小型水库除险加固工程的施工技术

GXF360 2019-09-13

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我国当前的小型水库大多建设的年代较为久远，由于受到建设水库时的经济和技术条件限制，水库的基础设施建设的不是十分理想，很多小型水库的工程质量很不乐观。同时在建设完成后，经过多年的使用，出现了功能的缺失和渗漏现象。长此以往，会给当地的居民带来严重的影响。根据我国当前小型水库普遍存在的现象，制定合理的维护保养方案，强化小型水库的建设，旨在真正发挥出其作用。

1.小型水库存在的安全隐患

1.1 存在严重的渗漏现象

出现渗漏现象主要是由蚁害、水流冲刷和风化等自然因素造成的，同时水库工作人员在日常工作中忽视了对水库的维护保养，导致了水库出现渗漏现象。水库的渗漏包括：（1）坝基渗漏。大多数小型水库在建设的过程中，未建造相应的风化层和冲击层，直接导致了随着使用年限的增加出现了透水现象，留下了较严重的安全隐患；（2）坝体渗漏。如图1所示，水库坝体由于受到水库内水的重力作用以及其他外力的影响产生了裂缝，如果未做好防护措施，会造成水流渗漏；（3）绕坝渗漏。水流通过坝肩和基岩向水库外侧渗漏。不但如此，随着不断地渗漏还会造成溃坝，严重威胁着下流居民的生命财产安全。

图1 坝体渗漏

图2 高压喷射灌浆摆喷

1.2 抵抗自然灾害的能力降低

许多小型水库由于受到当时技术水平和经济条件的限制，造成水库投入使用的过程中抗洪和抵抗地震的能力较低。随着各地政府不断丰富当地的水文系列资料，对水库的抗洪能力标准进行了重新制定。但是对于已经建成投入使用水库依然无法满足其制订的标准，这样一来水库的安全隐患依然存在。

1.3 大坝的稳定性不理想

当前，我国还未引进针对水库大坝安全检测所需要的安全检测仪，相关技术人员的技术水平也较低，因此在日常水库大坝安全检查的过程中，往往是水库工作人员根据经验来判断水库的安全情况，这种做法很不正规，同时工作人员未把水库的日常维护保养工作做到位，水库出现了质量问题后也未采取及时有效的措施。随着水库使用年限的不断增加，加上水库不断受到各种因素的影响，导致了水库大坝的稳定性越来越差。

2.坝体防渗漏设计

2.1 选择设计方案

当前我国水库防渗漏的主要方式是垂直防渗漏。很多地方的水库出现渗漏现象后，通常采用垂直防渗来解决，根据水库的具体情况来选择合适的施工方法，这些施工方法包括：高压喷射灌浆和深层水泥搅拌桩等。

（1）各种工况的炉膛出口烟气温度和途经各个换热器的进出口烟气温度都变化不大，其炉膛出口烟温都维持在900℃左右，而出口烟温都在135℃左右。

（1）高压喷射灌浆方案。钻孔深入基岩4m，孔距1.8m。在施工过程中采用沿坝中心线布置的方式来定施工轴线，其中使用单排孔，在灌浆的过程中采用摆喷的方式，如图2所示。

（2）深层水泥搅拌桩方案。该方案中为了实现软土和沙的充分融合，采用水泥作为固化剂，这样能够有效防止渗水现象的发生。

这两种防渗方式各有各的优点，在选择防渗方式上设计者应该充分考虑到水库大坝的实际情况和施工现场等因素，根据各种因素综合考虑之后再决定水库的防渗方式。当前，我国水库防渗工程一般采用深层水泥搅拌桩，其技术更急成熟，防渗效果更好。

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2.2 水库坝体防渗施工的注意事项

选择使用深层水泥搅拌桩防渗的方式来进行水库的防渗主要进行以下工作：（1）施工设备。在施工过程中所选用的机械设备必须符合相应的国家标准，同时要做好机械设备的维保工作，特别是重要施工设备，需要对其进行周期性的检修。（2）施工用料。妥善安放水泥，外掺剂的选择上，通常选择石灰，其用量占到水泥用量的3%～4%，生石灰的细度一般要求在88%左右。（3）施工现场准备。在进行施工之前，工作人员需要对施工场地进行清理，在软土中掺入一定量的石灰。为了避免出现施工现场存水现象，通常会挖一条排水沟，这条排水沟必须保证不能对周边居民的生产生活产生影响。（4）技术要求。在制作水泥浆液的过程中，保证其维稳时间＞5min，特别是在运输过程中，需要对其进行不断地搅拌。对于不同种类的施工，需要根据工程现场情况来选择合适的浆液水灰比和喷浆量。（5）水泥搅拌桩的施工注意事项：在喷浆过程中不能中断喷浆，主要是为了保证整个大坝的施工质量。在进行下钻作业过程中需要对喷浆的状况进行深入了解，同时根据施工的实际情况进行合理补桩。在进行下钻的过程中需要保证以同一速度进行下钻，速度过快会导致施工质量的下降。

3.水库大坝的排险加固设计

3.1 河流上流护坡的施工

通常情况下，小型水库地下水位变动情况较为复杂，由于变动复杂容易出现安全隐患，所以根据水库的地理位置以及施工技术，采用干砌石护坡方案来对大坝进行排险加固。由于每个水库所处的地理和其所处流经河流的位置不同，所以在建造过程中需要根据实际情况确定干砌石护坡厚度。如果水库所在地出现较大的暴雨，对大坝会有冲击，因此，为了确保大坝的安全，在加固施工中选择干砌石护坡加反滤层的设计。

唐河北四门堤自与唐河左堤交汇处西涝淀开始至与唐河左堤交汇，堤顶高程10.7～12.8m，平均11m，一般堤高4～6m。堤顶高程11m以上堤段占70%。堤身土主要为粉土、砂壤土，以中粉质壤土为主，其次为轻粉质壤土和重粉质壤土；关城分洪口门及关城排闸附近表层揭露粉砂和粉土。

3.2 坝顶结构的施工

（1）坝顶路面。坝顶路面采用碎石路面设计，在施工中泥灰碎石路面的厚度为30cm，不同的位置根据情况会进行相应变化，通常采用15cm的基层厚度和20cm的中层厚度。选择石灰和软土作为路面的填充物，需要注意的是在混合两种物料时采用合适的配比。（2）材料，所用石料的形状为有菱角的正方体，其中细长石料占比在25%左右。选取黏土的含量应该占碎石干重的20%，劲土的塑性指数需控制在 20～30。

3.3 施工标准

在进行水库工程施工中要严格按照国家标准来施工。（1）前期工作：将准备好的物料按照水土体积比按照 0.9：1.4进行混合。（2）摊铺石料：将准备好的石料按照松散系数为1.5进行摊铺。（3）初步碾压：在碾压过程中使用小型碾压机，碾压结束后需确定石料不出现松动现象。（4）灌浆：在灌浆过程中需要控制好泥浆的相关参数，同时还要保证灌浆均匀，对石料路面中的缝隙进行慢速灌注，确保不能出现缝隙。（5）防浪墙。防浪墙的高度根据水库的使用情况来确定的，通常选择199.45cm作为防浪墙的高度，墙体厚为10cm，基础宽为70cm。