摘 要:随着社会的发展,大坝是水利工程建设中最主要的水工建筑物,是控制水流,防止洪涝灾害、灌溉和水利发电中不可取代的重要水利设施,尤其是水库大坝的除险加固工作是水库大坝安全管理的重中之重,水库大坝与其它工程结构物一样,也存在着失事的可能性。因此,在水利工程的长期使用过程中,要随时对大坝进行安全监测,并及对进行除险加固,做到防患于未然。
关键词:水库大坝;加固;除险
随着国家水利事业的迅速发展,各类水库也在不断建设。但是,很多水库大坝先天不足、后天失调,致使40%左右的水库存在不同程度的病险隐患。大量病险水库的存在不但影响水库效益的发挥,而且还严重威胁下游人民生命财产及设施的安全,制约经济社会发展。病险水库已日益成为防洪体系中最为薄弱的环节和防洪安全的最大隐患。
一、病险水库存在的主要问题
1、大坝普遍存在不同程度的渗漏问题
我国水库运行年限较长的大坝普遍存在不同程度的渗漏问题,特别是土石坝,渗漏问题更加突出。经复核,在各种工况下,大坝浸润线位置及出逸点偏高,出口无保护,易产生渗透破坏,大坝渗流性念不安全;在正常运用条件下,库水位为设计洪水位时的稳定渗流期,大坝下游坝坡的稳定安全系数不满足规范要求。主要原因有:①早年修建的土石坝和部分重力坝清基不彻底,坝基和坝体防渗设计与处理标准偏低,特别是对谷底老河床位置的冲洪积覆盖层未作彻底挖除,尚残存中等透水的粉土及中细砂,坝基未开挖截水槽,因此坝基在老河床位置存在浅层渗漏问题;②碾压式土石坝填筑料不均匀,压实度或密实度偏低;③填筑土质差,渗透系数不能满足规范要求:④坝体裂缝,造成坝体和坝基长期渗漏冲刷形成集中渗漏通道。大坝渗漏主要表现为:下游坝坡、坝脚或坝下游一定范围出现集中渗漏、管涌、散浸、流土等,导致一定范围沼泽化。
2、土坝迎水坡护坡质量差,冲刷、坍塌严重
我国小型水库土坝迎水坡护坡质量差,有的没有护坡,普遍存在冲刷、坍塌严重。主要原因为:受当时技术和经济条件的影响,上游砼护坡强度、厚度不足,有的无垫层,砼表面骨料裸露、疏松脱落,局部隆起、塌陷、破损严重 无砼护坡的大坝迎水坡,普遍冲刷、坍塌严重。
3、抗震标准不够
主要原因有:①建设年代久远,当时对地震问题认识不足;②地震裂度及参数不断修改补充。
二、对高压喷浆技术方案的分析
高压旋喷灌浆加固地基是近年发展起来的一门新技术。在水库大坝的防渗加固工程中,高压喷射灌浆技术与常规混凝土防渗墙相比,可不同程度地降低工程造价,具有开挖量小,施工方便,占地少,对临近建筑物影响小等特点。此项技术能提高大坝的防渗抗灾能力,减轻防洪压力,对保障人民生命财产安全以及社会经济发展将起到积极的作用,其社会效益是十分明显的。
1、钻孔
与一般的钻孔一样,多采用泥浆固壁回转钻孔。造孔过程中做好充填堵漏,使孔内泥浆保持正常循环,返出孔外,直至终孔。跟管钻进,边钻进边跟入套管,直至终孔。钻进时应注意保证钻机垂直,偏斜率宣≤1%,下入喷射杆。泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内,直至孔底。
2、墙体位置的确定
根据设计要求平整好场地,要求场地内地下无障碍物,对某些作业地基软,不平整,有可能引起整机翻倒事故的地段,一定要采取防范措施,在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。
3、喷前准备工作
高压喷射灌浆,主要依靠灌浆机械设备实现,使土体在高压水切割作用下形成泥浆,同时注入水泥浆液使之与泥浆混合,水泥凝固后形成水泥粘土心墙,从而起到防渗作用,灌浆前必须检查高压水泵运行是否正常,输水量、水压力是否达到设计值,空气压缩机的气压、气量是否达到设计要求,减压阈是否能正常工作,水泥浆送浆泵及输浆管是否通畅,以及机械设备各种仪表是否良好,所有机械设备检查正常后,方可进行灌浆施工,每一次灌浆结束后必须对容器、管道及喷嘴进行清洗,以免水泥浆凝固堵塞管道、喷头,影响下一个孔段喷浆施工。
4、喷浆施工管理
应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度,送气量的大小应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和不允许发生断浆现象,保证墙体均匀,无夹心层,若发生管道堵塞或因故短暂停机,应迅速抢修,修复后恢复灌浆要有一定的复喷搭接长度,搭接长度应大于。施工中若出现串孔冒浆,应用沙包或木桩堵塞串浆孔,以防止串浆降低高喷灌浆压力。
三、对劈裂帷幕灌浆技术的分析
沿坝体小主应力的分布规律进行钻孔,施加一定的灌浆压力使坝体沿轴线方向劈裂,同时灌注泥浆形成连续的防渗帷幕。劈裂灌浆不仅起到了防渗加固作用,同时增加了坝体的密实度,加固了坝体。劈裂灌浆施工简便,投资较少,主要适用于结构性较强的透水地基和有裂缝、洞穴等隐患的土石坝。但灌浆压力不易控制,且滏浆时易与刚性建筑物和基岩接触处发生冲刷,故对施工人员的经验要求较高。
四、结束语
病险水库的除险加固工作要坚持因地制宜的原则,最大限度地发挥技术优势,使得除险加固的方案在技术上可行、经济上合理,同时,注重新技术、新方法的研究与应用,提高除险加固工程的科技含量,保证工程质量和治理效果,确保病险水库彻底除险,促使水利事业的可持续发展。
参考文献
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