險加固技術

1.1 土石壩滑坡加固技術

一般小型水庫的大壩是土石壩，加固目標是增加其強度和穩定性。此前需要進行滑坡勘探、土工試驗及觀測工作等分析滑坡原因，找出造成土體失去平衡發生相對滑移的滑動力大于抗滑力的最大影響因素，然后據此選取加固技術。土石壩滑坡加固方法一般為:修整壩體壩基的自然環境，例如:清理有安全隱患的樹根、蟻穴、泉眼等，或者在滑坡坡腳增設堆石體防止滑動，放緩壩坡消除邊坡過陡影響，清淤排水，夯實裂縫。

1.2 土石壩壩體灌漿加固技術

在小型水庫的除險加固工程中，灌漿是最常采用的一種技術，主要有以下四種類型:

1.2.1 高壓旋噴灌漿

用高壓泵將配制好的漿液，通過注漿管經噴嘴噴出高速高壓的射流，借以切削和破壞原土層結構，使漿液和土顆粒充分混合，經過凝固和硬化后改善原有地基土體的密實度和承載強度。其特點是:施工限制條件少，降低實施的難度，設備簡單，施工工序少，而且對黏性土、砂土等軟基處理適用性廣。但很可能對環境造成污染，而且不能應用于泥漿無法凝固的土質，造價也高于傳統的帷幕灌漿技術。

1.2.2 帷幕灌漿

將一定的材料配制成漿液，用壓送設備將其灌入地層或縫隙內，使其擴散、膠凝或固化，從而顯著改善巖基的完整性和密度，在地下形成阻水帷幕，增加滲流水的垂直滲徑，消減滲流水壓力，減小壩體揚壓力，增加地基的滲透穩定性。而且其成本不高，工藝簡單。

1.2.3 充填式灌漿

此技術中漿液被引入到壩體的方式，是利用自身重力由上而下將壩腔空洞、蟻穴等縫隙堵塞密實，形成一個單一封閉的整體，以提高大壩防滲能力。當壩體存在局部裂縫及洞穴時可按充填灌漿進行除險加固處理。

1.2.4 劈裂式灌漿

指向不穩定的堤段造孔并向孔內壓注漿液，加上漿液自重，劈開壩體，使堤體沿軸線方向形成一道或數道黏土帷幕，幕墻兩側土的密度都會增大，達到消險固堤的作用。對壩體質量較差的土壩，優先考慮用劈裂灌漿。此方法在所需投資、見效速度、設備操作等方面優于其他技術，并且在壩體和壩基的結合面防滲作用突出，但需要有優良的施工工藝保證灌漿的質量，才能在工程實際中達到預期的效果。

1.3 壩體和壩基的密實加固技術

1.3.1 新建壩

碾壓法和振沖壓密法是加固壩體的主要技術。深層攪拌法、振沖壓密法、強夯法、排水砂井分期填筑法、化學灌漿法、換填法等則用于壩基的加固。

1.3.2 已建壩

振沖法是最廣泛使用的技術。在加固由軟弱土質(砂性土或是黏性土)筑成的壩體時，此技術表現突出。針對黏性土壩基，深層攪拌法是另一種不錯的選擇。需要說明的是，當壩基和壩體都出現密實度問題的時候，盡量選用同一種方法。

1.4 土工合成材料加固技術

土工合成材料是一種理想的新工程材料。例如:土工織物應用于排水、過濾、隔離、加筋、侵蝕控制和防護等;土工格柵應用于加筋;土工網應用于液體和氣體的輸送;土工復合材料是用兩種以上土工合成材料經人工組合的復合體，應用于排水、截水及加筋等。工程加固中，常在需要防滲處理的坡面上鋪設復合土工膜，再鋪設砂墊層和混凝土，防滲效果較好。

2 小型水庫除險加固的工程處理措施

2.1 主體工程的除險加固

小型水庫的主體工程主要指壩體培厚及防浪墻工程、壩基及壩體防滲處理工程、輸水隧洞改擴建工程。壩體培厚地點依據大壩上下游地形條件和庫水位情況決定，例如:當庫水位可降低、壩體存在滲漏問題時，選擇上游黏土斜墻培厚加高壩體。在防滲處理工程中，充填式灌漿和劈裂灌漿是壩體加固常用技術，而高壓旋噴灌漿及帷幕灌漿是壩基加固主要技術。密實加固技術常應用在壩體上游坡，例如:鋪設復合土工膜。輸水隧洞改擴建工程常見的是重新進行水力設計和結構改造。

2.2 土壩裂縫的除險加固

2.2.1 裂縫寬度不大且無增大趨勢

使用砂壤土從裂縫的開裂處進行灌入，并且進行搗實。對于一些承擔著較為重要的防洪功能的小型水庫，一般應當進行挖槽并且保證深度在裂縫以下的0.3m處，再進行回填，能夠獲得更為理想的加固效果。

2.2.2 裂縫深度較深且寬度較大

在裂縫停止發展之后采用梯形斷面開挖回填的方式，在回填時要對臺階進行處理，以此保證完整的梯形斷面，使得回填料能夠與壩體本身形成緊密的結合。

2.3 土壩滑坡的除險加固

應根據滑坡產生的原因和具體情況，采用如下除險加固措施:上部減載，下部壓重、開挖回填、清除滑坡體、加培緩坡、加大阻滑力，以降低浸潤線和壩基滲透壓力。在實際工程中這些方法需要綜合使用。需要注意的是，在處理滑坡階段進行填土時，最好不要采用碾壓法施工，以免因壩體固結沉陷而開裂。對于滑坡主裂縫，一般不宜采取灌漿方法處理。

2.4 泄水、輸水建筑物的除險加固措施

2.4.1 溢洪道除險加固

采用非常溢洪道，處理加壩困難、溢洪道開挖量大等問題，確保主壩絕對安全。將小型水庫的泄洪閘全面改建為溢洪道，使小型水庫在水位達到一定程度的時候自由泄洪。

2.4.2 放水涵除險加固

利用套管技術，處理涵管破壞性斷裂，解決涵管漏水和強度問題。利用表層取水技術，處理涵管、啟閉閘門，解決閘門漏水，改善管內水壓狀況，延長涵管使用用壽命。

3 結語

對小型水庫進行除險加固，就是為了達到規范要求的防洪標準和消除工程的隱患，從而更好地發揮其經濟和社會效益。在除險加固工程中，除險加固技術對工程施工起著主導性作用。本文總結的以上幾種常見除險加固技術，有著各自的原理、施工工藝、優缺點和適用性。因此，在工程實際應用中，必須在對工程的水文、地質等條件進行充分考慮的基礎上，根據不同的壩型、壩基和病因情況，科學、合理、經濟地選擇工程措施，從而達到既能使水庫正常運行，又能減少工程造價的目的。另外，隨著除險加固技術與工藝的不斷發展，新技術、新工藝的不斷產生和提高，小型水庫的除險加固工程將會不斷取得進步與完善。★

1 張德忠．小型水庫除險加固工程存在的問題與對策［J］．科技與生活，2011(05)．

2 李朋?。P于水庫除險加固問題的探討［J］．中國科技博覽，2011(05)．

3 王子昆．關于小型水庫除險加固設計存在問題的研究［J］．商品與質量:建筑與發展，2012(3)．

4 吳強，石峰，陳龍．小型水庫除險加固應注意的問題與質量控制［J］．長江工程職業技術學院學報，2009，26(3)．

5 劉鑫．淺談小型水庫工程的除險加固設計［J］．大觀周刊，2011(22)．

6 劉廣財，劉英麗．小型水庫除險加固的幾點建議［J］．水利科技與經濟，2003，9(1)．