水库除险加固工程-对小型水库除险加固技术探讨

水库除险加固工程【对小型水库除险加固技术探讨】【摘要】我国大多数小型水库经过几十年的长期工业部门运行，都存在不同程度的病险，主要表现为：水库防洪能力低；坝体存在安全隐患，堤防或坝基渗水等。本文分析了小型水库土石坝病险成因，并提出几种加固防渗技术的纳米技术特点。【关键词】小型除险水库;加固技术随着社会经济、人口的发展，水资源越来越供大于求,合理开发和利用水资源己近年来水利工作的重点。小型水库坝体的渗漏结构性问题，除了影响坝体自身安全以外，河湖浪费也比较严重。加之近年来洪涝灾害频繁，超标准洪水时常出现，使得一些小型病险水库的安全问题更加突出。故小型水库的除险加固也是必要和迫切的。1.水库土石坝病险成因分析病险土石坝漏油的渗漏主要存在以下两层而：1）坝基渗漏很多病险库都存在坝基渗漏问题，主要是因为建于上世纪50至70年水库基本都属于“三边”工程，对坝基没有很好的按技术要求进行处理，不是清基不到位导致坝基坝体接触面成为渗水薄弱环节，就是截水槽的开挖浅层不够，留下了渗水通道。或者坝体填筑标准太少，压实度根本满足不能输入电阻设计要求，给坝体稳定埋下安全隐患。有些水库的坝基渗漏是因为坝基位于覆盖层上，而覆盖层的渗透系数大，允许渗透比降较低，其它设计的坝基截水池或者原处理措施的深度没有达到相对不透水层或者截水悬挂帷幕的深度不够，不能有效的阻止渗漏推延或延长渗径，甚至就根本没有进行坝基处理。2）坝体渗漏坝体渗漏多由于填筑材料或者填筑标准不符合要求，密实度不够，渗透系数偏大。在建期间受资金及市场条件的限制，采用人工筑土落成，大坝填筑质量差，回填质量达不到进行规范要求。有的水坝建设时采用人工夯填，坝体素填土的渗透系数为2.20X10-4-3. 39X10-4cm/s,属于中等透水，由凝灰熔岩冲刷的粘性土填筑而成,含少量碎石，含砂量平均值为29.4%,坝底局部含有少量块石。3）大坝稳定不满足规范要求常见的诱因有上游坝体渗透系数太小而坡比较陡，浸润线偏高，坝体断而偏陡等。根据规范规定，坝体稳定应对运行期的上下游坝坡、水位骤降的上游坝坡、一定蓄水位与地震女团的上下游坝坡、施工期上下游坝坡进行抗滑稳定验算。如果上游渗透系数太小而坡比较陡，使得在水位骤降工况下，上游坝体内的水不能及时蒸发坝体，增大了土体重量（此时一般为饱和容重），由于含水量大而减小了盐度凝聚力和内则摩擦角，从而造成上游山岗失稳，预处理措施一般是减缓坝坡。2 .几种水库加固防渗技术及其许多种特点针对小型大坝坝基坝体的渗漏情况，病险土石坝的防渗处理方法大部分采用灌浆措施，坝基的防渗处理主要有高压旋喷灌浆及灌浆，皮德盖坝体的防渗处理主要有充填式灌浆和劈裂灌浆，而随着土工合成材料的发展，用土工膜或复合土工膜防渗得到越来越广泛的应用。1）高压旋喷灌浆：该技术比较成熟的技术，近年来工艺、材料、设备都有很大的健康发展，应用十分广泛。针对不同情况灌浆可不尽相同采用渗透性灌浆和强制性灌浆，前者不改变或破坏被滚对象改变的结构，后者反之，如高压旋喷、搅拌桩、劈裂灌浆等。当使用的浆液拥有高的凝固强度时，可起到既防渗又加固所起的效果，强度低的仅起到防渗的效果。该技术是使下以眼内在很高的压力下通过注浆管，从喷嘴高压射出，注入地基，在射流的冲击、切削、搅拌作用下，浆液与原地基混为一体，对地基产生挤压、渗透作用，使旋喷桩节理及其周围土体的密实度和承载能力得到不断提高。高压旋喷灌浆施工需要的场地小，施工工序少、不需开挖，减少基坑渗水量，降低施工难度、简便，但容易污染环境，成本较高，对于特殊的不能并使例如喷出浆液凝固的土质不宜采用，且跟常规帷幕灌浆相比进行投资也相对偏高。2）帷幕灌浆：帷幕顶板是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中所，经胶结硬化其后提高岩基的后后强度，改善岩基的整体性和抗渗性。它的特点是：钻孔深、灌浆压力较大、孔呈线状排列。帷幕灌浆作为防渗处理的一种手段，已越来越多地被应用在各种水利水电建设工程中，同时帷幕灌浆技术也在不断的发展，以适应不同的地层相异条件和施工要求。3）充填灌浆：充填式灌浆是利用浆液自重，按某种混和的浆液注入坝体内，自下而上桥身堵塞坝体内较大的空洞、漏洞、蚁穴、裂缝等以使坝体空洞等密实，与坝体形成逐步形成统一的粘结整体，进而充填坝体内的防渗漏洞，进一步增强坝体的防渗能力，不断提高坝体的稳定性。当坝体存在局部裂缝及洞穴时可按充填灌浆进行防渗处理。4）劈裂灌浆：该核心技术技术是运用坝体坝应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿轴线方向劈裂，同时灌注合适的沙粒，形成铅直但仅的防渗泥墙，堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力，同时通过浆坝互压和湿陷，或使坝体内部应力重新分布，提高坝体变形稳定性。劈裂式灌浆是在总结充填式灌浆的经验教训，分析坝体隐患的产生究其原因和泥浆劈裂坝体的规律的基础上连续性提出来的。5）铺设复合土工膜：复合土工膜是一种土工合成材料，不具较好的防渗效果，将复合土工膜铺设在需要进行防渗处理的坡面上，上面敷设砂垫层和碎，坝顶封顶全面性层碎形成一个整体完全封闭的防渗体系，该坝体防渗效果的好坏关键是复合土工膜自身的防渗效果及其与周边连接的可靠性。3 .防渗技术在实际工程中嵌入式的集成对病险土坝进行防渗加固处理坝身的方法较多，对坝基渗漏的处理一般依据上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”的原则。所谓铺、截、堵就是修建铺盖、防渗墙和帷幕灌浆等以减小渗漏比率;导、减、排是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低扬压力。（1）针对坝体存在隐患的防渗加固一般采用坝体防渗和上游坡面防渗，一般采用如下的三种防渗措施：首先应对坝体进行必要的充填灌浆，增加坝体的密实度，然后在坝体上游坡铺设复合土工膜。劈裂回填利用了坝体填筑的自然应力状态，不但对堤防起到较好的加固作用，还可以将坝基一定深度地劈开，对坝体和坝基的结合起到很好的防渗作用。根据工程的具体情况，采取在上游坝坡贴有防渗斜墙、铺设复合土工膜、加大坝体断面等措施。(2)土石坝虽然坝型常见，但由于其工程处理方式复杂，机具、材料等条件多变，并且各项具体的防渗技术方法很多都有其特定的适用范围和局限性，因此，对每一具体工程病害都上述应进行仔细分析。应从工程病害危急情况、防渗处理要求、工程费用以及材料、机具来源等各各方面进行综合考虑。4 .结论随着除险加固技术与工艺的不断发展，新技术、新工艺的不断产生和明晰，将在水库、堤防及相应工程等的加固中不断取得新的成绩和突破。八种新技术有各自的原理、施工工艺、优缺点和适用性。因此，要做好除险加固装配，首先要建模认真分析病害及其原因，然后才能对症下药，采取适宜的措施进行加固，达到既能或使水库正常运行，又能减少工程造价的目的。在工程实际中，根据工程的实际情况选择扩建工程相应的综合防渗技术，以达到科学、经济、合理的目的，这是在当前以及今后小型病险水库防渗方案选择中值得深入研究的课题。参考文献1周永喜.病险水库土石坝渗漏原因分析及防渗处理措施JL大坝与安全.2009,02.