技术创新

大坝防渗技术在白壁水库除险加固工程中的应用

日期：2015-11-5 14:23:53　来源：互联网　浏览数：
　

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1· 概况
    白壁水库位于林州市横水镇镇北15 km 处，水库始建于20世纪70 年代，容水64 万m3,大坝结构为土坝，是以农业灌溉为主的小型二类水库，担负着下游3 个村，5.33 hm2 耕地的农业灌溉任务。
    2 ·存在问题
    白壁水库经过三十多年运行，为横水镇工农业发展、人畜饮水起到巨大作用。在自然条件和人为因素等多种共同作用下，小水库会存在的一些问题，如：水库存在蓄水量不足，在汛期又由于有水不敢蓄，造成严重缺水，影响着周边地区生产和生活；同时，由于蓄水量的不足，会给小水库的渔业生产也造成了一定的经济损失，影响小水库综合效益的发挥。目前，白壁水库存在的问题主要有：
    2.1 淤积渗漏
    根据渗透流量观测资料和大坝渗流分析计算可知，实测渗流量远大于设计大坝允许渗流量，大坝局部还存在渗流通道。从渗流量观测结果分析，低水位运行时会出现渗漏，因为大坝与基础接触面可能存在漏水通道造成渗漏；渗透的流量随水库水位上升而增加，也会造成水库泥沙淤积。
    2.2 上下游大坝冲刷严重
    白壁水库挡水坝一般是均质粘土坝，标准较低。大坝上游护坡块石的厚度不均匀，块头小，重量轻，而且由于风化，造成碎裂；坝体与两岸的山坡交接处，没有排水沟，造成山坡集水冲刷坝体。反滤层已成为土石混合物，已不能有效地保护坝壳土料免遭库水的冲刷，更无法起到透水反滤的效果。受水库风浪冲刷，造成下游坝坡较少有草皮护坡。因此，导致水库上下游大坝冲刷严重。
    2.3 溢洪道达不到规范要求
    白壁水库的溢洪道是开敞式宽顶堰溢洪道，在原山坡开挖而成，用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水。另外，溢洪道泄渠道断面小，设计泄洪流量小，泄流能力较低，且不能充分利用防洪库容实现对中小洪水的控制和调节。溢洪道堰顶高程与坝顶高程的高差偏小，达不到规范要求，再加上周边岩体风化坍落，遇到特大暴雨时，往往造成泄流能力不足，不能保证安全泄洪。
    3 ·采取大坝防渗技术对白壁水库进行除险加固
    2012 年，横水镇党委、镇政府积极响应全市“珍爱生命线，重修红旗渠”水利建设三年大会战号召，结合本镇实际，因地制宜，科学决策，对该水库进行清淤治漏、除险加固等工程。大坝可采取的防渗技术措施主要有:
    3.1 大坝基础防渗
    在白壁水库大坝的基础防渗加固处理中，始终要坚持的基本原则是“上堵下排”。上堵的技术措施主要有：垂直防渗与水平防渗，混凝土防渗墙、砂浆板桩、截水槽回填粘土等；下排的技术措施主要是：坝后盖重压渗、减压井降压导渗等。相比较而言，垂直防渗技术措施的实际效果更好一些。
    在白壁水库大坝基础的防渗处理中，灌浆方法要注意结合基础覆盖层的地质情况，因此制宜，采取适用的灌浆方法。在采用截水槽回填粘土方法时，既要严制现场施工质量，还要尽量控制覆盖层厚度在15 m 以内，仅适用于均质坝与粘土斜墙坝。
    具体采用何种技术措施应坚持“技术可靠与经济合理”的基本原则，根据周边的情况和坝基的具体防渗要求，制定详细的技术方案，通过比较，再经相关单位、部门及专业技术人员的认真研究来确定。
    3.2 大坝坝体防渗
    对白壁水库大坝坝体进行防渗处理可采用的技术措施有：灌浆、大开挖回填防渗体、振冲加固、混凝土防渗墙、劈裂灌浆等，其中混凝土防渗墙由于技术经验较为成熟，适用范围相对较广，因此其应用最为广泛。
    大开挖回填防渗体由于此技术工程量大，在一个非汛期内难以全部完成，因此，不太适合白壁水库大坝坝体防渗处理。灌浆方法是指在大坝坝体的裂缝部位打孔，然后向孔内灌入混凝土浆液，待晾干成型后起到防渗与加固的作用，此技术在水库除险加固中较常用。而劈裂灌浆方法具有机理明确，施工速度快与成本较低等特点；主要是利用坝轴线小于主应力处，将混凝土浆液灌入劈裂坝体，形成泥浆墙，然后利用浆体与坝体之间的互压作用，以此达到预期的防渗效果。
    3.3 输水洞（管）防渗
    在水库大坝施工中，堤坝内埋管对于坝体安全造成的不可小视，埋管也有可能会出现断裂与严重渗水的问题，是白壁水库大坝防渗处理中应当重视的项目之一。
    输水洞（管）防渗处理可采用的技术措施有：混凝土衬砌、钢板衬砌、开挖坝体，利用顶管法重建新管或在岸坡山体另打新洞等。为便于施工，混凝土衬砌施工要注意的是：原洞径要较大，以保证衬砌后不影响输水能力；顶管法重建新管特点是：设备简单，工程量较少，施工期短，以及节约材料、资金与劳力等，无需破坝施工，利用千斤顶将预制混凝土管直接顶入坝体内，适用性也很广。