水库除险加固施工中存在的问题及对策

发表时间:2020/9/9   来源:《城镇建设》2020年3卷12期   作者:黄春波
[导读] 水库的除险加固工程作为我国非常重要的民生工程,
        摘要:水库的除险加固工程作为我国非常重要的民生工程,对于社会经济的发展有很大的影响。水库不但可以起到防洪作用,还可以作为国民经济发展的重要指标。基于此,本文以某水库工程实例为基础,通过实际调研和勘测综合分析该水库存在的风险和问题,然后采取合理的除险加固施工技术和具体措施,希望能够给有关人员可供参考之处。
        关键词:除险加固;施工技术;具体措施

1.引言
        对于水库除险加固工程施工技术来说,必须要结合实际的水库情况来使用,根据水库的实际容量和所在区域的降水量,选择合理的加固技术进行施工。水库的功能包括蓄水、防旱和排涝等,这些都是与社会发展以及人们的生活息息相关。例如在夏天雨季较多的情况,水位升高,河流冲刷现象非常严重,这时水库就会发挥作用及时的将大量的雨水储存起来,等到旱季在加以利用。
2.水库风险问题分析
        某水库随着运行时间的增长,工程日渐老化,问题逐渐增多,如不及时处理,将严重影响大坝安全,给下游人民群众的生命财产安全带来严重威胁。通过对该水库进行地质勘探和土工试验等工作,综合分析总结,主要存在以下主要问题:
        (1)坝顶高程不达标,大坝现有坝顶高程为63.00m,较按规范计算校核洪水位时已漫坝,不满足挡洪防浪要求。
        (2)大坝存在坝体渗漏、坝基渗漏问题。坝体填筑料及填筑质量均不满足有关规范要求。大坝清基至基岩面,未进行深挖,且上部填土与基岩面接触部位未经过处理,导致坝体与坝基接触带部位接触不紧密,渗透系数较大,存在坝基渗漏。
        (3)大坝上游坡护坡不满足规范要求,大坝上游坡于2006年已采用2m×2m的现浇砼护坡,经过多年风吹浪打,现浇砼多处出现裂缝,沥青杉板伸缩缝破坏严重,有杂草长出,且护坡顶高程为正常蓄水位,不满足规范要求。
        (4)大坝下游坡极不规整,下游坝脚干砌石挡墙局部垮塌。
        (5)溢洪道不能安全泄洪,溢洪道进口控制段为矩形明渠,现状进口控制宽度为2.5m,进口底板高程62.00m,位于大坝右岸山体上,无闸门控制,控制段和泄槽段均未衬砌,水毁严重;溢洪道无消力池,泄洪时水流直冲坝脚,影响大坝安全。
        (6)输水涵管为盖板箱涵结构,施工质量较差,经过多年运行,涵管渗漏特别严重;在水流的长期渗透作用下,输水涵管周围土体颗粒流失严重,造成管周土体空虚;且涵管尺寸过小,维修十分不便。现有斜拉闸门经过多年运行,止水不严密,导致渗水严重,且斜拉钢丝绳锈蚀严重,不能正常启闭,启闭机房已成危房。坝脚无灌溉渠道,涵管出水直接放至下游坝脚,导致下游坝脚形成泥潭,影响大坝安全。
        (7)大坝白蚁危害严重。
        (8)防汛通道不满足防汛抗灾要求,无建筑物连接通道,防汛材料不能运抵大坝。
        (9)大坝目前无任何安全监测设施和设备,不满足《土石坝安全监测技术规范》SL60-94的要求。
        (10)水库管理所无管理值班用房。
3.水库除险加固工程的施工技术
3.1渗漏涌水处理技术
        如果堤坝发生了涌水现象的话,会引发很多灾害,以及增加一系列突发事故的发生几率。就目前的国内外研究发现,可以用来应对涌水现象的技术手段和应急抢险措施还不够完善。对于这一类工程来说,可以利用高聚物材料以及科学的技术手段来进行施工,以确保水反应的扩散机理以及膨胀的扩散机理都能够发挥出最好的作用,尤其是可以利用水下核膜袋技术,能够使效果更加显著。
3.1.1导管注浆
        对于局部的渗漏问题来说,在实际的施工过程中采用最多的方法是导管注浆法,并且会在高聚物的注浆材料中的指定位置布设一定量的高聚物,以此来令其膨胀,这样就可以达到对土体空隙以及接触缝隙进行填充的目的。对于他的挤密作用来说,可以使土体更加密实,成为稳定的防渗体系,达到使工程更加坚固的目的。这种方法在防渗堵漏工作中是最有效的方法之一,应用效果十分显著,因此多用于坝基以及坝肩、涵闸等位置的渗漏问题处理。
3.1.2膜袋注浆法
此种方法主要被用于对涌水进行快速的封堵。利用膜袋的膨胀作用,选择适量的注浆材料装入袋中,使其在袋内进行膨胀,然后将其填充到管涌的入口。膜袋注浆法的显著应用,可以有效地封堵管涌通道,达到防渗漏的目的。


3.2防渗墙技术
3.2.1高压喷射技术
        高压喷射技术手段主要是以高压喷浆设备为基础的,通过高压喷射嘴来喷射出水泥,通过高压所产生的冲击力,扰动堤坝基部的覆盖物,水泥浆在喷射过程中灌入堤坝根基,同时对砂砾和土产生搅拌作用,当凝结后,在堤坝根基出会形成防渗墙,进而起到防渗效果。实际工程中这项技术的应用较为广泛,同时当前科学技术水平也促进这项基础的进一步发展。虽然总体来说这项技术的应用难度和成本都比较低,但是其防渗效果却是十分突出。
3.2.2自凝灰浆技术
        在施工工艺方面来说,其主要操作为将适当的缓凝剂添加到膨润土和水泥当中,以此来制作自凝灰浆,在工程中当自凝灰浆凝固后便可形成一道防渗墙。但是需要注意的是,在实际应用中如果有打孔的需要,一定要在灰浆没有凝固前来操作,避免孔沿影响到防渗墙的性能。
3.3 帷幕灌注浆施工技术
3.3.1低压速凝式灌浆技术
        这种技术主要在高位水位的堤坝抢险工作中较为常见,并且要根据现场实际的管涌状况来进行钻孔的选择。首先将水泥浆向孔中进行灌注,保证膨胀后的水泥浆压力不超过49kPa,并且向其中注入适量膨胀物,增大管涌内阻力,防止造成水泥浆流出的问题。与此同时还可以向其中添加一定的速凝剂,加快水泥凝固,然后堵塞管涌。
3.3.2高压填充灌浆技术
        采用高压填充灌浆措施时,要充分考虑到水利工程中堤基的实际条件,从而将堤身的漏洞进行有效填补。在灌浆过程中,将长为50米的工程钻钻入,保持1.5到2米的孔距。这时需要确定好最佳的钻孔深度,因此要将压力控制在127.4至166.6kPa。另外,在套管进入底层时,一定要保证堤身的干燥。逐渐将适当的水泥浆灌注到砂砾层,再慢慢提升,从而有效填补堤身处的漏洞。
4.大坝防渗工程施工
        按照先坝体冲抓回填后坝基帷幕灌浆对大坝进行施工加固。
4.1坝体套井冲抓回填施工
        作平台布置在大坝坝顶,按设计放样,确定每个井孔的中心桩位置。在坝顶中段搭设简易储料棚,以存放回填土料,避免日晒雨淋,保证土料最佳含水量。
4.2坝基帷幕灌浆施工
        灌浆施工应选择在枯水季节进行,按照钻孔、冲洗、压水试验、灌浆工序进行,待凝一段时间后再钻灌下一段,每段灌浆重复上述工艺直到结束封孔。
4.3大坝上游坡护坡整修施工
        提前准备包括粗砂、水泥、柏油杉板等材料。具体施工步骤为:①整修原现浇砼护坡伸缩缝,及裂缝修补;②采用自卸汽车自料场运粘土至坝顶;③根据设计将坝坡整理至设计坡比;④自下而上铺筑粗砂垫层,同时现浇砼护坡,并用柏油杉板做伸缩缝。
4.4大坝下游坡整修及排水设施施工
        施工前准备好砂卵石料、块石料等,并采用人工整修坝坡,再按设计要求采用现浇砼修建上坝踏步、排水沟,整修干砌石挡墙等。施工顺序为:①人工整修下游坡至设计坡比;②然后浇筑排水沟及下坝踏步;③再整修干砌石挡墙以及砼盖面硬化;④最后完成大坝做字。
4.5溢洪道衬砌加固工程
        施工程序:隧洞砼浇筑为洞身砼内衬,钢筋采用机械制作、人力安装,衬砌砼浇筑采用人力运送入仓,振捣密实。
4.6大坝输水设施加固改造工程
        一是要拆除重建斜拉闸门施工,机械结合人工拆除原有斜拉闸门消力井,并对基础进行开挖整理,基础应着落于山体岩基上。废弃土石方可堆放于大坝左岸下游坝脚。新建斜拉闸门消力井浇筑之前应清理基槽,确认基础地基承载能力达到设计要求;二是输水涵封堵和防渗工程,大坝输水涵充填灌浆施工工艺流程:孔位放样、造孔、灌浆;三是新开输水隧洞施工,隧洞开挖包括土方开挖、石方开挖。隧洞砼浇筑为洞身砼内衬,钢筋采用机械制作、人力安装,衬砌砼浇筑采用人力运送入仓,振捣密实。
        回填灌浆均需在砼衬砌施工时根据设计要求预埋镀锌灌浆管,管径40mm。灌浆施工依据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001要求,严格控制工程质量。
4.结束语
        综上所述,对于该水库存在的一系列安全隐患,必须要采取除险加固技术对水库进行改造。在实际水库工程中,要以自身条件和特点为基础,结合工程状况,采取最为适宜的方法和措施,这样才能有效的进行防渗和加固处理,提高水库的综合效益。
参考文献:
[1]张俊峰.浅谈加强中小型水库除险加固工程施工管理的措施[J].民营科技,2017(2):92.
[2]陈东辉.中小型水库除险加固工程施工管理的问题及对策[J].黑龙江水利科技,2017(9):188-190.
[3]刘静朋.水利工程中堤坝加固技术探究[J].绿色环保建材,2018(4):230.
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