小型水库的几种常见除险加固技术浅谈

　　摘要：水库在人们的生产，生活中发挥着重要的作用，但由于种种原因，都或多或少的存在着一些问题，本文概要研究了小型水库除险加固中有关技术问题，希望有所作用。
　　关键词：小型水库；除险加固；坝坡滑动；喷射；劈裂
　　水库作为防洪、灌溉等工具，发挥着越来越大的作用。但是由于相当一部分的小型水库修建历史悠久，受当时建设条件限制，目前出现了很多问题。因此，研究出确保水库安全运行的除险加固技术，加快病险水库除险加固，充分发挥防洪和兴利效益，对促进国民经济发展和人民生活水平的提高，具有重要意义。
　　一、土石坝坝坡滑动破坏加固技术
　　土石坝坝坡在重力和其他作用力的作用下都有向下和向外移动的走势。如果坝坡内岩土的抗剪强度能够抵抗住这种走势，则此坝坡是稳定的，否则就会因失稳而发生滑坡。土石坝滑坡是多方面因素造成的，它是一种复杂的失稳破坏现象。产生土石坝滑坡的基本因素，实质上是滑动力的增加与抗滑力的不足。
　　滑动力与抗滑力取决于库水和雨水入渗、施工方法、施工速度、地震等外部条件所引起的坝体或坝基内孔隙水压力及筑坝土料的性质，包括与孔隙水压力有关的抗剪强度。为此，首先必须进行滑坡勘探、土工试验及观测工作，借此来确定滑坡的性质及其主要原因，并定出滑坡加固设计，以便进行滑坡加固的施工与质量检查。土坝坝体是由人工填筑坝料而成，而坝基与岸坡是隐蔽工程。
　　根据滑坡加固的设计标准，应按SDJZ13—83《碾压式土坝施工技术规范》做好滑坡加固的施工。滑坡加固的施工方法主要有：清理坝基及岸坡，清除和处理好对大坝安全会造成隐患的树根、泉眼、洞穴、风化岩石、滑坡体等；抛石固脚阻滑，稳住滑坡体；在稳住滑坡体的基础上及时处理滑坡裂缝；全面培厚，放缓坝坡；下游坝坡堆石压载，做贴坡式反滤层等等。
　　二、高压喷射灌浆防渗加固技术
　　高压喷射灌浆技术的基本原理是用压缩空气包裹高压喷射水流冲击破坏搅动土体，同时用低压灌浆泵灌入浆液，浆液被高压水、气射流卷吸带入，同时与被搅动土体混合形成固结体。高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆(喷杆)杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液)，同时钻杆(喷杆)以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。高压喷射灌浆技术主要用于坝基加固，优点是不需对地基进行开挖，即可在地基某一深度建造符合设计要求的防渗体。其形式分为旋喷、摆喷和定喷。
　　三、劈裂灌浆防渗加固技术
　　土坝劈裂灌浆技术是我国首创研究比较成功的处理病险堤坝的方法，经济而有效。在此以前，处理堤坝隐患大都采用构筑混凝土防渗墙，存在工程造价高、施工复杂技术问题。劈裂灌浆技术工作原理是在坝体中心纵向轴线上，以浆料为能量载体，施加一定的灌浆压力，有控制性地劈裂坝体，灌入粘土浆料。通过浆料与坝体互压固结作用，在坝体内形成密实，竖直，连续的粘土防渗墙，让裂缝，洞穴及水平夹层等隐患均得到充填、挤压和密实，从而提高坝体防渗性能，达到防渗加固目的。此外，泥浆在排水固结时，析出的水扩散、湿陷、密实坝体，也改善了土坝内部应力状况，加固了土坝的变形稳定问题。这种防渗加固技术措施，简单易行便于施工，且可就地取材造价低廉。
　　四、坝体和坝基的密实加固技术
　　由于勘测设计缺陷、施工不良和管理运行不当以及渗流、地震等，使土石坝体及其坝基发生缺陷病害，甚至跨坝失事。重要的病害有渗透破坏、滑坡、裂缝、地震震害和液化及其他如白蚁等土石坝病害和破坏一。对于新建坝，坝体与坝基的密度一定要进行严格的论证，精心设计，选择最优施工加固方案，精心施工。对于坝体密度主要控制填筑质量，包括坝料的选择，碾压试验，碾压方法及碾压施工各项参数等，均应严格按有关规范进行，以确保坝体填筑质量。新建坝坝体密度除用碾压法进行填筑施工外，也不排除采用振冲压密法进行填筑施工。新建坝的软弱坝基的加固有很多方法可以选择，如振冲压密法，排水砂井分期填筑法，深层搅拌法，强夯法，换填法以及化学灌浆法等等。
　　对于已建坝，坝体与坝基已形成一个整体，假如坝体和坝基密实度都有问题，那么选用加固方法时尽量选用同一种方法处理。在上面提到的诸多加固方法中，振冲法具有较好的适用性。对于筑坝的砂石、土料以及坝基的软弱土质(粘性土或砂性土)都能进行加固处理。因此，振冲法不失为一个较优的加固方案。坝基为粘性土地基时，深层搅拌法也是可选择的加固方案之一。
　　五、土工合成材料加固技术
　　合成纤维比人造纤维具有更优越的性能，被人们所青睐，实践也表明土工合成材料是一种理想的新颖工程材料。作为崭新的土工建筑材料，土工合成材料历时甚短，但发展很快，现在已经出现了若干系列产品。其中主要产品及其主要应用功能为：
　　a、土工织物为应用于岩土和土木工程所有合成纤维或天然纤维制成的透水的织物，主要作用为排水、过滤、隔离、加筋、侵蚀控制和防护等；
　　b、土工格栅为受张力元件连接成规则网状结构，其开孔面积远大于张力元件，应用于加筋；
　　c、土工网为重叠肋所连结成规则致密的网状结构，应用于液体和气体的输送；
　　d、土工膜为相对不透水的聚合物薄片，在岩土和土木工程中作隔截液体和气体的输送；
　　e、土工席垫为单纤维粘合成三维透水的聚合物垫，用于侵蚀控制中保护土粒、底脚和微小织物；
　　f、土工格室为用织物、格栅或薄膜条交叉连结成蜂窝或蜘蛛网状的三维结构，应用于侵蚀控制和保土；
　　g、土工复合材料为用两种以上土工合成材料经人工组合的复合体，用于排水、截水及加筋等。
　　土工膜具有十分突出的防渗性能，其在水利防渗工程中可应用于以下几个方面：
　　a、堤基垂直防渗墙。对已建堤防防渗加固工程，采用垂直铺塑技术建造垂直防渗墙；对新建堤防，施工时堤防填筑与土工膜心墙同时上升，而且土工膜应做锯齿形铺设，以适应堤身的沉陷。
　　b、堤身迎水坡土工膜防渗墙。在结构上，土工膜应根据需要在两面设置细粒垫层或一面设置垫层一面设置保护层。垫层可用中粗砂，也可用粒径1cm或2cm以下的碎石。垫层以外，有时还需设置过滤层，以便与堤身填料衔接。实践证明，其防渗效果良好、经济、施工方便。
　　c、水平防渗铺盖。当透水层较厚，采用其他防渗形式不经济或不可能时，可采用水平铺盖防渗。土工膜防渗技术在我国堤坝中的应用已经日臻成熟，这将为这项新技术和新材料在堤坝中的推广应用提供良好的范例。
　　近年来，土工膜在应用于防渗方面最广泛的是垂直铺塑防渗。该技术日臻成熟并广泛应用于水库、江河、湖泊堤坝的防渗加固工程。其基本原理是利用开槽机在需防渗的土体中垂直开出槽孔,然后在槽孔中铺设土工膜,从而形成防渗帷幕,达到防渗目的。垂直铺塑防渗技术从其应用形式上可以分为以下两种:
　　坝体迎水面截渗是迎水面整体防渗的第一道工序,然后将防渗土工膜与坝前迎水坡防渗复合土工膜相接,形成堤坝整体防渗体系；
　　坝体中间和地基联体防渗是坝体形成以后其本身和地基部分防渗性能差,土的渗透系数达不到防渗要求而采取的防渗形式,其主要目的是延长渗径。垂直防渗土工膜从坝顶垂直铺下并且沿坝体纵向铺展,深度达到地基不透水层或满足防渗设计要求。
　　基于历史条件的限制，部分水库存在多种复杂的问题，在分析病险原因的基础上，根据各个水库的实际情况对部分水利设施进行加固处理，确实保证水库的安全运行是当前水库工作者的重中之重。
　　参考文献：
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　　[2]贾智明.甘肃省小型水库溃坝事故分析及防止措施[J].甘肃水利水电技术，2004第3期.
　　[3]蹇安贤.岩溶地区中小型水库库坝区渗漏处理措施[J].贵州水利，2004第1期.

《小型水库的几种常见除险加固技术浅谈》

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