摘要:水库是我国水利工程的重要组成部分,保证水库的安全,对社会秩序稳定、群众生命财产安全等都有着重要意义。水库除险加固是其安全保障的有效手段,因此,必须加强对水库除险加固的重视,提高除险加固施工的水平,充分保障水库运行状态的安全可靠。文章就对水库除险加固工程施工展开研究,为其实际应用提供帮助。

关键词:水库;除险加固工程;施工

中图分类号:TV697.3 文献标识码:A 文章编号:1673-8853(2016)03-0046-02

前言

水库是我国重要的水利基础设施,承担着灌溉、防洪、排涝等众多功能,水库运行的安全直接关系到人们生命财产的安全,对社会经济发展也有着极大影响。在水库长时间运行后会出现老化、损坏等危险情况,需要及时对其进行除险加固,消除安全隐患,才能保证水库经济效益、社会效益的充分发挥,文章就围绕此展开探讨。

1水库病险发生原因

1.1库区、坝区的渗漏

渗漏是水库常见的安全隐患问题,可以分为库区渗漏和坝区渗漏两种,其中,库区渗漏主要是由于坝址选择不够合理、基础清理不够彻底或者粘土防渗层厚度不足等原因造成的,比如将坝址选择在无隔水岩层的区域,水库中的水就可以通过岸边分水量向洼地渗漏;粘土防渗层厚度过薄则会导致水体经由库盆底部向低洼排泄区渗漏,即形成库区渗漏。坝区渗漏主要是由于坝体施工质量低导致的,包括坝体密实度不足、坝肩覆土过薄等,在这种情况下,水的长期作用会导致岩石发生节理裂隙溶蚀,从而水库中的水经过坝下、坎肩向下游渗漏,形成坝区渗漏。

1.2水库大坝坝体裂缝

坝体裂缝主要是由于坝体施工控制不到位引起的,具体包括许多方面内容,比如坝体材料质量不符合要求、坝体施工工艺流程不科学等,都会降低坝体填筑的密实度,影响坝体施工质量,在混凝土凝结后出现裂缝,严重时甚至会发生坝肩与岸坡不严密的情况。此外,在长期运行使用后,在水的持续冲刷作用、冻胀与温差过大等的热胀冷缩作用影响下,坝体可靠性都会受到影响,容易出现裂缝问题。

1.3水库大坝坝体失稳

坝体失稳的直接表现是坝体滑坡,其发生原因主要是上游坝体坡度过陡、本身渗透系数较低,在遇到水库水位上涨时,上游坝体的水无法及时排出,会增大坝体土层的重量,自重加大;加上含水率增高导致的凝聚力、内摩擦角减小,会导致上游坝坡稳定性下降,从而引发坝体滑坡问题。此外,在水的长期浸泡与浪蚀作用下,岩土会产生动水压力、孔隙静水压力等效应,影响到坝体的稳定性,给坝体失稳埋下安全隐患。

2水库除险加固工程施工设计与技术

2.1坝坡、坝顶的加固施工设计

坝坡的加固施工设计对坝体的稳定性起着极大影响,需要在上下游坝坡位置设置戗台,来增大坝体的横断面积,起到加固大坝的作用,增强坝体的稳定性。坝顶与水库的安全和排水有着密切联系,在坝顶加固施工设计中,首先,要做好排水设计工作,坝顶路面不应是完全平直的,需要有向下游2%以内的倾斜角度,确保坝顶不会出现积水,排水性能良好;其次,还要重视坝顶工程的设计,根据水库当地的水文资料、洪水历史记录等,精确计算出一个合理的高程值,并要保证高程、宽度在安全标准以内。

2.2截渗、反滤、排水加固施工

截渗、反滤、排水对于水库坝体安全起着重要作用。在截渗设计中,首先,要做好地质勘察工作,确定大坝能够承受的最大水流量以及抗腐蚀能力,从而确定合理的大坝水流量范围。然后,通过钻孔注水试验,分析大坝的实际运行情况,计算出渗漏量,通过高压旋喷混凝土的方式,在坝脚部位设计截水槽,从而有效预防坝基渗漏的发生。在反滤层设计中,需要根据大坝实际情况,来计算反滤层的厚度,选择合适的反滤材料,确保反滤层的作用得到发挥。在排水设计中,可以通过贴坡排水的方法,并设置排水沟、集渗沟,提高坝体排水能力,起到加固大坝的作用。

2.3放水洞、溢洪道加固施工

放水洞与溢洪道都是大坝的重要组成部分,对大坝除险加固有着重要作用,其中,溢洪道的除险加固设计对象包括控制段、泄槽段和尾水渠段等,需要根据实际情况采取适当的设计方案,补强溢洪道;对于放水洞,以混凝土矩形涵洞,可以设计采取高强度砂浆、防水涂料以及环氧砂浆等方式,来修补涵洞缺陷部分,实现放水洞除险加固的目标。

3水库除险加固工程施工技术

3.1抛石固脚施工技术

抛石固脚施工是解决坝体渗漏的一种有效手段,此种施工技术,需要先在枯水期,对抛石区地形进行准确测量,做好相应的测量放线工作,掌握抛石区域范围、水深和水流流速等具体情况,为后续施工奠定良好基础。在抛石区划分上,要使用方格控制线控制桩和高程控制点方格,同时,还需通过设置高程控制杆来确保抛石高程的合理,高程控制杆间隔以20m为宜。最后,做好块石的选择,根据实际施工需求,做好块石的运输组织,使驳船运送到设计的抛石区域人工抛石,抛石过程要遵循先深后浅的原则。

3.2帷幕灌浆施工技术

帷幕灌浆是水库除险加固工程最为主要的施工技术,是通过钻孔灌注浆的方式,将配合好的浆液注入到土层、岩体的裂缝当中,利用浆液的胶结硬化特点,来增强岩体的强度,并形成阻水带,有效预防坝体渗漏等问题。在帷幕灌浆施工技术中,其技术要点有:一是做好施工前准备工作,包括现场的清理、洼地的清淤等,保证地面的清洁、平整,为钻孔灌浆创造良好施工条件;做好混合浆液的配置,根据大坝的实际情况,选择合适的水泥、砂,并通过现场试验,确定混合浆液的最终配合比和水灰比,严格按照配合比进行浆液拌制,搅拌过程中要保持连续,控制搅拌时间,确保浆液的均匀,以确保浆液功能的可靠。二是做好钻孔的施工。在钻孔时,要根据基岩强度等情况,采取合适的钻头,做好钻孔的定位工作,与设计孔位误差不能超过10cm,以免破坏基岩的稳定性,无法达到裂缝所在位置;在钻孔孔深上,通常以8~15m为宜,确保灌浆充分深入到基岩裂缝中,起到增强基岩稳定性的效果;在钻孔垂直度偏差上,20m以内的单排、双排或三排空孔,其偏差都不能超过0.25。三是裂缝、钻孔冲洗,在灌浆帷幕前,需要先对裂隙、钻孔进行冲洗,采用的是压力水冲洗,直到回水不再浑浊为止,确保裂隙、钻孔的清洁,以免其中有杂物影响灌浆效果。在冲洗过程中,水的压力取灌浆压力的80%,当压力值>1MPa,取1MPa即可。四是加强浆液灌注的控制。帷幕灌浆采用的是循环式灌浆方法,按照从下到上的顺序进行,整个过程要做好灌浆压力的控制,在最大设计压力下,灌浆速率不能超过1L/min,以免灌浆过快导致灌浆不充分,影响灌浆效果。在灌浆完成后,需要验收与封孔,封孔采取方法是全孔压力灌浆封孔法,使用的是0.50:1的纯水泥浆,压力为0.30MPa。五是做好相关施工问题的处理。灌浆容易发生的问题主要有灌浆中断、串浆等,对此,需要做好灌浆泵、输浆管的检查,并延长相邻孔施工时间间隔,增大孔序间距,预防串浆。

4结语

综上所述,水库的除险加固工程是一项十分重要的工作,其技术难度也相对较高,对此,加强对水库除险加固工程施工的研究,了解病险发生原因,做好施工设计,掌握施工技术要点,可以有效保障水库的除险加固工程施工质量,提高水库的安全性。

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