水庫除險加固工程大壩帷幕灌漿施工技術探究

廖晚秋

（富川瑤族自治縣富陽鎮農業農村服務中心，廣西 賀州 542700）

水庫作為重要的水資源管理設施，其安全性對于基層鄉鎮尤為重要，在廣西富川等地區，由于自然和人為因素，許多水庫具有除險加固的需求。在這些工程中，大壩帷幕灌漿技術是確保大壩安全和穩定的重要手段。大壩帷幕灌漿技術的應用不僅可以提高大壩的整體結構強度，而且能有效防止水滲漏，從而保障水庫的安全運行。

1 水庫除險加固工程概述

1.1 水庫除險加固的重要性

水庫除險加固工程的重要性在于其直接關系到區域水資源的安全和穩定供應，特別是在基層鄉鎮，如廣西富川地區，水庫不僅是農業灌溉的主要來源，也對當地社區的飲用水安全和生態平衡發揮著至關重要的作用。隨著時間的推移和環境條件的變化，許多舊水庫面臨結構老化、滲漏、裂縫等問題，如不及時處理，可能導致水庫功能退化，甚至威脅到下游地區居民的生命財產安全。因此，及時有效的除險加固工程，對于維護水庫的正常功能，保障區域水安全具有重要意義。在這一過程中，準確識別潛在風險點、制定合理的加固方案，以及采用適當的施工技術，都是確保工程成功的關鍵。通過這些加固工程，可以有效提高水庫的安全等級，延長其使用壽命，同時保障當地居民的生活安全和水資源的可持續利用。

1.2 基層鄉鎮水庫的挑戰

基層鄉鎮水庫因其規模和功能的特殊性，通常位于偏遠地區，資金和技術資源較為有限，導致在設計和建設階段可能無法采用最先進的技術。這些區域的水庫往往承擔著農業灌溉、防洪控制及提供生活用水等多重功能，使其在運行和維護方面更加復雜。因此，對這些基層鄉鎮水庫進行有效的除險加固顯得尤為重要。然而，由于經濟和技術條件的限制，需要尋找既經濟又有效的解決方案，以確保工程的可行性和效益最大化。此外，加固工程還需考慮到對當地社區生活和生態環境的影響，努力實現社會、經濟和環境效益的平衡[1]。

1.3 大壩帷幕灌漿技術

大壩帷幕灌漿技術是水庫除險加固工程中一種關鍵的施工方法，主要用于處理和預防大壩和水庫結構中的滲漏問題；通過在大壩或水庫基座的裂縫、孔隙中注入特定的灌漿材料，形成防滲屏障，從而增強結構的穩定性和防滲能力。灌漿材料通常包括水泥漿、化學漿或其混合物，選擇何種材料取決于具體的工程需求和地質條件，帷幕灌漿不僅能有效阻止水滲透，還能增強裂縫區域的結構強度。在施工過程中，準確的灌漿壓力和量是保證灌漿效果的關鍵因素，過高或過低的壓力都可能導致灌漿效果不佳或灌漿材料的流失。為了達到最佳的灌漿效果，通常需要對大壩或水庫的地質條件進行詳細的調查和分析，以確定灌漿方案和施工參數。此外，帷幕灌漿工程的成功也高度依賴于施工團隊的技術水平和經驗，在基層鄉鎮水庫加固項目中，這項技術的應用不僅能顯著提升水庫的安全等級，還能延長水庫的使用壽命，為當地社區帶來長遠的經濟和社會效益[2]。

2 廣西富川地區水庫加固工程案例分析

2.1 工程背景

龜石水庫作為廣西富川地區的重要水源，長期承擔著灌溉、防洪和供水等多重任務，隨著時間的推移，水庫面臨著老化、滲漏和結構不穩定等問題，亟需進行有效的除險加固。加固工程的主要目標是提升水庫的安全性和功能性，確保其能夠為富川地區穩定提供必要的水資源，工程的設計應考慮到水庫的原有結構特點和周邊地質環境，以確保改造方案的可行性和效果。此外，由于該地區多雨的氣候特點，工程特別強調提高水庫的防洪能力，以應對可能發生的極端天氣事件。

2.2 帷幕灌漿施工過程

針對水庫大壩的老化問題，采用高強度水泥基灌漿材料，以增強其防滲和結構穩定性，根據施工前的全面地質勘探，共確定了25個灌漿點，每個點的灌漿深度平均為40 m，在灌漿過程中，使用約200 t的水泥漿料，平均每個點約8 t。為保證灌漿效果，采用平均2.5 MPa的灌漿壓力，確保灌漿材料能夠充分滲透到裂縫和孔隙中。整個灌漿工程耗時約60 d，其間密切監控每個灌漿點的壓力和材料流動情況，以確保每一步施工都達到預期效果。通過這一系列精確的施工措施，龜石水庫的大壩得到有效加固，顯著提升了其防洪和防滲能力。此外，施工期間，項目團隊也重視環境保護，采取各種措施以最小化對周邊環境的影響。

2.3 工程成效與挑戰

龜石水庫加固完成后的評估顯示，大壩的滲透系數顯著下降，從改造前的1.0×10-6cm/s降至改造后的2.5×10-8cm/s，極大地增強了防滲效果。大壩的結構穩定性評分從改造前的3.5分提升到改造后的4.8分（滿分5分），表明結構的整體穩定性和安全性顯著提升。然而，在施工過程中也面臨一些挑戰，包括不穩定的地質條件和季節性天氣影響，但通過團隊的努力和技術創新，這些問題得到有效解決。該項目的成功實施不僅增強了龜石水庫的防洪和供水能力，也為當地社區提供更加穩定和安全的水資源，同時為類似地區的水庫除險加固工程提供了寶貴的經驗和參考[3]。

3 帷幕灌漿施工技術的關鍵因素

3.1 材料選擇與準備

在龜石水庫帷幕灌漿施工項目中，為確保最大的滲透和固化效果，材料選擇與準備環節顯得尤為關鍵，使用標號為42.5的高性能水泥，數量約200 t，以及配比為10%的化學添加劑，以提升灌漿材料的流動性和穿透力。此外，灌漿過程中還使用大約150 m3的清水，用于調整灌漿漿液的濃度，以適應不同的地質條件和灌漿深度。這些材料的精確選擇和準備，確保了灌漿工程的順利進行。高性能水泥可以提供必要的強度和耐久性，而化學添加劑能夠增強灌漿材料的流動性，使其有效滲透到大壩的裂縫和孔隙中。清水的使用則是為了漿液的濃度適當，以適應地下復雜的地質結構。

3.2 施工技術和方法

在帷幕灌漿施工技術的應用中，施工方法的精確選擇對于確保工程質量和效果至關重要，這一過程主要涉及灌漿孔的精心布置、灌漿壓力的精確控制，以及灌漿材料的恰當注入[4]。灌漿孔的布置是根據大壩的具體結構和地質情況決定的，目的是保證灌漿能夠均勻有效地覆蓋整個區域，表1為帷幕灌漿施工中的關鍵參數及其典型值。

表1 帷幕灌漿施工中的關鍵參數及其典型值

3.3 質量控制與風險管理

在龜石水庫帷幕灌漿施工項目中，嚴格的質量控制與風險管理是保證工程成功的關鍵。項目組制定了一套全面的質量保障措施，包括從灌漿材料的質量檢測到施工過程的實時監控。在材料準備階段，對水泥和添加劑的品質進行嚴格測試，確保其符合工程要求，施工期間，利用現代化的監測設備，如壓力傳感器和流量計，實時監控灌漿的壓力和流量，確保灌漿按照預定的計劃進行。為有效管理風險，建立了應急響應機制，以應對可能出現的各種突發情況，如設備故障或意外的地質變化。此外，考慮到施工對周邊環境的潛在影響，采取一系列環保措施，如施工區域的封閉管理和廢物的妥善處理，以減少對周圍環境和社區的影響。

4 未來水庫加固技術展望

4.1 技術創新與發展趨勢

未來水庫加固技術的技術創新與發展趨勢預示著更高效、環保且經濟的解決方案的出現。新材料和先進技術的不斷發展，將極大提高水庫加固工程的效率和可靠性：智能傳感技術可以實時監測水庫大壩的結構健康狀況，預測潛在的風險點，使維護工作更為主動和及時；自愈合材料的應用則可以在大壩出現微小裂縫時自動修復，從而減少長期維護成本[5]。隨著數字化和智能化技術的融入，水庫加固工程將變得更加精準和高效，例如，通過數字化建模，可以在工程開始前對加固效果進行模擬和預測，優化設計方案。這些技術的發展不僅能提升工程的技術水平，還有助于控制成本和縮短施工周期。在這一發展趨勢中，基層鄉鎮的水庫加固項目將有更多的技術選擇和經濟高效的解決方案，更加適應當地的經濟和技術條件，為確保水資源安全和支持區域發展提供堅實的基礎。隨著技術的不斷進步，預計未來水庫加固工程將更加注重綜合性能、環境適應性和社會責任，為鄉鎮水庫的安全和可持續管理開辟新的路徑。

4.2 基層鄉鎮水庫加固策略

基層鄉鎮水庫加固的策略在未來將更加注重綜合性和可持續性，致力于尋找既經濟實惠又有效的加固方法。在制定策略時，應考慮當地的具體經濟條件、技術水平和社會需求，確保所采取的措施既符合技術要求又適應當地實際情況。例如，可以通過利用當地材料和資源，結合簡單易行的施工技術，來降低工程成本，同時保證工程質量。此外，加強當地技術人員的培訓和技能提升也是重要的一環，這不僅能提高當地施工團隊的專業能力，還有助于減少對外部專業人才的依賴。隨著環保意識的提高，未來的水庫加固策略還將更加注重環境保護，這意味著在工程設計和施工過程中，應盡量減少對周圍生態環境的影響，如采用環境友好型材料、控制施工期間的污染排放等。同時，將探索更多與生態保護相結合的加固方案，如在水庫周邊植樹造林，既改善水庫周邊的環境，又有助于提升水庫大壩的穩定性。

4.3 環境保護和可持續發展的考量

隨著全球環境變化和可持續發展目標的提升，水庫加固工程將更加注重環保材料的使用和生態友好的施工方法。這意味著在選擇材料和設計方案時，將優先考慮對自然生態影響最小的選項，如使用可回收材料和低碳施工技術。此外，工程設計將更多地融入生態保護的元素，如在加固工程中考慮水土保持和生物多樣性保護。未來的水庫加固工程還將重視社區參與和公眾教育，通過增強當地社區對水資源保護的意識和參與度，可以提升項目的社會接受度和長期效果。如社區通過公開透明的溝通方式，讓當地居民了解水庫加固的重要性和實施過程，廣泛收集群眾的意見和建議，為制定加固方案提供參考。由此可見，水庫加固不僅是一項技術工程，更是一項綜合性社會工程，旨在實現技術效益、環境保護和社會和諧的統一。

5 結論

龜石水庫加固項目不僅能提升當地水庫的安全性和穩定性，也為其他基層鄉鎮的水庫加固工程提供了寶貴的經驗和參考。未來的工程實踐需要在確保技術精準性的同時，更加注重環境與社區的和諧共生，共同推動水資源的可持續管理和保護。