□謝飛騰
目前我國有許多大壩和堤防需要進(jìn)行防滲處理,每種新技術(shù)有各自的原理、施工工藝、優(yōu)缺點(diǎn)和適用性。在工程實(shí)際中,根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的綜合防滲技術(shù),以達(dá)到科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的目的,這是在當(dāng)前以及今后堤壩防滲方案選擇中值得深入研究的課題
大壩滲漏是一種常見現(xiàn)象,擋水運(yùn)行年代長久的大壩比較突出,新近下閘蓄水的大壩也不乏其例。壩體滲漏雖是常見的缺陷,對其危害性卻不可忽視,尤其是滲漏較為嚴(yán)重的大壩,帶來了一系列的不利影響,甚至直接威脅到大壩和發(fā)電設(shè)備的安全運(yùn)行。
小型水庫能否正常蓄水直接關(guān)系到水庫的正常運(yùn)行和效益的發(fā)揮,壩體漏水不但影響水庫的正常蓄水量,而且直接危及到大壩及下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。
魁斗鎮(zhèn)是安溪縣水利設(shè)施較多的鄉(xiāng)鎮(zhèn),目前全鎮(zhèn)有水利設(shè)施42座,其中小(二)型水庫2座,山圍塘水庫13座,提引水工程27座。自2000年以來,上級政府十分重視,對水庫、山圍塘進(jìn)行全面除險(xiǎn)加固,經(jīng)過5年來的除險(xiǎn)加固工作,魁斗鎮(zhèn)境內(nèi)水庫、山圍塘壩體、險(xiǎn)情已基本排除且大多數(shù)能夠正常蓄水,發(fā)揮效益。據(jù)了解,水庫大壩存在滲漏現(xiàn)象的有8座,占全鎮(zhèn)水庫的53%。分析水庫滲漏原因并提出正確的處理意見,對水庫安全保安及正常發(fā)揮效益具有重大意義。
下面就小(二)型貞洋村東坑水庫壩體滲漏原因分析與處理意見闡述如下:
東坑水庫位于安溪縣魁斗鎮(zhèn)貞洋村,水系為晉江西溪支流,水庫于1981年建成發(fā)揮效益,水庫集雨面積0.4km2,總庫容24.0萬m3,灌溉貞洋村580畝農(nóng)田。
東坑水庫大壩為均勻土質(zhì)壩,壩頂高程500.48m,最大壩高15.48m,壩頂長68.0m,壩頂寬3.60m,迎水坡坡度1:2.5,背水坡坡度1:2.0,反濾層高度5.0m,其邊坡坡度為1:1.0。
放水涵洞位于大壩右側(cè),由直徑0.25m的水泥管連接而成,放水臥管也是直徑0.25m的水泥管,斜臥于溢洪道右側(cè)的山坡上,放水孔直徑0.10m。涵洞進(jìn)口高程490.48m,引用流量0.06m3/s,灌溉本村580畝農(nóng)田。
水庫溢洪道為岸邊開敞式進(jìn)水,位于大壩右側(cè),由平流段、陡坡段兩部分組成,進(jìn)口底部高程498.88m,平流段為深窄型渠道式,長54.6m,寬度2.0m,末端高程497.8m,陡坡段長15.0m,寬長2.0m,消力池長6.0m,寬2.m,深2.0m,底高程482.94m,末端高程484.94m,均用水泥砂漿塊石砌筑,溢洪道泄洪沿山坡人工開挖的排洪道引入小山溝。
大壩為均勻土質(zhì)壩,經(jīng)過三十多年的運(yùn)行已老化。近年來,發(fā)現(xiàn)壩面有明顯的白螞蟻活動蹤跡,過壩渠道上側(cè)發(fā)現(xiàn)小面積濕水現(xiàn)象,若不及時采取有效措施,將直接危及壩體安全。
由于當(dāng)年壩體填夯時土料土質(zhì)較差,含砂量大,經(jīng)歷年雨水沖刷,造成迎水坡坡度不一,坡面凹凸不平,現(xiàn)需對迎水坡,補(bǔ)夯填土并進(jìn)行整理,夯填至同一坡度,并進(jìn)行砌石護(hù)坡。
背水坡坡面經(jīng)歷年雨水沖刷成溝,需進(jìn)行整理夯填至同一坡度,并種植草皮護(hù)坡,防止壩體水土流失。
溢洪道平流段因暴雨造成邊坡局部崩塌,應(yīng)砌石加固。
目前,有不少水庫存在著不同程度的隱患,成為病險(xiǎn)水庫,造成水庫堤壩滲漏的原因錯綜復(fù)雜,但概括起來,主要有以下幾種原因:
五、六十年代囿于當(dāng)時的技術(shù)和認(rèn)識水平,許多小型水利工程采取“邊勘測、邊設(shè)計(jì)、邊施工”的方法,致使許多工程缺乏規(guī)范的圖紙即倉促上馬。在設(shè)計(jì)思想上則片面追求“多快好省”,并盲目照搬蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn),大量采用了壩下涵管、經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)邊坡而未認(rèn)真考慮放水、檢修、泄洪和電站擴(kuò)容等需求,致使溢洪道和放水涵管尺寸偏小。壩身過于單薄或壩坡偏陡,部分水庫防滲體斷面偏??;少數(shù)小型水庫甚至未在壩后設(shè)置反濾措施,從而導(dǎo)致出逸點(diǎn)偏高和大面積散浸及漏水。
主要指在水庫建設(shè)施工過程中,缺少必要的質(zhì)量監(jiān)測和控制手段,致使輾壓強(qiáng)度不夠,或填筑土料多雜質(zhì)并有較大土塊未予充分粉碎夯實(shí),或每層填筑厚度過大,分段施工接頭處又未能作有效搭接。另一種常見的通病是大壩在多次加高時,新老土結(jié)合部往往未作有效處理,從而出現(xiàn)結(jié)合層面上的分層現(xiàn)象并導(dǎo)致水平向滲水。大壩加高時,防滲體與壩體和兩側(cè)山坡結(jié)合部未筑嵌槽或未作妥善處理。溢洪道與壩體、山體的連接部分以及導(dǎo)水墻等,未作有效的防滲或截滲處理。壩后排水反濾體質(zhì)量差或失效,從而造成浸潤線和出逸點(diǎn)抬高,滲水從坡面上逸出。
水庫大壩建成后,長期處于無人管理的狀態(tài),致使啟閉設(shè)施、涵閘、拉桿嚴(yán)重失修和銹蝕,結(jié)果在汛期或干旱季節(jié)無法正常啟閉,從而造成無益棄水或大量漏水。
造成滲水現(xiàn)象除壩體填筑不密實(shí)外,主要存在原因是壩體填土參雜樹、雜草,壩面植被腐爛,產(chǎn)生鼠洞蟻穴。在水庫高水位下,形成滲流通路及滲透薄弱層。另一方面原因是:壩體結(jié)合部填筑未做處理,具體在大壩右側(cè)與溢洪道左側(cè)邊墻結(jié)合部留下滲流通道。
對壩坡進(jìn)行土漿加呋南丹防滲灌漿,堵漏時間選擇在冬季12月份,在水庫放空3個月后,壩體含水量低時,開始鉆孔灌漿,排孔按梅花形布置,壩頂(沿壩軸線)鉆灌43孔,平均孔深8m,迎水坡鉆灌2排孔,共68孔,平均孔深6m,背水坡鉆孔1排35孔,平均孔深6m,總共鉆孔146孔,共計(jì)深度962m,采用壓力灌漿注漿法,以壓力表觀察吃漿率,通過灌漿達(dá)到壩體防滲效果,防滲面積共計(jì)8010m2。
壩體通過二次灌漿發(fā)現(xiàn)在壩面右側(cè)第一孔吃漿率非常大,一次吃漿達(dá)12桶,說明壩體存在鼠洞或蟻穴。因此,在灌漿材料中加入防蟻害六六粉及呋南丹等藥物,消除蟻害。
經(jīng)過2006年10月份和2007年11月份,兩次組織對壩體進(jìn)行灌漿加固,效果良好,被市水利局列為“三類水庫除險(xiǎn)加固”,現(xiàn)已完成主要工程加固項(xiàng)目,水庫開始正常蓄水發(fā)揮效益,并順利通過市水利局工程竣工驗(yàn)收。
至目前為止,大壩未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象,經(jīng)過多次臺風(fēng)及洪水考驗(yàn),大壩仍安全運(yùn)行。大壩灌漿加固達(dá)到了預(yù)期效果。