水库除险加固工程技术方案研究张金成

2024年3月7日发(作者：好的读书方法)

水库除险加固工程技术方案研究 张金成发布时间：2022-02-26T00:44:15.474Z 来源：《基层建设》2021年30期 作者： 张金成[导读] 近年来，随着乡村振兴和国家新基建战略的深入推进云南省水利水电工程有限公司 云南昆明 650000摘要：近年来，随着乡村振兴和国家新基建战略的深入推进，我国的水库建设数量越来越多，而一些修建时间较早的水库，则开始出现一些病险，其中土石坝的病险是最常见类型。水库在使用过程中，土石坝出现病险情况是必然的情况，尤其是对于水流冲击大的水库，土石坝钢筋混凝土结构在长期的浸泡中难免出现脱落，渗漏的问题，因此需要对水库进行除险加固，强化水库的土石坝，稳定土石坝，避免产生泄漏。文以永德县忙海水库除险加固工程为案例，研究了水库除险加固工程的基本概述，水库土石坝病险的成因，包括坝基渗漏，坝体渗漏，坝体稳定不满足规范要求三个方面。进而分析了常用的水库除险加固技术，如帷幕灌浆技术、坝体填筑、混凝土浇筑和高压喷射灌浆技术，并对其特点和施工要点加以论述。本文的研究目的在于为水库看除险加固技术工程的技术方案制定提供参考。关键词：水库；除险；加固

1、水库除险加固工程概述忙海水库位于永德县德党镇以南的忙海村,距县城45km,东经99°16′41.3″，北纬24°52′43.5″,属怒江水系二级支流的永康河上游红石头河，流域面积46.2km2，总库容3110万m3，设计灌溉面积5.05万亩。工程于1992年8月20日开工建设，1999年大坝封顶，2001年2月26日全面完工，完成总投资9821.14万元。工程主要建筑物有：拦河坝、输水隧洞、溢洪道、配套工程东西干渠。拦河坝为粘土心墙分化料坝壳坝，坝高69.411m,坝顶长187.8m，坝顶宽8m；溢洪道位于大坝右岸，为开敞式，全长293.1m，堰顶高程2056.2m,设计洪水位时最大下泄流量33.5m3/s,校核洪水位时最大下泄流量57.3m3/s；输水隧洞位于土坝右岸，为有压钢筋混凝土圆形隧洞，总长393m，内径2m，设计最大过水量40.0m3/s；水库配套工程：东西干渠总长80.28km。忙海水库效益发挥比较显著：一是防洪调度，有效调节下游永康河过水能力；二是灌溉，灌溉面积约2.43万亩,突显在烤烟等农作物种植上；三是发电，下游6个电站总装机容量为2.73万千瓦；四是生态效益，忙海水库有1972亩的水面面积和9800亩的山林面积；五是人饮，承担着2个乡镇1.5万人饮供水；六是永德县城德党人饮的备用水源。2013年开展水库大坝安全鉴定工作，2018年7月14日，云南省水利厅以《云南省水利厅关于永德县忙海水库除险加固工程初步设计报告的批复》（云水规计〔2018〕83号号）进行了批复，批复工程概算投资为4867.02万元，建设工期18个月，资金构成为中央补助60%，省级补助40%。2、水库土石坝病险成因分析2.1、坝体渗漏坝体渗漏也是水库病险的一大成因。相比起坝基，坝体的厚度更低，受到的水流冲击力更大，并且受到阳光直接照射的同时长期浸水，在热胀冷缩效应之下，坝体内部的钢筋混凝土结构出现变形或者内部应力，导致坝体出现裂缝等情况，引发渗漏。而坝体在修筑过程中，填筑质量差也会导致坝体渗漏。对于很多上个世纪修建的水库大坝而言，由于当时的技术限制和资金条件限制，使得大坝修筑采用人工填筑的方式，填筑质量差，坝体不够紧密，在长期使用中就会出现渗漏的问题。加上当时的建筑材料质量也较差，所以很多使用年限较久的水库大坝都会出现坝体渗漏的问题。而坝体渗漏会直接导致坝体中的钢筋材料生锈，承载能力下降，如果不采取除险加固措施，就会导致水库大坝出现破损风险。2.2、坝基渗漏坝基渗漏是老水库病险的主要情况，永德县忙海水库修建至今已经三十年，由于当时的坝基修建技术和水库设计的限制，在坝基和坝体连接面的施工上存在着质量不过关的问题，对坝基没有进行足够的技术处理，使得在长期的水流冲击之下，坝基与坝体的接触面出现渗水的情况。这主要是因为清基不到位引发的，水库的坝基建设在河床之上，而河床大多高低不平，所以在建设之初就需要进行全面的清基，如果清基不到位，在长期的水流冲击下，河床石块等被冲走，就会在坝基形成空隙，出现渗漏的情况。其次，截水槽的开挖深度不够也会导致坝基渗漏的问题，截水槽主要的作用就是防止地下水流动的土石坝工程结构，如果其开挖深度不够，地下水仍旧能够流经土石坝，也就会导致坝基渗漏出现。坝基渗漏造成的后果与渗漏量相关，小规模的地下水渗漏对水库土石坝本身的影响较小，但是如果坝基渗漏较为严重，就可能会危及到土石坝的稳定。3、常用水库除险加固技术3.1、坝体填筑技术坝体填筑是解决坝体渗漏病险的主要措施，由于很多水坝的建设时间都较为久远，当时的技术水平只能够采取人工夯筑的方法，所以会存在夯筑不够紧密的情况，这也是导致坝体渗漏的主要原因之一。所以对这些坝体进行除险加固，采用填筑是非常有效的途径，将混凝

土砂石从坝体的裂缝或者空隙之中填充进去，然后使用机械将坝体夯实，从而解决坝体渗漏的问题。坝体填筑在水库除险加固中使用非常普遍，土方填筑施工需要注重不能随意填筑，不能乱倒、乱铺。而应该统一填筑，统一碾压，填筑的厚度通常为15-20cm。土方填筑之后，使用拖拉机履带进行碾压，提升其密实度，采用的方法为轮迹排压法，而对于其中碾压不到位的地方，或者碾压不足部位，需要使用人工夯实的方法予以辅助施工。3.2、帷幕灌浆技术帷幕灌浆是水库坝基除险的主要措施，通过把浆液灌注到坝基的空隙中，形成混凝土阻水幕，阻挡水流通过，从而减少坝基渗漏，填补坝基的完整性，提高坝基稳定性。帷幕灌浆通常选择在水库低水期施工，并且在正式施工以前，需要进行灌浆试验，选择水库大坝中具有代表性的坝段试验帷幕灌浆的效果。试验合格之后才进行全面的帷幕灌浆。帷幕灌浆一般采用分段灌浆法。永德县忙海水库的坝肩及坝端绕渗处理采用帷幕灌浆处理，以便坝肩帷幕与坝体防渗能形成一道整体封闭的屏障；永德县忙海水库灌浆采用分段灌浆法，浆液为水泥砂浆和纯水泥浆。根据钻孔探察情况和压注试验结果，孔洞较大孔段先用水泥砂浆充灌，待至基本不吸浆后，立即改换水泥浆灌注；其余孔段则直接用纯水泥浆进行充填灌浆。3.3、高压喷射灌浆高压喷射灌浆是水库除险加固中使用非常多的技术，通过高压喷射灌浆可以在地下快速形成凝结体，而且不需要开挖地表，所以可以节约施工成本。并且高压喷射灌浆的施工设备与操作方式简单，适应性很强，所以有着很大的应用前景。永德县忙海水库除险加固工程中采用高压喷射灌浆和帷幕灌浆的单价、工程量和合计总价情况见表1，可以用于分析两种工程的施工成本情况。根据表1可以发现，该水库除险加固工程涉及到的工程施工单价较低，能够节约施工资金。目项单价工程量（m）2718总价（万元）195.42高压喷射灌浆帷幕灌浆718387.1194236.47表1永德县忙海水库高压喷射灌浆和帷幕灌浆的工程造价情况结束语综上，水库除险加固工程是水库病险排除和稳定性保障的重要内容，通过除险加固工程可以提升水库的使用寿命和安全性，促进水库更好地发挥其水利作用，并保障周边地区民生，而水库除险加固技术则需要根据具体的施工场景选择合适的技术方法，到达高质量除险加固效果。参考文献：[1]黄远帆.广东省某小型水库除险加固工程设计与应用[J].小水电,2021(06):31-33.[2]朱靓.小型水库常见病险与除险加固处理技术分析[J].农家参谋,2021(22):185-186.[3]张力鹏.田家湾水库除险加固溢洪道导流墙水工模型试验[J].陕西水利,2021(11):33-35.