小型水庫土壩施工中除險加固探討

鄧洪凱，余黎琴

(1.進賢縣長山晏鄉水務站，江西 進賢 331724；2.江西省撫州市水利局，江西 撫州 344000)

小型水庫土壩施工中除險加固探討

鄧洪凱1，余黎琴2

(1.進賢縣長山晏鄉水務站，江西 進賢 331724；2.江西省撫州市水利局，江西 撫州 344000)

小型水庫是我國最為重要的一類水庫，具有分布廣、應用多的特點，為農業生產提供灌溉用水，同時也為居民生產生活提供蓄洪泄洪、水力發電等作用。然而我國現有的小型水庫一般建設年代久遠，建設初期受資金的限制施工技術、材料等都較差。另外由于使用的年限較長，在使用過程中對于日常的維護、檢修工作等重視程度不足，因此造成了水庫存在大量安全隱患，其中土壩的滲漏、塌陷等問題尤為突出。文章重點討論小型水庫土壩施工的除險加固，目的是通過對水庫土壩進行安全加固等措施，保障水庫的安全使用。

小型水庫；土壩；除險加固；施工

0 引 言

小型水庫是我國目前分布最廣、應用最多的一類水庫，為滿足我國農業生產的發展提供了重要的作用，是農業生產日常灌溉用水的重要來源，同時也為居民日常生產生活提供蓄洪泄洪、水力發電等作用。我國的小型水庫建立的年代比較久遠，很多都是70年代修建的，當時的技術水平有限、用料也得不到保證，導致目前水庫存在很多安全隱患。同時在使用過程中受到外界自然條件的影響，狂風和土石塌方問題頻發，小型水庫一般都建設在農村地區，日常的巡檢和檢修措施得不到保證，大量壩體出現了滲漏變形的問題，導致壩體結構不穩。如果對小型水庫進行推倒重建，需要較大的投資以及較長的施工周期，在我國現有條件下對大量的小型水庫進行重建施工是不現實的，因此為滿足日常生產生活需要主要對水庫進行除險加固的處理，文章重點討論的是對水庫的大壩施工進行除險加固。圖1為我國常見的中小型水庫土壩。

1 小型水庫土壩現存主要問題和對策

我國小型水庫的大壩主要是土壩，按照施工技術進行分類主要包括黏土心墻壩、水墜壩、水力沖填壩、碾壓土壩、水中灌水吧、壩、水中倒土壩等。按照施工材料進行分類主要包括均質土壩、黏土斜墻壩和多種土質壩等。在對土壩的除險加固處理過程中要實現全流程的重視，首先要加強對水庫現場自然條件、居民生產生活需求、地質條件等的現場勘查，從而進行科學、合理的額方案設計。在施工過程中要嚴格按照設計方案執行，避免安全隱患和質量問題。在后期使用過程中重視維護和檢修，在出現水流沖刷、自然條件等引起的土壩侵蝕破壞現象時進行及時的維修。

1.1 設計階段

在設計階段首先要對水庫土壩的現有情況進行認真的勘察與研究，找到目前存在的滲漏、滑坡、變形等問題，采用帷幕灌漿等措施進行滲漏的處理。同時要充分考慮上下游的具體條件，對于上下游的壩坡采取必要的安全防護，例如在下游進行植樹造林，穩固土石。對于溢洪道存在的問題要進行認真分析。小型水庫建成時一般都不會設計專門的泄洪道，而是簡單搭建了幾根排水管以滿足泄洪要求。另外，在使用過程中水庫加高工程或利用水庫提供其它服務等現象頻發。由于日常的維護費用有限，沒有專人負責24h的看守水庫，因此水庫內雜草叢生、淤積嚴重。因此，要充分分析現有溢洪道的質量，如有必要可以進行拆除重建以滿足蓄洪泄洪的需要，提高水庫整體功能和性能。在設計階段還要充分考慮其他基礎設施的建立，完善內部基礎設置，使整體方案更科學、可行。

圖1小型水庫土壩

1.2 施工階段

在具體施工階段，首先要做好土壩實驗，要對水庫現場的土料進行取樣，通過實驗獲取相關的參數。取樣過程中要注意取樣的區域、顆粒大小，實驗中要重視對樣品的塑性指數分析、密度實驗、含水量實驗和土地擊實實驗等。針對相關的參數利用成熟的理論和已有的施工經驗進行模型計算，給出建議的施工機械方案和施工方案等，例如可以采用循環組合法、逐漸收斂法等算法。利用現代計算機分析技術進行土壩含水量、密度等的測試和分析數據制作，從而保證施工的科學性合理性[1]。

土壩施工中壩體和壩基的結合處是關鍵施工部位，因為整個土壩的自身重量以及投入使用后外力所產生的壓力和重量都要由壩基來承受，因此壩基的穩定性和堅固性直接影響了整個大壩的運行質量和安全性。在施工過程中要嚴格選擇壩基材料，科學計算壩高以及壩基能夠承受的最大壓力。如果壩基不需要特殊處理即可進行壩體施工，在可以對壩基進行刨毛和重新的碾壓處理，具體是對壩基進行表面含水量的處理，使壩基整體處于含水量的最大值，之后根據預先計算得到的碾壓參數作為依據，對壩基進行壓實處理后再鋪土壓實。如果壩基屬于非黏性土的材料，則必須現對壩基進行整體壓實的處理，在壩基上鋪上第一層土料，之后使用輕型機械對壩基進行碾壓處理[2]。如果壩基屬于巖基的材料，則需要現對巖石表面凹凸不平的平面進行磨平、裂縫填充的處理，如果是已經破碎的基巖則還需要進行灌漿的處理。

其次，要重視岸坡和壩體的結合面的處理，從而保證整個土壩的穩定性。要在施工前對結合面表面的雜物進行沖洗，清除掉雜物和已經松動的巖石等，之后進行表面的灑水處理保證其表面的濕潤度再進行水泥砂漿、濃黏土漿的鋪設，在鋪設過程中對鋪土進行碾壓處理，從而保證在使用過程中結合面不會出現管涌或滲水的問題。應當注意不能使用重型機械進行施工，避免對整個大壩的土基造成破壞。

最后要重視施工過程中的用料質量，如果使用了不合格的材料進行施工，會對大壩整體的安全性和質量造成嚴重的破壞。材料要通過正規渠道向正規的廠商進行采購，在到后貨要進行嚴格的驗收，堅決杜絕不合格的材料進場。對于材料的使用要嚴格按照說明書的要求進行，進行科學的保管，防止在存儲過程中出現腐蝕、變質等問題。

1.3 其他注意事項

對于小型水庫土壩普遍存在的壩基滲漏、繞壩滲漏等滲漏問題要進行全面的排查，通過使用帷幕灌漿的措施進行處理。對于溢洪道的加固處理，要在充分分析項目特點的基礎上，從水調節計算、溢流堰優化、溢洪道優化等角度具體提出科學、合理的溢洪道優化改造設計方案。對于裂縫問題要進行施工處理控制，主要包括橫向裂縫和水平裂縫兩類。對于水平或垂直的裂縫可以直接進行沙壤土的填入及搗實密封處理，對于橫向的裂縫則需要先進行開挖處理后再進行回填，具體開挖過程中一般采用梯形斷面的方式進行處理，從而能夠保持較好的回填土和壩體之間的結合。由于小型水庫本身一般建造在支流的位置，因此要對其上下游的壩坡進行專門的加固處理。如果水庫本身建造在河流的下游位置，則必須進行植樹造林，形成一個完善的自然排水體，減少大壩受到河流沖積的影響。對上游的壩坡進行整修，可以充分利用草坡的形式進行護坡，還可以采用泥石等材料進行路面的鋪設，從而保證路面的堅固性。要重視小型水庫的滑坡問題，主要處理方式是對下部壓重、上部減重，再具體施工過程中要注意土石壩的水分問題，要盡量選用透水性好的材料進行修復，從而能夠盡量將大壩的內部水分排除。

土壩施工中除險加固一般不會專門針對某一個問題進行施工，往往是多種問題并存的復雜環境下的施工。因此需要協調檢查滲漏、滑坡、裂縫等異常現象的具體步驟。必要時可以使用同位素設備、電測設備等進行檢測。由于土壩施工現場環境復雜，需要的設備和材料眾多，設備的使用、安置等會相關干擾和影響，因此需要對大壩現場條件進行系統性、綜合性的分析，設計最優的施工方案，滿足技術合理、現場可行、滿足要求的除險加固方案。在整體施工的過程中要建立健全監督和管理機制，提高施工人員的質量意識，將施工質量責任落實到人，要明確質量安全事故的懲罰措施，使整個施工過程有法可依，保證施工按照方案設計嚴格執行[3]。

2 防滲墻的施工具體分析

本節以某地A水庫土壩除險加固施工為例。A水庫始建于1973年，總庫容為110×104m3，最大壩高為9.8m，壩頂寬為3.5-4m，屬于小型水庫。A水庫位于國內某縣兩個自然村的交界處，1975年9月建成完工后正式投入使用。A水庫的主要材料是土石混合壩，上游是干砌石護坡，邊坡比為1∶3，下游是天然草皮護坡，邊坡比為1∶2.5。目前水庫在大壩0+220m的位置出現了一處滲水點，大壩整體的滲透性較強，壩后也有多處庫水滲出，根據不同位置和深度滲水的原因和強度也不同，因此對A水庫土壩的防滲處理迫在眉睫[4]。

根據A水庫周圍環境以及整體應用需求分析，整體防滲墻的建造頂高程為325m，即比校核的洪水水位再高出0.3m。A水庫的土壩是土石混合壩，壩基表面主要是第四系的松散堆積層，壩基底部主要是花崗巖。防滲墻的建造底高程要按照地基上建有截水墻的土壩滲流情況進行計算，最終確定為303m，即比目前的壩底高程要低4m。結合水庫實際以及本工程的造價預算進行分析，最終確定使用高壓噴射的方式建造防滲墻。

3 總 結

文章重點分析小型水庫土壩施工的除險加固，從設計階段、施工階段等方面對主要問題進行了分析，同時對具體的防滲墻、溢洪道、防裂縫等除險加固方案進行分析，最后還以A水庫防滲墻的施工作為案例進行了具體分析。通過對現有的小型水庫土壩進行除險加固施工，能夠在資金有限的情況下提高水庫的運行能力，同時提高工程投資效益。

[1]賴歷青.小型水庫土壩施工中除險加固研究與探討[J].河南水利與南水北調,2016(03):58-59.

[2]宋玉良,于海龍.小型水庫土壩施工中除險加固研究與探討[J].黑龍江科技信息,2014(18):181.

[3]石維力.小型水庫除險加固工程關鍵部位處理[J].科技資訊,2014(33):34-35.

[4]魏家慧,莊淑英.高壓定噴防滲墻在小型水庫除險加固中的應用[J].黑龍江水利科技,2011(04):279-280.

TV641.2

B

1007-7596(2017)09-0078-03

2017-09-02

鄧洪凱(1975-)，男，江西進賢人，工程師，從事水利工程管理、防汛抗旱、項目的前期申報和項目施工管理等工作；余黎琴(1987-)，女，江西撫州人，助理工程師，從事水利工程管理、防汛抗旱、水土保持和工程項目受理預審工作。