劉文峰 上饒市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院

近年來，隨著鄉(xiāng)村振興和國家新基建戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，我國的水庫建設(shè)數(shù)量越來越多，而一些修建時(shí)間較早的水庫，則開始出現(xiàn)一些病險(xiǎn)，其中土石壩的病險(xiǎn)是最常見類型。水庫在使用過程中，土石壩出現(xiàn)病險(xiǎn)情況是必然的情況，尤其是對(duì)于水流沖擊大的水庫，土石壩鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的浸泡中難免出現(xiàn)脫落，滲漏的問題，因此需要對(duì)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固，強(qiáng)化水庫的土石壩，穩(wěn)定土石壩，避免產(chǎn)生泄漏。

1.水庫除險(xiǎn)加固工程概述

水庫除險(xiǎn)加固工程指的是對(duì)水庫土石壩出現(xiàn)的病險(xiǎn)情況，進(jìn)行除險(xiǎn)，并且對(duì)水庫土石壩進(jìn)行加固的工程。除險(xiǎn)加固工程是水庫在長(zhǎng)期使用中必不可少的維修性施工。由于水庫所處的地理位置，水文情況，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，水庫下游地區(qū)情況都不相同，所以水庫的除險(xiǎn)加固工程施工也不相同，需要根據(jù)具體的情況選擇合適的施工技術(shù)和方法。水庫除險(xiǎn)加固主要針對(duì)水庫的土石壩，因?yàn)橥潦瘔问卿摻钏嗷炷两Y(jié)構(gòu)制造，在長(zhǎng)期使用過程中，巨大的水體壓力和水下暗流引發(fā)的沖擊力會(huì)對(duì)土石壩產(chǎn)生較大的力學(xué)作用，再加上混凝土在長(zhǎng)期浸水的情況下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，應(yīng)力作用導(dǎo)致土石壩出現(xiàn)裂縫、缺口等情況，而這些缺口在水庫土石壩使用中會(huì)產(chǎn)生較大的風(fēng)險(xiǎn)，如果不及時(shí)采取除險(xiǎn)加固措施，就有可能導(dǎo)致水庫泄漏甚至土石壩塌方等嚴(yán)重事故，所以，水庫的除險(xiǎn)加固工程對(duì)水庫維穩(wěn)和土石壩壩體穩(wěn)定有著重要作用。

婺源縣大塘塢水庫位于樂安河支流賦春水的一條支流上，主要負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)灌溉，順帶承擔(dān)著防洪、發(fā)電和養(yǎng)殖的責(zé)任，屬中型水庫，電站裝機(jī)125K W，年發(fā)電量22萬度，可灌溉面積0.734萬畝，同時(shí)供下游2000余人飲用水。水庫校核水位119.67m，相應(yīng)庫容1402萬m3，設(shè)計(jì)水位119.27m，水庫正常蓄水位118.12m，死水位為110.92m。

2.水庫土石壩病險(xiǎn)成因分析

大塘塢水庫的修建時(shí)間是上個(gè)世紀(jì)，修建時(shí)間久遠(yuǎn)，限于當(dāng)時(shí)的修建技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，大塘塢水庫主要存在著壩基滲漏、壩體滲漏和壩體穩(wěn)定度不達(dá)標(biāo)這三個(gè)病險(xiǎn)成因。

2.1 壩基滲漏

壩基滲漏是老水庫病險(xiǎn)的主要情況，大塘塢水庫修建至今已有三十多年時(shí)間，由于當(dāng)時(shí)的壩基修建技術(shù)和水庫設(shè)計(jì)的限制，在壩基和壩體連接面的施工上存在著質(zhì)量不過關(guān)的問題，對(duì)壩基沒有進(jìn)行足夠的技術(shù)處理，使得在長(zhǎng)期的水流沖擊之下，壩基與壩體的接觸面出現(xiàn)滲水的情況。這主要是因?yàn)榍寤坏轿灰l(fā)的，水庫的壩基建設(shè)在河床之上，而河床大多高低不平，所以在建設(shè)之初就需要進(jìn)行全面的清基，如果清基不到位，在長(zhǎng)期的水流沖擊下，河床石塊等被沖走，就會(huì)在壩基形成空隙，出現(xiàn)滲漏的情況。其次，截水槽的開挖深度不夠也會(huì)導(dǎo)致壩基滲漏的問題，截水槽主要的作用就是防止地下水流動(dòng)的土石壩工程結(jié)構(gòu)，如果其開挖深度不夠，地下水仍舊能夠流經(jīng)土石壩，也就會(huì)導(dǎo)致壩基滲漏出現(xiàn)。壩基滲漏造成的后果與滲漏量相關(guān)，小規(guī)模的地下水滲漏對(duì)水庫土石壩本身的影響較小，但是如果壩基滲漏較為嚴(yán)重，就可能會(huì)危及到土石壩的穩(wěn)定。

2.2 壩體滲漏

壩體滲漏也是水庫病險(xiǎn)的一大成因。相比起壩基，壩體的厚度更低，受到的水流沖擊力更大，并且受到陽光直接照射的同時(shí)長(zhǎng)期浸水，在熱脹冷縮效應(yīng)之下，壩體內(nèi)部的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形或者內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫等情況，引發(fā)滲漏。而壩體在修筑過程中，填筑質(zhì)量差也會(huì)導(dǎo)致壩體滲漏。對(duì)于很多上個(gè)世紀(jì)修建的水庫大壩而言，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制和資金條件限制，使得大壩修筑采用人工填筑的方式，填筑質(zhì)量差，壩體不夠緊密，在長(zhǎng)期使用中就會(huì)出現(xiàn)滲漏的問題。加上當(dāng)時(shí)的建筑材料質(zhì)量也較差，所以很多使用年限較久的水庫大壩都會(huì)出現(xiàn)壩體滲漏的問題。而壩體滲漏會(huì)直接導(dǎo)致壩體中的鋼筋材料生銹，承載能力下降，如果不采取除險(xiǎn)加固措施，就會(huì)導(dǎo)致水庫大壩出現(xiàn)破損風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 壩體穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越發(fā)完善，水庫作為基礎(chǔ)水利工程中至關(guān)重要的一環(huán)，國家對(duì)其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也越來越高，但是很多水庫大壩修建的時(shí)間較早，當(dāng)時(shí)的建設(shè)規(guī)范和要求還不完善，也不適用于現(xiàn)代水庫工程建設(shè)，所以會(huì)出現(xiàn)部分水庫壩體的穩(wěn)定度不能夠滿足現(xiàn)代要求，需要對(duì)其進(jìn)行加固。還有一類是由于管理缺位，導(dǎo)致水庫在最初興建的時(shí)候壩體穩(wěn)定度就沒有達(dá)到既定的規(guī)范要求，在后期使用中出現(xiàn)各種各樣的問題，滲漏是其中最為常見的一類。壩體的穩(wěn)定對(duì)水庫有著巨大的影響作用。

3.常用水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)

對(duì)于大塘塢水庫土石壩存在的病險(xiǎn)滲漏問題，需要采用除險(xiǎn)加固工程對(duì)其進(jìn)行整改維修，避免滲漏問題進(jìn)一步惡化，導(dǎo)致出現(xiàn)更加嚴(yán)重的后果。常用的水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)包括以下幾種。

3.1 帷幕灌漿技術(shù)

帷幕灌漿是水庫壩基除險(xiǎn)的主要措施，通過把漿液灌注到壩基的空隙中，形成混凝土阻水幕，阻擋水流通過，從而減少壩基滲漏，填補(bǔ)壩基的完整性，提高壩基穩(wěn)定性。帷幕灌漿通常選擇在水庫低水期施工，并且在正式施工以前，需要進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，選擇水庫大壩中具有代表性的壩段試驗(yàn)帷幕灌漿的效果。試驗(yàn)合格之后才進(jìn)行全面的帷幕灌漿。帷幕灌漿一般采用分段灌漿法。大塘塢水庫的壩肩及壩端繞滲處理采用帷幕灌漿處理，以便壩肩帷幕與壩體防滲能形成一道整體封閉的屏障；大塘塢水庫灌漿采用分段灌漿法，漿液為水泥砂漿和純水泥漿。根據(jù)鉆孔探察情況和壓注試驗(yàn)結(jié)果，孔洞較大孔段先用水泥砂漿充灌，待至基本不吸漿后，立即改換水泥漿灌注；其余孔段則直接用純水泥漿進(jìn)行充填灌漿。

3.2 壩體填筑

壩體填筑是解決壩體滲漏病險(xiǎn)的主要措施，由于很多水壩的建設(shè)時(shí)間都較為久遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平只能夠采取人工夯筑的方法，所以會(huì)存在夯筑不夠緊密的情況，這也是導(dǎo)致壩體滲漏的主要原因之一。所以對(duì)這些壩體進(jìn)行除險(xiǎn)加固，采用填筑是非常有效的途徑，將混凝土砂石從壩體的裂縫或者空隙之中填充進(jìn)去，然后使用機(jī)械將壩體夯實(shí)，從而解決壩體滲漏的問題。壩體填筑在水庫除險(xiǎn)加固中使用非常普遍，土方填筑施工需要注重不能隨意填筑，不能亂倒、亂鋪。而應(yīng)該統(tǒng)一填筑，統(tǒng)一碾壓，填筑的厚度通常為15-20cm。土方填筑之后，使用拖拉機(jī)履帶進(jìn)行碾壓，提升其密實(shí)度，采用的方法為輪跡排壓法，而對(duì)于其中碾壓不到位的地方，或者碾壓不足部位，需要使用人工夯實(shí)的方法予以輔助施工。

3.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑也是水庫除險(xiǎn)加固的重要方法，混凝土澆筑的內(nèi)容主要是水壩的邊緣支撐結(jié)構(gòu)，是壩體與水道兩邊連接地區(qū)的工程，這些結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用過程中，因?yàn)楸旧淼慕Y(jié)構(gòu)原因，會(huì)出現(xiàn)裂縫等問題，所以需要使用混凝土澆筑，建設(shè)新的結(jié)構(gòu)工程，用以加強(qiáng)水壩的穩(wěn)定性?；炷翝仓┕し椒ㄅc常規(guī)施工一樣，只是需要注重施工質(zhì)量。

3.4 高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿是水庫除險(xiǎn)加固中使用非常多的技術(shù)，通過高壓噴射灌漿可以在地下快速形成凝結(jié)體，而且不需要開挖地表，所以可以節(jié)約施工成本。并且高壓噴射灌漿的施工設(shè)備與操作方式簡(jiǎn)單，適應(yīng)性很強(qiáng)，所以有著很大的應(yīng)用前景。

大塘塢水庫除險(xiǎn)加固工程中采用高壓噴射灌漿和帷幕灌漿的單價(jià)、工程量和合計(jì)總價(jià)情況見表1，可以用于分析兩種工程的施工成本情況。

表1 大塘塢水庫高壓噴射灌漿和帷幕灌漿的工程造價(jià)情況

根據(jù)表1可以發(fā)現(xiàn)，該水庫除險(xiǎn)加固工程涉及到的工程施工單價(jià)較低，能夠節(jié)約施工資金。

4.小結(jié)

綜上，水庫除險(xiǎn)加固工程是水庫病險(xiǎn)排除和穩(wěn)定性保障的重要內(nèi)容，通過除險(xiǎn)加固工程可以提升水庫的使用壽命和安全性，促進(jìn)水庫更好地發(fā)揮其水利作用，并保障周邊地區(qū)民生，而水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)則需要根據(jù)具體的施工場(chǎng)景選擇合適的技術(shù)方法，到達(dá)高質(zhì)量除險(xiǎn)加固效果。