水庫大壩防滲加固設(shè)計探討論文
摘要：為了更好的研究水庫大壩的整體防滲加固，文中結(jié)合石康水庫大壩具體的滲漏隱患，對工程進(jìn)行具體的分析，然后做好防滲加固設(shè)計方案的必選，最終通過效果分析，選擇最佳的防滲加固設(shè)計方案，希望能夠?qū)窈蟮乃畮齑髩蔚姆罎B加固設(shè)計有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：石康水庫；防滲加固；設(shè)計
最近幾年，因?yàn)椴煌颍糠炙畮齑髩稳鄙僬５木S修，工程出現(xiàn)不可避免的老化失修現(xiàn)象，再加上新問題的出現(xiàn)，由于原本的條件限制，水庫本身的工程標(biāo)準(zhǔn)偏低，質(zhì)量無法滿足現(xiàn)階段的要求，久而久之，就出現(xiàn)長期帶病運(yùn)行的問題。這樣的病險水庫大壩直接會影響工程效益的發(fā)揮，成為安全的心腹之患，對于廣大人民群眾生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重影響。
一、水庫除險加固工程概況
石康水庫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，主要建筑物級別為3級。
二、大壩滲漏出現(xiàn)的原因分析
就相關(guān)的統(tǒng)計來看，在水庫垮壩的原因之中，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大壩出現(xiàn)滲漏出現(xiàn)集中在壩體和壩基兩個方面，因此，對于滲漏的原因也進(jìn)行針對性分析。
1．壩體滲漏
石康水庫大壩出現(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)了浸潤線逸出的問題，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)石康水庫右壩肩與山坡相互結(jié)合的位置出現(xiàn)了濕潤的現(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，例如沒有進(jìn)行齒槽的設(shè)置，也沒有進(jìn)行抹漿的.處理，這樣就導(dǎo)致壩基面出現(xiàn)的接觸性的滲漏問題。
三、水庫大壩防滲加固設(shè)計
1．方案比選
（1）高壓擺噴灌漿。目前，在水利工程的除險加固之中，高壓擺噴灌漿技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒欤湓碓谟冢簩綌嚨貙永蒙淞髯饔眠M(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，再將混合漿液或者是水泥漿灌入其中形成凝結(jié)體，通過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，初步計算，選擇這一方案需要570萬元的投資。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，通過專門的造槽機(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，通過這樣的方式就可以形成墻體。一般來說，在直徑小于10~的卵礫石、砂壤土、砂土、粉土等土層中應(yīng)用，初步計算，選擇這一方案需要630萬元的投資。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，再加上在投資方面，高壓擺噴灌漿要節(jié)約60萬元，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)石康水庫大壩的地質(zhì)條件和實(shí)際的壩高，在石康水庫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
對于石康水庫的大壩滲流分析計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．對于防滲加固設(shè)計的效果總體評價
通過上面表格的具體計算結(jié)果分析來看，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，不會有局部滲透破壞的問題出現(xiàn)；相比加固之前，滲漏量減少了接近一半；通過圖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線的降低，在高壓擺噴防滲墻的位置上，侵潤線出現(xiàn)了跌落，進(jìn)而在排水棱體內(nèi)形成了逸出點(diǎn)，但是不會再去愛從壩面之上逸出；通過相應(yīng)的計算可以看出，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，通過灌漿加固之后的安全系數(shù)達(dá)到1.94.可見，壩體的穩(wěn)定性得到大幅度的提高[4]。通過實(shí)踐證明，這一次的加固設(shè)計所選擇的防滲加固措施對于壩體和壩基的防滲效果都有著明顯的改善功效，所以，石康水庫大壩也能夠繼續(xù)的安全運(yùn)行。
四、結(jié)語
一直以來，大壩都是關(guān)系到國計民生的重點(diǎn)項目之一，水庫大壩能否安全、穩(wěn)定、持續(xù)的運(yùn)行，就成為重中之重。所以，通過本文對石康水庫大壩的除險加固工程的研究，對其出現(xiàn)滲漏的問題進(jìn)行具體的分析研究，并且通過方案的比較選擇，提出最符合大壩除險加固防滲的設(shè)計，希望通過這種的設(shè)計方案，能夠進(jìn)一步加固水庫大壩，避免再次出現(xiàn)滲漏問題，保證人身財產(chǎn)的安全。
參考文獻(xiàn):
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