簡析水庫大壩除險加固工程的防滲處理技術及其設計

鄺亮

【摘要】水庫大壩具有體量大、建設和使用周期長等特征，并且具保障供水、防洪保安以及保障能源供給等作用。但是由于各種因素的影響，使得水庫大壩出現病險問題，因此為了充分發揮水庫大壩的作用，本文闡述了水庫大壩除險加固工程中的常用防滲處理技術，對水庫除險加固工程的防滲設計進行了簡要分析。

【關鍵詞】水庫大壩；除險加固；防滲處理技術；防滲設計

一、水庫大壩除險加固工程中的常用防滲處理技術

水庫大壩除險加固工程中的常用防滲處理技術主要有：（1）高壓噴射灌漿防滲處理技術。高壓噴射灌漿防滲處理技術是在一定壓力下，使漿液通過注漿管，從高壓噴嘴中射出，注入地基，在射流的切削、攪拌、沖擊作用下，實現漿液和地基的有效融合，對地基產生滲透、擠壓等作用，提高旋噴樁與周圍土體的承載力與密度，達到預期的處理效果。其主要可以在構筑防滲墻體、地下構筑物修補、加固地基等工程當中應用。（2）混凝土防滲墻技術。混凝土防滲墻是對閘壩等在松散透水地基中進行垂直防滲處理，是應用較早的工程防滲技術。其施工工序較為復雜，主要包括固壁泥漿、清孔換漿、連接槽孔、混凝土澆筑。在實際施工中，對槽孔控制與混凝土澆筑的要求非常高。槽孔嵌入基巖深度需要達到設計標準，同時在泥漿固壁中存放新制膨潤土漿24小時，在水化溶脹之后，予以使用。在完成清孔1小時之后，保證孔底淤泥厚度不超過10cm。在清孔合格之后，在4小時之內進行混凝土澆筑。在混凝土澆筑施工中，一定要保證混凝土配合比的合理，嚴格檢測混凝土質量，同時對拌和時間、速度等指標予以監理審批。（3）復合土工膜防滲處理技術。復合土工膜主要由土工織物、土工膜構成，具有良好的防滲效果。在滲漏水庫坡面上，鋪設復合土工膜之后，在鋪設砂墊層與混凝土，就可以形成一個相對封閉、完整的防滲系統。近些年來，我國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。在鋪設復合土工膜的時候，要求應力平均，松緊適宜，不要出現繃拉過緊的情況；同時要求復合土工膜和土面進行緊密連接，不得留有空隙，在鋪設之前，需要對坡面進行平整與壓實，在驗收合格之后，才可以進行復合土工膜的鋪設。

二、水庫除險加固工程防滲設計前的要點分析

水庫除險加固工程設計需要通過開展以下前期工作，才能比較全面準確的掌握水庫的整體情況，進而分析病險成因，確定合理有效的除險加固方案。（1）資料收集。主要是通過與周邊村民及當地水利管理人員進行訪談，并且通過現場踏勘，拍照等方式，采集水庫歷史及現狀的基本信息。（2）地質勘察。水庫除險加固工程設計施工過程中，地質勘察就尤為重要，如壩體有滲漏現象或者壩基不穩定的情況存在，必須加強對壩體、壩腳、壩基的勘探，地勘的方法主要有鉆探、探坑、探槽等，采用鉆探布孔方式；若溢洪道、輸水涵（洞）等其它主要建筑物有危險的情形，應重點進行勘探。通過對壩體、溢洪道和輸水涵管或隧洞進行勘探，可以摸清水庫的病因，以便設計人員對癥下藥。（3）地形測量。水庫除險加固需對水庫除險加固的范圍進行一次詳細的地形測量，其中平面測量和主要建筑物的斷面測量是重點，設計主要需要的1：500的總平面圖（包括整個庫區范圍）和1：100的主要建筑物的橫剖面圖、縱剖面圖。

三、水庫大壩除險加固工程中的防滲設計分析

1、某水庫大壩的概況。某水庫大壩設計的水庫容量為3000萬立方米，水庫的基本功能為灌溉與發電并存的功能性水庫大壩建設，施工環境為紅壤粘土土質局部具有巖石風化成，對防滲的要求偏高。結合某水庫大壩工程進行分析，根據水庫大壩設計要求及實際使用，要求其防滲設計需要達到標準，進而保障大壩的使用安全以及使用壽命。

2、合理選擇除險加固防滲設計方案。結合某水庫大壩狀況，選擇混凝土防滲墻和高壓旋噴灌漿兩個方案。（1）混凝土防滲墻加固方案。沿壩頂中心線增設混凝土防滲墻對壩體進行防滲加固，防滲墻入巖0.5～1.0m，墻下基巖采用帷幕灌漿加固。混凝土防滲墻厚0.6m，并在墻中預埋灌漿鋼管，鋼管直徑110mm。防滲墻軸線長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壩體和壩基覆蓋層進行防滲加固，其下透水率大于10Lu的強風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518m，最大孔深23.7m。帷幕防滲段總長466.0m，最大孔深36.3m。帷幕灌漿與上部旋噴灌漿同孔，先進行下部基巖帷幕灌漿施工，然后進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。基巖灌漿為單排孔，孔距1.6m。（3）加固方案的選擇。混凝土防滲墻方案的優點是，加固工程施工質量容易控制，防滲可靠性較高；缺點是施工速度較慢，施工工期較長，費用略高。高壓旋噴灌漿方案的優點是，施工速度較快，工期較短，費用略低；缺點是穿過不同介質的復雜地層時，施工質量較難控制，防滲可靠性受到影響。經綜合比較，推薦混凝土防滲墻加固方案。

2、水庫大壩除險加固的防滲墻加固設計分析。混凝土防滲墻沿壩頂中心線布置，深度按入巖1m控制，在斷層及裂隙密集帶適當加深。（1）防滲墻的使用年限分析。混凝土防滲墻耐久性主要受滲流溶蝕作用控制，使用年限根據經驗公式計算為103a。根據規范，水庫大壩采用0.6m厚的混凝土防滲墻可滿足50a設計基準期的要求。（2）計算防滲墻厚度。根據計算，墻體厚度為17.8cm可滿足抗滲要求，混凝土防滲墻采用鉆鑿法施工，墻厚取0.6m。（3）防滲墻混凝土指標。28d立方體抗壓強度不小于10.0MPa，彈性模量小于15000MPa，抗滲標號大于W6，允許滲透比降大于60。

結束語：

綜上所述，水庫大壩除險加固要結合具體項目進行防滲處理及防滲設計，從而提高大壩水庫的實際使用能力和抗震能力。并且應用有效的防滲處理技術以及合理設計，能夠提高水庫大壩工程質量，從而使水庫大壩工程的功能得到充分發揮。

參考文獻：

[1]王東坡等.水庫除險加固工程大壩防滲方案優選[J].河南水利與南水北調，2011（18）

[2]王堂振等.淺析中小型水庫大壩除險加固防滲設計的處理措施[J].科技經濟市場，2017（04）

[3]潘登星.水庫大壩除險加固防滲設計處理解析[J].廣東科技，2014（09）