水庫(kù)大壩防滲加固設(shè)計(jì)探討論文
摘要：為了更好的研究水庫(kù)大壩的整體防滲加固，文中結(jié)合石康水庫(kù)大壩具體的滲漏隱患，對(duì)工程進(jìn)行具體的分析，然后做好防滲加固設(shè)計(jì)方案的必選，最終通過(guò)效果分析，選擇最佳的防滲加固設(shè)計(jì)方案，希望能夠?qū)窈蟮乃畮?kù)大壩的防滲加固設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：石康水庫(kù)；防滲加固；設(shè)計(jì)
最近幾年，因?yàn)椴煌颍糠炙畮?kù)大壩缺少正常的維修，工程出現(xiàn)不可避免的老化失修現(xiàn)象，再加上新問(wèn)題的出現(xiàn)，由于原本的條件限制，水庫(kù)本身的工程標(biāo)準(zhǔn)偏低，質(zhì)量無(wú)法滿足現(xiàn)階段的要求，久而久之，就出現(xiàn)長(zhǎng)期帶病運(yùn)行的問(wèn)題。這樣的病險(xiǎn)水庫(kù)大壩直接會(huì)影響工程效益的發(fā)揮，成為安全的心腹之患，對(duì)于廣大人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重影響。
一、水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程概況
石康水庫(kù)樞紐工程主要由大壩、溢洪道、灌溉發(fā)電輸水設(shè)施、電站及大壩管理所等建筑物組成。工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。
二、大壩滲漏出現(xiàn)的原因分析
就相關(guān)的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，在水庫(kù)垮壩的原因之中，因?yàn)槌瑯?biāo)的洪水或者是防洪標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低占據(jù)了37%~51%的比例；因?yàn)楣こ藤|(zhì)量隱患和工程質(zhì)量差占據(jù)了35%~38%的比例；因?yàn)槟昃檬蓿芾聿簧普紦?jù)了4%~15%；其余原因占據(jù)比例4%~11%。所以，我們應(yīng)該重視大壩滲漏出現(xiàn)的原因[1]。就分析，本文所研究的石康水庫(kù)大壩出現(xiàn)滲漏出現(xiàn)集中在壩體和壩基兩個(gè)方面，因此，對(duì)于滲漏的原因也進(jìn)行針對(duì)性分析。
1．壩體滲漏
石康水庫(kù)大壩出現(xiàn)壩體嚴(yán)重滲漏主要是因?yàn)樵緣误w建筑的施工質(zhì)量偏差，再加上粗砂石和填筑所使用的土料夾碎石較多，所以其本身也存在較大的滲漏系數(shù)，導(dǎo)致在下游壩體的破面上出現(xiàn)了浸潤(rùn)線逸出的問(wèn)題，并且逸出的位置點(diǎn)較高[2]。
2．壩基滲漏
在2012年的5月，在日常的檢查中發(fā)現(xiàn)石康水庫(kù)右壩肩與山坡相互結(jié)合的位置出現(xiàn)了濕潤(rùn)的現(xiàn)象，在其外坡腳的集水溝中以及排水棱體之中存在滲漏積水。在調(diào)查原因之后得出：在壩體基礎(chǔ)的接觸面存在處理方面的缺陷，例如沒(méi)有進(jìn)行齒槽的設(shè)置，也沒(méi)有進(jìn)行抹漿的.處理，這樣就導(dǎo)致壩基面出現(xiàn)的接觸性的滲漏問(wèn)題。
三、水庫(kù)大壩防滲加固設(shè)計(jì)
1．方案比選
（1）高壓擺噴灌漿。目前，在水利工程的除險(xiǎn)加固之中，高壓擺噴灌漿技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒欤湓碓谟冢簩?duì)摻攪地層利用射流作用進(jìn)行切割，這樣可以將原本的地層結(jié)構(gòu)和組成加以改變，同時(shí)，再將混合漿液或者是水泥漿灌入其中形成凝結(jié)體，通過(guò)這樣的方式就可以達(dá)到防滲和加固地基的效果。這一種方案一般是使用在卵（碎）礫石、砂土或者是粉土的地層之中，初步計(jì)算，選擇這一方案需要570萬(wàn)元的投資。優(yōu)點(diǎn)：使用這一方案，不僅施工速度快，并且也能節(jié)約一定的投資；缺點(diǎn)：很難控制好施工的質(zhì)量，粘土中旋噴灌漿防滲效果、可靠性以及耐久性都無(wú)法與混凝土防滲墻的功效相比較。
（2）塑性混凝土防滲墻。這一種方案屬于地下連續(xù)墻的方式，通過(guò)專門(mén)的造槽機(jī)械進(jìn)行槽孔的鉆鑿，然后將泥漿注入到槽孔的內(nèi)部，避免出現(xiàn)槽壁坍塌的問(wèn)題，最后，在注滿泥漿的槽孔之中利用導(dǎo)管進(jìn)行水下混凝土的澆筑，使用混凝土將內(nèi)部的泥漿置換出來(lái)，通過(guò)這樣的方式就可以形成墻體。一般來(lái)說(shuō)，在直徑小于10~的卵礫石、砂壤土、砂土、粉土等土層中應(yīng)用，初步計(jì)算，選擇這一方案需要630萬(wàn)元的投資。優(yōu)點(diǎn)：使用這一方案，擁有良好的防滲加固耐久性，并且防滲的可靠性偏高；缺點(diǎn)：施工整體進(jìn)度偏慢，相比前一種方案，投資上花費(fèi)更多。考慮到本身大壩含礫偏高，所以，通過(guò)壩體礫料與高壓灌漿水泥漿膠結(jié)的方式能夠達(dá)到最理想的想過(guò)，再加上在投資方面，高壓擺噴灌漿要節(jié)約60萬(wàn)元，所以在綜合考慮之后，還是選擇施工速度較快的高壓擺噴灌漿方案。
2．布置高壓擺噴灌漿
根據(jù)石康水庫(kù)大壩的地質(zhì)條件和實(shí)際的壩高，在石康水庫(kù)大壩的高壓擺噴灌漿孔的設(shè)置上按照1排，孔距0.9m的方式進(jìn)行，灌漿孔的軸線位于壩軸線下游側(cè)1.5m，一共設(shè)置451個(gè)灌漿孔，鉆孔的深度一直延伸到壩基面以下的3m處。灌漿施工主要氛圍兩道工序，利用三管法擺噴的形式形成高噴墻，其對(duì)接擺角不得小于60°，選擇水泥漿液（水泥選擇42.5的普通硅酸鹽水泥）作為其灌漿材料[3]。
3．滲流分析
對(duì)于石康水庫(kù)的大壩滲流分析計(jì)算選擇大壩的二維滲流有限元進(jìn)行分析，其中典型斷面選擇最大壩高的斷面。
4．對(duì)于防滲加固設(shè)計(jì)的效果總體評(píng)價(jià)
通過(guò)上面表格的具體計(jì)算結(jié)果分析來(lái)看，在三種穩(wěn)定的滲流工況之下，壩體出口處的最大滲透比降要比壩體的允許滲透坡降要小得多，所以，不會(huì)有局部滲透破壞的問(wèn)題出現(xiàn)；相比加固之前，滲漏量減少了接近一半；通過(guò)圖2我們可以清晰的看到，在使用的高壓擺噴灌漿之后，大壩在灌漿的軸線位置上形成了防滲的心墻，這樣有利于壩體侵潤(rùn)線的降低，在高壓擺噴防滲墻的位置上，侵潤(rùn)線出現(xiàn)了跌落，進(jìn)而在排水棱體內(nèi)形成了逸出點(diǎn)，但是不會(huì)再去愛(ài)從壩面之上逸出；通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算可以看出，在進(jìn)行灌漿加固之前，正常的蓄水位條件下，其下游的壩坡的穩(wěn)定系數(shù)1.72，通過(guò)灌漿加固之后的安全系數(shù)達(dá)到1.94.可見(jiàn)，壩體的穩(wěn)定性得到大幅度的提高[4]。通過(guò)實(shí)踐證明，這一次的加固設(shè)計(jì)所選擇的防滲加固措施對(duì)于壩體和壩基的防滲效果都有著明顯的改善功效，所以，石康水庫(kù)大壩也能夠繼續(xù)的安全運(yùn)行。
四、結(jié)語(yǔ)
一直以來(lái)，大壩都是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，水庫(kù)大壩能否安全、穩(wěn)定、持續(xù)的運(yùn)行，就成為重中之重。所以，通過(guò)本文對(duì)石康水庫(kù)大壩的除險(xiǎn)加固工程的研究，對(duì)其出現(xiàn)滲漏的問(wèn)題進(jìn)行具體的分析研究，并且通過(guò)方案的比較選擇，提出最符合大壩除險(xiǎn)加固防滲的設(shè)計(jì)，希望通過(guò)這種的設(shè)計(jì)方案，能夠進(jìn)一步加固水庫(kù)大壩，避免再次出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，保證人身財(cái)產(chǎn)的安全。
參考文獻(xiàn):
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