刘宇

(金沙县西洛河灌区水利工程管理所,贵州 金沙 551800)

西洛河水库位于金沙县城西北方向,水库一期工程于1957年8月建成,坝高21米,坝顶长208米。同年建成北干渠17.5公里,南干渠13.5公里,灌区于1958年建成投入使用。之后于1981年完成二期工程建设。2012年县水利局对大坝迎水面进行砼面板处理和坝体防渗完成,总投资580万元,彻底解决大坝及溢洪道的渗漏问题。在库尾的白石溪沟1034米高程处有一段400米长的漏水处共5个漏水点,漏斗口在3~6米,导致有250万方的库容不能使用。1989年2月开始设计,1992年7月开始施工队漏水段进行处理,修建一座重力砌石坝高14.7米,修建引渠一段1.2公里,但还是不能使用。直到2012年处理后才解决了此处的漏水问题,能够蓄水到1039.316的溢洪高程。

一、小型水库病险影响因素

我国很多小型水库建设时间较为久远,设计方面存在一定的问题,再加上年久失修,往往导致小型水库病险问题较为严重,其功能效用不能正常发挥,甚至加大水库安全风险,危害周边居民、农田安全。因此,要对小型水库病险问题进行深度研究,找到合适的除险加固技术,强化水库稳定性。[1]

(一)防洪设计标准较低。我国很多小型水库建设时间较早,出于各种历史因素,水库的防洪标准较低,虽然后期做了一定的完善,但是与现行的防洪标准还存在一定的差距。

(二)勘察问题。在小型水库建设之前,设计人员没有进行实地勘探和测量,对施工现场的地质情况,完全依靠设计人员的经验确定填土的物理力学指标,对水库集雨面积不了解,容易导致库容量与实际需求不相符。

(三)设计缺陷问题。缺乏实地勘察,基础数据不足,影响设计精准性。设计布局不科学等,容易引起基础不均匀沉降、坝体裂缝、水库渗漏等问题。

(四)地基处理不当。由于施工之前缺乏实地勘察作业,导致地基处理不合理,引起不均匀沉降,坝基土层松散,坝体渗漏等问题。

(五)施工填土质量问题。如果在土体施工中,碾压、夯实操作不规范,导致填土压实度不合格,容易引起坝体渗漏、滑坡问题。

(六)施工质量问题。由于施工技术操作不标准,引起砌体结构强度、抗腐蚀性降低,长久以往容易引起坝体裂缝、坍塌问题。[2]

(七)如果在水库运行过程中,对其缺乏科学合理的养护和维修容易遭受白蚁、鼠害问题,影响水库大坝安全。

二、小型水库除险加固施工技术实践应用

(一)裂缝处理施工技术

裂缝问题是影响小型水库安全的关键性因素。要结合实际情况,对土石坝裂缝问题进行有效处理。通常情况下,采取开挖回填的方法对裂缝问题进行处理。主要步骤为:施工之前,要对土石坝裂缝问题实施全面的实地调查,并对其展开全面分析,结合裂缝的具体情况明确开挖范围,如果裂缝尺寸较小,危害性不大,初挖深度可以控制在一米以内,指导挖到裂缝界限才能停止、在回填环节,要使用细砂土壤进行作业,并进行夯实工作。但是如果裂缝直径在5米以下,可以实施台阶式的坑槽开挖方式,并在回填过程中对其逐层消减,保障梯形断面的稳定性,保障坝体与回填土保持原有状态。[3]

(二)滑坡处理施工技术

针对土石坝滑坡问题,一般采取以下方法进行处理。一是开展实地勘察,结合具体情况,需要对上部结构进行减载操作,从而强化坝体下部承重能力,提升整个坝体的强度与抗病害能力,减少洪水冲击力的破坏性,最大程度上降低水击因素引起的滑坡问题。[4]二是在坝基位置,修筑防滑齿墙,并确保其高度在地基表面以上。只有这样才能确保在回填施工之后,强化整体坝基的压重平衡能力,减少坝坡坡度,增加阻滑力,对软土地基滑坡病险起到良好的防治作用。三是如果坝身没有出现问题,堤坝上游出现滑坡,而且部分区域出现严重的塌陷问题,需要在水位较低的时候,对其实施排水、除土措施,主要是把松软、滑动的土体进行清除处理,并强化坝体整体透视性,有效缓解坝体滑坡病险问题。此外,在具体实施中,需要施工人员深度实地展开全面的勘察与测量,并进行土工试验,明确滑坡问题的影响因素,开展综合性分析,选择合适的加固施工技术。此外还可以对坝体裂缝实施夯实,对坝体中的蚁穴、泉眼等进行全面清理,降低坝基渗透压力和浸润线,强化坝体稳定性。

(三)防渗处理施工技术

在大坝修筑过程中,如果对坝基与坝肩的处理不合理,容易引起两者之间出现渗漏问题。第一,如果渗漏层是岩石结构时,可以使用帷幕灌浆方式对其进行加固。在进行钻孔过程中,要深入岩石不透层五米以下,并把孔距设置为两米,按照坝轴线的走向对钻孔位置进行布局,并确保其按照坝肩方向进行延伸。使用压送设备把浆液压灌到坝体地层内,通过扩散、胶凝、固化等过程之后,形成防渗帷幕,与防渗心墙等结构融合为一体,成为垂直防渗体,降低坝体渗流水压力,增加岩基稳定性。该工艺在具体应用中容易操作,成本较低。[5]第二,如果渗漏层为土层结构时,可以使用粘土斜墙技术对其实施防渗处理。粘土斜墙基础要深入到不透层一米以下,并在其上部设置一定的保护层。其中保护层主要有粗砂、砂卵石、干砌石护坡等结构构成。

如果水库坝体出现渗漏问题,需要在原有坝体防渗体基础上,实施加固补强作业,也可以结合具体情况,重新修筑防渗体。其中主要措施有:填充灌浆技术,主要是对坝体中的蚁穴、坝腔孔洞等缝隙问题进行处理,坝体渗漏危害较小,可以在重力作用下,把浆液填充到孔洞、缝隙中去,对其进行填实,强化整体坝体的防渗效果;高压喷射灌浆防渗技术。该种技术主要是利用高压作用,向原坝体土层喷射浆液,并对原来的防渗心墙层进行破坏,把浆液灌入到裂缝中去,实现水泥浆与原来土体的有效结合,通过凝固硬化,形成连续性的防渗墙,增加地基土体自身的承载力和密实度。该种技术主要应用在沙土、黏土等软土地基中,且对渗漏严重的大坝使用效果较好,操作简单,成本较高;土工膜法防渗技术,主要应有在坝体周边黏土较少,水库黏土心墙断面不大,不适应使用以上两种技术进行加固的情况。[6]具体应用中,使用两布一膜,利用水库水头具体运算其厚度,堤坝主要选择一毫米左右的长丝布,重量为0.8千克左右。一般情况下,要把土工膜设置在迎水面,并实现对断面的全面覆盖,上游坝脚和坝端,设置一定厚度的粗砂,并在其上部设置保护层结构,其中该保护层主要由粗砂、砂卵石、干砌石护坡构成。该种技术防渗性能较好,而且成本较低,对抗变形能力较强。

三、注意事项

在对小型水库进行除险加固施工技术应用时,要注意先对其进行安全鉴定工作,对险情分布情况、病险类型等进行明确,并在此基础上形成针对性的解决方案。之后要深入实地开展地质勘测作业,选择合适的地质环境进行施工,减少危险隐患问题。[7]使用钻探、取样、试验等方式对地质开展深度勘测,强化其总平面布置作业的科学性和合理性。树立环保意识,减少除险加固作业对周边环境的破坏。要加大对水库的安全监测力度,安装安全监测设备,及时发现水库危险,并建立水库信息系统,强化安全保障。

四、结束 语

综上所述,随着我国经济水平的提升,小型水库在农业灌溉、供水、防洪抗旱等方面发挥了越来越重要的作用。要强化对小型水库常见病害问题的分析,并选择合适的除险加固技术,强化小型水库的安全稳定性。加大资金投入,优化资源配置,强化水库监测,并结合监测结果制定针对性的除险加固方案,并构建高素质的管理队伍,为小型水库安全管理的高效化奠定基础,促进我国农业的长远发展。