□韋珍娟
小型水庫多位于交通不便、位置偏遠(yuǎn)的地方,與大、中型水庫相比,小型水庫的配套設(shè)施比較差、管護(hù)水平比較低,歷年都是防汛的重點(diǎn)、難點(diǎn)。本文結(jié)合相關(guān)工程實(shí)例,對小型水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)進(jìn)行闡述、分析,不當(dāng)之處敬請指正。
××水庫是一座以防洪、灌溉、淡水養(yǎng)殖為主的小型水庫。原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計(jì),200年一遇校核。原總庫容25.6萬m3。該工程控制流域面積0.60km2,干流長1.025km,干流比降0.0772m/m。
1.大壩
(1)上游壩坡
水庫大壩為均質(zhì)土壩,長160m,最大壩高14.50m,迎水坡現(xiàn)狀坡比平均為1:2.5。大壩迎水坡局部有亂石護(hù)坡,坡面雜草叢生,迎水坡受沖刷、侵蝕,護(hù)坡塊石有移位、松動(dòng)及淘空現(xiàn)象,原有護(hù)坡下無反濾層,存在安全隱患。
(2)壩頂
現(xiàn)狀壩頂高程在109.18~109.82m之間,壩頂寬度不一,最小寬度為2.3m,最大寬度為6.2m,土質(zhì)路面,雜草叢生,凹凸不平,壩頂局部有缺土現(xiàn)象。
(3)下游壩坡
大壩背水坡現(xiàn)狀坡比約在1:1.9~1:2.5之間,無護(hù)坡,無排水溝,坡面雜草叢生,坡腳局部有沖坑,背水坡坡腳有農(nóng)田、喬木。
(4)滲漏現(xiàn)狀
大壩下游坡腳有因滲漏形成的明流現(xiàn)象,存在安全隱患。
2.放水洞
經(jīng)多年運(yùn)行,放水洞出口有明顯滲漏,啟閉機(jī)房有不均勻沉降、破損,影響正常使用。
3.溢洪道
溢洪道兩側(cè)無護(hù)坡。由于兩岸土方坍塌,致使溢洪道斷面局部堵塞,難以滿足泄洪要求。溢洪道上建有交通橋一座,橋面凈寬4m,為砌石拱橋。
1.上游壩坡
根據(jù)該水庫的實(shí)際情況,擬定水庫上游坡護(hù)坡方案為:上游坡在正常水位+0.7m 以下采用C20 混凝土預(yù)制塊護(hù)坡形式,厚12cm,其下墊層采用厚15cm的砂、碎石混合級配找平;正常水位+0.7m 以上采取噴播草籽植草護(hù)坡形式。另外,將壩坡上原有的干砌石護(hù)坡拆除,鏟除雜草、草皮后,按設(shè)計(jì)坡比1:2.5 進(jìn)行人工找坡。在混凝土預(yù)制塊護(hù)坡上設(shè)排水孔,縱橫間距均為3.0m,呈梅花形排列。
2.下游壩坡
下游坡采取補(bǔ)坡培土措施。首先清除草皮和腐殖土以及灌木,然后補(bǔ)坡培土,使其坡度達(dá)到設(shè)計(jì)坡比1:2.5,之后進(jìn)行噴播草籽植草護(hù)坡。補(bǔ)坡培土應(yīng)采用砂性土,相對密實(shí)度要求不小于0.70。
3.壩頂路面
對壩頂?shù)缆愤M(jìn)行清理、平整,按設(shè)計(jì)壩頂高程109.5m 找平,壩頂總寬度為3.0m。達(dá)不到設(shè)計(jì)寬度的壩段,以下游側(cè)為中心,拓寬時(shí)向上游側(cè)增加。壩頂路基夯實(shí)后新做200mm 厚泥結(jié)碎石路面。在壩頂上、下游側(cè)各設(shè)C30 預(yù)制混凝土界石,寬0.15m,高0.35m。
4.大壩防滲
大壩全段采用水泥攪拌樁防滲墻防滲。在壩頂沿壩軸線布設(shè)攪拌樁,樁基伸入強(qiáng)風(fēng)化二長花崗巖巖面下0.5m。水泥攪拌樁樁徑為400mm,樁距250mm,有效成墻厚度為312mm,滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s,固化劑采用32.5MPa 普通硅酸鹽水泥,水泥摻入量為15%。
本次工程在放水洞原砌石方涵內(nèi)襯管,將洞身內(nèi)套φ300mm 錳鋼管,鋼管壁厚8mm,鋼管外至原洞身間全部用M15 水泥砂漿充填,兩端采用C30 混凝土封堵,厚500mm。為保證放水洞原洞身周圍與壩體的連接,在大壩軸線放水洞洞身周圍充填灌漿。
按照重新調(diào)洪演算的成果設(shè)計(jì)寬度為9.0m,進(jìn)口底高程為106.50m。為了保護(hù)大壩壩頭,在溢洪道進(jìn)口左岸與大壩連接處設(shè)M10 漿砌甲級亂石重力式擋墻,墻頂高程與對應(yīng)的壩面高程一致。
壩基滲漏是小型水庫的致命傷,是造成病、險(xiǎn)水庫的主要因素之一,其根本原因是水庫建設(shè)期間沒有采取有效防滲措施,或壩基處理不徹底。本次小型水庫除險(xiǎn)加固工程中采用的帷幕灌漿技術(shù)就是要解決壩基滲漏問題。
帷幕灌漿技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)如下:
一是帷幕灌漿必須按分次序加密的原則進(jìn)行。由三排孔組成的帷幕,應(yīng)先灌注下游排孔,再灌注上游排孔,然后灌注中間排孔,每排孔可分為二序。由兩排孔組成的帷幕應(yīng)先灌注下游排,后灌注上游排,每排可分為二序或三序。單排孔帷幕應(yīng)分為三序灌漿。
二是通常采用自上而下分段灌漿法,即“自上而下,分段鉆灌,小口徑鉆進(jìn),阻塞封閉,全水泥漿灌漿?!?/p>
三是帷幕灌漿孔位與設(shè)計(jì)孔位的偏差值不得大于10cm,孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定,孔徑不得小于46mm。
四是在帷幕灌漿的先灌排或主帷幕孔中宜布置先導(dǎo)孔,可在一序孔中選取,其間距不宜小于15m,或按該排孔數(shù)的10%布置。先導(dǎo)孔應(yīng)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn),可與壓水試驗(yàn)同步自上而下進(jìn)行灌漿,也可在全孔壓水試驗(yàn)完成之后自下而上進(jìn)行灌漿。
五是在鉆進(jìn)結(jié)束后,灌漿孔(段)應(yīng)采用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗,直至回水清凈為止。沖洗壓力可為灌漿壓力的80%,不得大于1MPa,孔底沉渣厚度不得超過20cm,總的沖洗時(shí)間不得少于30min。
土壩壩身因土質(zhì)或施工質(zhì)量不良,容易導(dǎo)致壩身散浸,土壩壩體灌漿是處理壩身散浸的方法之一,具有投資小、見效快、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。
土壩壩體灌漿技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)如下:
一是土壩壩體灌漿,一般應(yīng)在水庫低水位期進(jìn)行,以加速泥漿固結(jié),保證土壩安全。
二是灌漿施工前應(yīng)做灌漿試驗(yàn)。選有代表性壩段,按灌漿設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔、造孔、制漿、灌漿。觀測灌漿壓力、吃漿量及泥漿容量、壩體位移和裂縫等,試驗(yàn)孔不少于3個(gè)。試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)分析資料,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),修改參數(shù),完善和熟練灌漿工藝,然后再進(jìn)行全面施工。
三是充填式灌漿應(yīng)先灌上游排孔,再灌下游排孔,后灌中間排孔。充填式灌漿應(yīng)采用分段灌注方法,由下至上,下套管分段灌注,段長可為5~10m。
壩體填筑技術(shù)是小型水庫除險(xiǎn)加固工程中的核心技術(shù),壩體填筑技術(shù)的質(zhì)量控制有以下要點(diǎn):
1.分段、分片碾壓,相鄰作業(yè)面的搭接碾壓寬度在平行軸線方向不應(yīng)小于0.5m,垂直軸線方向不應(yīng)小于3m。
2.新、老壩結(jié)合部位的施工,應(yīng)以斜面相接,坡度可采用1:3~1:5。必須清除結(jié)合部位的各種雜物,并將壩坡挖成臺階狀,再分層填筑。
3.土方填筑施工參數(shù)應(yīng)與碾壓實(shí)驗(yàn)相符。每一填筑層經(jīng)自檢、抽檢后,凡取樣不合格的部位,應(yīng)補(bǔ)壓或作局部處理,經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格后方可繼續(xù)下道工序。