水庫大壩防滲加固設計探討論文

　　摘要：為了更好的研究水庫大壩的整體防滲加固，文中結合石康水庫大壩具體的滲漏隱患，對工程進行具體的分析，然後做好防滲加固設計方案的必選，最終透過效果分析，選擇最佳的防滲加固設計方案，希望能夠對今後的水庫大壩的防滲加固設計有一定的借鑑意義。

　　關鍵詞：石康水庫；防滲加固；設計

　　最近幾年，因為不同原因，部分水庫大壩缺少正常的維修，工程出現不可避免的老化失修現象，再加上新問題的出現，由於原本的條件限制，水庫本身的工程標準偏低，質量無法滿足現階段的要求，久而久之，就出現長期帶病執行的問題。這樣的病險水庫大壩直接會影響工程效益的發揮，成為安全的心腹之患，對於廣大人民群眾生命財產安全帶來嚴重影響。

　　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、灌溉發電輸水設施、電站及大壩管理所等建築物組成。工程等別為Ⅲ等，主要建築物級別為3級。

　　二、大壩滲漏出現的原因分析

　　就相關的統計來看，在水庫垮壩的原因之中，因為超標的洪水或者是防洪標準過低佔據了37%~51%的比例；因為工程質量隱患和工程質量差佔據了35%~38%的比例；因為年久失修，管理不善佔據了4%~15%；其餘原因佔據比例4%~11%。所以，我們應該重視大壩滲漏出現的原因[1]。就分析，本文所研究的石康水庫大壩出現滲漏出現集中在壩體和壩基兩個方面，因此，對於滲漏的原因也進行針對性分析。

　　1．壩體滲漏

　　石康水庫大壩出現壩體嚴重滲漏主要是因為原本壩體建築的施工質量偏差，再加上粗砂石和填築所使用的土料夾碎石較多，所以其本身也存在較大的滲漏係數，導致在下游壩體的破面上出現了浸潤線逸出的問題，並且逸出的位置點較高[2]。

　　2．壩基滲漏

　　在2012年的5月，在日常的檢查中發現石康水庫右壩肩與山坡相互結合的位置出現了溼潤的現象，在其外坡腳的集水溝中以及排水稜體之中存在滲漏積水。在調查原因之後得出：在壩體基礎的接觸面存在處理方面的缺陷，例如沒有進行齒槽的設定，也沒有進行抹漿的.處理，這樣就導致壩基面出現的接觸性的滲漏問題。

　　三、水庫大壩防滲加固設計

　　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，高壓擺噴灌漿技術已經相當的成熟，其原理在於：對摻攪地層利用射流作用進行切割，這樣可以將原本的地層結構和組成加以改變，同時，再將混合漿液或者是水泥漿灌入其中形成凝結體，透過這樣的方式就可以達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。優點：使用這一方案，不僅施工速度快，並且也能節約一定的投資；缺點：很難控制好施工的質量，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牆的功效相比較。

　　（2）塑性混凝土防滲牆。這一種方案屬於地下連續牆的方式，透過專門的造槽機械進行槽孔的鑽鑿，然後將泥漿注入到槽孔的內部，避免出現槽壁坍塌的問題，最後，在注滿泥漿的槽孔之中利用導管進行水下混凝土的澆築，使用混凝土將內部的泥漿置換出來，透過這樣的方式就可以形成牆體。一般來說，在直徑小於10~的卵礫石、砂壤土、砂土、粉土等土層中應用，初步計算，選擇這一方案需要630萬元的投資。優點：使用這一方案，擁有良好的防滲加固耐久性，並且防滲的可靠性偏高；缺點：施工整體進度偏慢，相比前一種方案，投資上花費更多。考慮到本身大壩含礫偏高，所以，透過壩體礫料與高壓灌漿水泥漿膠結的方式能夠達到最理想的想過，再加上在投資方面，高壓擺噴灌漿要節約60萬元，所以在綜合考慮之後，還是選擇施工速度較快的高壓擺噴灌漿方案。

　　2．佈置高壓擺噴灌漿

　　根據石康水庫大壩的地質條件和實際的壩高，在石康水庫大壩的高壓擺噴灌漿孔的設定上按照1排，孔距0.9m的方式進行，灌漿孔的軸線位於壩軸線下游側1.5m，一共設定451個灌漿孔，鑽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牆，其對接擺角不得小於60°，選擇水泥漿液（水泥選擇42.5的普通矽酸鹽水泥）作為其灌漿材料[3]。

　　3．滲流分析

　　對於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行分析，其中典型斷面選擇最大壩高的斷面。

　　4．對於防滲加固設計的效果總體評價

　　透過上面表格的具體計算結果分析來看，在三種穩定的滲流工況之下，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，不會有區域性滲透破壞的問題出現；相比加固之前，滲漏量減少了接近一半；透過圖2我們可以清晰的看到，在使用的高壓擺噴灌漿之後，大壩在灌漿的軸線位置上形成了防滲的心牆，這樣有利於壩體侵潤線的降低，在高壓擺噴防滲牆的位置上，侵潤線出現了跌落，進而在排水稜體內形成了逸出點，但是不會再去愛從壩面之上逸出；透過相應的計算可以看出，在進行灌漿加固之前，正常的蓄水位條件下，其下游的壩坡的穩定係數1.72，透過灌漿加固之後的安全係數達到1.94.可見，壩體的穩定性得到大幅度的提高[4]。透過實踐證明，這一次的加固設計所選擇的防滲加固措施對於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的安全執行。

　　四、結語

　　一直以來，大壩都是關係到國計民生的重點專案之一，水庫大壩能否安全、穩定、持續的執行，就成為重中之重。所以，透過本文對石康水庫大壩的除險加固工程的研究，對其出現滲漏的問題進行具體的分析研究，並且透過方案的比較選擇，提出最符合大壩除險加固防滲的設計，希望透過這種的設計方案，能夠進一步加固水庫大壩，避免再次出現滲漏問題，保證人身財產的安全。

　　參考文獻:

　　[1]甘興雲.水庫大壩防滲加固技術探討[J].科技與企業，2015，（18）：203.

　　[2]李洋.某水庫大壩壩體防滲加固處理[J].山西建築，2011，（11）：227-229.

　　[3]周維海.大壩防滲加固設計[J].黑龍江水利科技，2011，（04）：101-102.

　　[4]趙建立.水庫大壩防滲加固經驗探討[J].河南水利與南水北調，2013，（16）：107-108.