試析水利水庫工程大壩的除險加固

劉波

摘 要：在新常態經濟背景下，水利工程建設規模不斷擴大，水庫建設改造項目越來越多，其中水庫大壩的加固建設成為建設的重點。在施工過程中，管理部門和施工技術人員要加強對施工過程的標準化、標準化管理，在此基礎上全面實施安全管理，從整體上保證水利工程的施工質量。

關鍵詞：水利水庫工程;大壩;除險加固

一、水庫大壩安全運行管理分析

1.強調安全運行管理

水庫不僅具有農田灌溉、農田用水調節、城市居民供水、供電等功效，還能通過防汛、防洪預防自然災害，保護生態平衡，因此，水庫在社會發展中維護社會和諧穩定具有重要作用，所以，在水庫管理中要重視水庫大壩的安全運行。

垮壩是水庫大壩安全運行管理中較大可能出現且影響非常惡劣的安全事故，一旦水庫發生垮壩，將會對當地經濟發展、城市發展、生態發展、農業發展造成無法挽回的重大損失，基于此，相關部門在進行水庫大壩安全運行管理時應全面分析可能影響水庫發生垮壩現象的因素，并根據不同因素制定有針對性的預防措施，從而避免安全事故發生。

2.優化安全運行管理機制

隨著社會發展以及水庫運行管理模式的改變，相關部門需要與時俱進轉變管理觀念，提高水庫大壩安全運行管理意識，從而優化安全運行管理機制促進水庫大壩健康運行，具體策略為：

第一，深入原管理機制明確目前水庫大壩安全運行管理制度體系中的漏洞。

第二，根據漏洞有針對性地制定修補策略，從而使水庫大壩安全運行管理機制更加系統、完整、詳細、規范。

第三，優化水庫大壩安全運行管理制度體系中的責任制度、績效制度，從而端正工作人員態度，提高工作質量。

第四，相關部門需要根據自身職能特征科學、合理、個性化的制定符合部門有效發展的管理制度，從而使部門工作人員在工作時有規可依、有章可循。

第五，完善招聘機制，提高聘用標準，人力資源部門需要根據不同崗位所需要的專業技能，制定個性化招聘標準，從而為水庫引進高學歷、高技能、高專業人才。

3.提高業務培訓力度

水庫大壩安全運行管理的主體為工作人員，因此，為進一步提高水庫大壩安全運行管理質量，需要從工作人員專業程度層面出發，提高業務培訓力度，從而在根源上加強水庫大壩安全運行管理，具體策略為：

第1，聘請相關專家對水庫內部工作人員進行定期專業技能與理論知識培訓，并要求講師將培訓課堂與案例相結合，從而通過相關實際案例提升培訓質量，加強工作人員對相關理論技能知識的理解與實際運用。

第2，舉辦結業考試，并將結業成績與績效薪酬相掛鉤，一旦有參加培訓的工作人員在結業考試中成績不合格，將對其進行停職與薪酬處罰，直至其結業考試成績合格才能回歸崗位開展相應工作。

通過提高業務培訓力度策略可以有效提高水庫工作人員的綜合業務實力，促使其在實際工作中，在面對任何水庫大壩安全運行管理問題時都具有較好的問題解決處理能力。

二、加強水庫大壩除險加固管理的措施

1.壩坡和壩頂除險加固

就某水庫目前發展現狀來看，壩頂寬度已經無法滿足規范要求，受上游水流的長期沖刷，壩坡穩定性越來越差，為保證壩坡穩定性，不但需要進行防滲處理，還要適當增加壩頂的寬度，對壩坡進行整改，適當放緩邊坡，壩頂高程統一到100.33m，壩頂寬度增加到5.0m，上游壩坡放緩到1∶2.7，下游壩坡放緩到1∶2.5。為降低雨水和風浪對壩身造成的沖擊，下游坡可采取草坡護坡，上游坡通過預制混凝土護坡，護坡厚度控制在10cm以上。

為滿足防洪的要求，某水庫壩頂高程為100.33m，在壩頂除險加固中，需要結合某水庫的實際運行情況，在壩頂設置30cm厚C20混凝土路面，然后再結合上游壩護坡，對路面適當擴寬處理，處理后路面寬度不應小于5.0m。下游壩坡面與兩壩肩交線處及下游坡腳均設排水溝，排水溝斷面尺寸為0.3m×0.3m。排水溝采用漿砌石結構。

2.大壩防滲除險加固施工

某水庫大壩填土目前呈疏松狀，滲透系數超過1.0×10-5cm/s，嚴重超過了規定要求，存在嚴重的滲漏破壞隱患，為解決滲流安全問題，需要對大壩進行截滲和加固反濾聯合施工除險加固方法，從而最大限度上保證大壩的安全性。在大壩防滲除險加固中，擬定了4種施工方案進行比選。加設斜墻加固方案：主要在大壩上游面新設粘土斜墻，沿著底部開挖截水槽。混凝土心墻加固方案：技術比較成熟，具有安全、直觀、適用范圍廣等優點，但本工程處于山區，施工材料運輸成本較大，采用此種方法成本較高，不易采用。高噴心墻加固方案：需要在大壩軸線上布設一排柱灌漿孔，孔距控制在0.8m之間，噴漿材料普通硅酸鹽水泥，加入適量為水泥重量5%的膨潤土，水膠比控制為1∶1。壩體內部采用純水泥漿液灌注，水灰比控制為0.8∶1?；鶐r內部提升速度為10cm/min，壩體內部提升速度為13～14cm/min，孔斜率控制在1%以下，對施工要求比較高，造價也高，不適合本工程大壩除險加固。套井沖抓回填粘土心墻施工方案：可既能滿足本工程除險加固的要求，而且成本適中，可用于本工程。

具體施工中，采用單排布孔，在壩軸線或壩軸線上游側按主、套孔相間布置，一主一套相交連接成墻。先打主孔①、③號，回填后再打套孔②號，回填后再打⑤號孔，回填后再打④號孔，以此順序，進行打孔、回填。套孔即雙號孔為整圓，主孔即單號孔被套孔切割，呈對稱蝕圓。單排布孔的防滲效果達不到設計要求時，可打雙排孔或三排孔，見圖1。

鉆孔排數可按照土壩所需的防滲有效厚度T來確定，具體計算公式如下：

式中T—防滲墻的有效厚度，m;

H—作用于防滲墻體上是設計水頭，本工程為14.2m;

J允許—填土允許滲透比降，良好壓實的填土，輕壤土允許滲透比降在3～4之間，壤土允許滲透比降在4～6之間，粘土允許滲透比降在5～10之間，本工程選擇允許滲透比降選擇6。通過計算可知，本工程大壩防滲除險加固防滲的有效厚度應為2.37m，孔距、排距、防滲墻的有效厚度標準，見表1。

防滲墻回填土可選擇粘性土料，通常情況下，粘粒含量要控制在35%～50%之間，滲透系數要小于1×10-5cm/s，并且有較好的塑性和滲透穩定性，含水量控制在20%～30%左右，塑限附近為宜。

套孔沖抓粘土防滲墻施工前，需要先對壩頂進行清理平整處理，然后按照設計進行放樣測量，確定好每個鉆孔的位置。本工程壩頂寬度為5.0m，則布孔中心線距壩坡不應小于2.0m，選擇SJ2-95型沖抓鉆和8JZ-95型自動推卸沖抓式鉆機進行鉆孔，鉆孔要保證平整垂直。本方案沖抓鉆造孔及回填粘土6270m。此種壩體防滲加固施工方法，可有效提升大壩的防滲效果，且施工成本低，但容易受氣候影響，在陰雨天不易施工，套孔沖抓粘土防滲墻處理最大深度至壩基巖表層以下0.5m，滿足本工程除險加固的要求。

3.溢洪道除險加固

本工程溢洪堰為典型的寬頂堰，堰頂高程為97.8m，長為4.0m，厚度為5.7m，采用C25混凝土施工而成，溢洪道的基礎強至中風化花崗巖，堰體和邊墻都由C25混凝土施工。擋墻厚度為0.5m，邊墻高度在1.36～1.0m之間。在擋墻施工中，每隔一段距離設置1道沉降伸縮縫，寬度為2.0cm，并在縫內設置止水，擋土墻上布置排水孔，以保證兩側山體流水能夠順利排出。一級陡槽底坡坡度為0.23，其底板厚度計算公式為：

式中a—和地基條件相關的系數，本工程取1.3;

V—陡槽的平均流速，m3/s;

h1=0.9m，h2=0.7m。

泄槽段計算板厚T1=0.37m，取T1=0.4m。鼻坎段板厚0.4m。通過抗滑穩定校核，陡槽底板厚度合適，底板配置φ10@20的構造鋼筋。底板分縫為瀝清砂板填縫，下設砂礫石排水溝。底板下設縱、橫向排水系統，以降低揚壓力。

結束語：

在水庫大壩施工中想要從整體上保障施工安全性，要結合工程實際需求，從現階段施工問題出發，通過全面構建安全監控系統，通過強化施工設備保養、及時清除水庫淤泥、強化施工技術管理等步驟，從整體上降低施工安全幾率，在保障施工質量的同時，提高工程安全性、可靠性。

參考文獻：

[1]劉大洲.水庫除險加固帷幕灌漿防滲技術應用研究[J].黑龍江水利科技，2019，47（11）：189-191.

[2]徐偉榮.小型水庫大壩除險加固工程施工方案分析[J].科學技術創新，2018，22（30）：127-128.

[3]梁利勛.中小型水庫大壩除險加固常見問題及加固措施[J].科技創業家，2014，4（7）：29.