摘 要:我國很多水庫在運(yùn)營幾十年后往往都會出現(xiàn)不同程度的病害,這些病害問題會影響水庫的運(yùn)營和使用安全,而文章主要就我國水庫土壩壩內(nèi)輸水涵洞的漏水問題展開了分析,并將其處理措施作進(jìn)一步詳細(xì)討論。
關(guān)鍵詞:水利工程;水庫土壩;輸水涵洞;滲漏水
  1 水庫土壩壩內(nèi)輸水涵洞的滲漏水問題的成因
  社會經(jīng)濟(jì)在近20年來得到了極速的發(fā)展,但水利建設(shè)工程卻由于在我國興建水庫之初,僅憑人海戰(zhàn)術(shù)與大量的物力在未得到充分的理論論證和精確測量的基礎(chǔ)上發(fā)展建設(shè),大多數(shù)水利水庫存在各種質(zhì)量問題是不可避免的,尤以大壩滲漏水問題最為嚴(yán)重。通過總結(jié)以往關(guān)于水利工程建設(shè)的實(shí)例來看,主要分析水庫土壩壩內(nèi)輸水涵洞滲漏水問題的因素大致為:
  1.1 設(shè)計時可參考的規(guī)范性文件不多,導(dǎo)致施工難以保證良好的抗?jié)B水能力
  水利水庫建設(shè)在過去的社會環(huán)境下沒有更多或更先進(jìn)的可供參考的設(shè)計規(guī)范性文件,在設(shè)計工作中由于各種影響因素的存在,不能準(zhǔn)確規(guī)定工程建設(shè)的使用期限和最后的使用強(qiáng)度,而且建設(shè)施工的大壩輸水涵洞強(qiáng)度也不能完全滿足實(shí)際的承重需求,或者在運(yùn)營使用多年后涵洞結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了明顯的質(zhì)量問題,如裂紋、孔洞等。
  1.2 施工準(zhǔn)備階段沒有組織安排專項(xiàng)的涵洞加固工作
  處于當(dāng)時經(jīng)濟(jì)與技術(shù)水平相對較落后的年代,由于在針對輸水涵洞的加固作業(yè)中往往僅是通過利用簡單的人力、物力對輸水涵洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理,這樣的做法是不能完全滿足大壩長期運(yùn)營中的排水工作需求的,而且隨著水庫運(yùn)營時間的推移,輸水涵洞結(jié)構(gòu)根本無法保證正常工作,常見的質(zhì)量問題如塌陷或結(jié)構(gòu)體斷裂等。
  1.3 輸水涵洞施工回填土方?jīng)]有進(jìn)行嚴(yán)格的碾壓密實(shí)
  水庫土壩壩內(nèi)的輸水涵洞在完成鋪設(shè)工序后,回填土方需要進(jìn)行嚴(yán)格碾壓密實(shí)。但在實(shí)際的施工過程中受施工條件限制,不可能嚴(yán)格按照要求對回填土方進(jìn)行充分碾壓密實(shí)。如大壩施工往往會選擇在冬季農(nóng)閑時節(jié)進(jìn)行,此時,施工受低溫影響嚴(yán)重,普通程序的碾壓效果不明顯,回填土方根本無法完全夯實(shí),這樣情況下的施工很容易造成輸水涵洞結(jié)構(gòu)的滲漏水問題。
  1.4 設(shè)計與施工中存在重大的缺陷
  水利水庫在土壩設(shè)計中存在明顯的缺陷,沒有針對水庫土壩的輸水涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計專門的截水環(huán)裝置,或是截水環(huán)的設(shè)計數(shù)量不足,或是在設(shè)計中專門的防水設(shè)施與大壩整體結(jié)構(gòu)搭接不合理等情況都是造成土壩壩內(nèi)輸水涵洞結(jié)構(gòu)滲漏水問題的原因。
  以上這些原因都會造成水庫大壩壩內(nèi)輸水涵洞嚴(yán)重的滲漏水問題,在水利水庫長期的運(yùn)營過程中由于地表水或庫內(nèi)水流的沖刷作用使得壩體內(nèi)部的土料受到嚴(yán)重沖刷,過度流失,極易引發(fā)如坍塌、滑坡等事故,更有甚者導(dǎo)致潰壩。
  2 水庫土壩壩內(nèi)輸水涵洞的滲漏水問題的整治措施
  2.1 整治思路
  我國在水利水庫土壩壩內(nèi)輸水涵洞發(fā)生滲漏水問題以后,整治辦法最為直接的是通過傳統(tǒng)的方式對輸水涵洞進(jìn)行除險加固處理。對壩內(nèi)輸水涵洞結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫、孔洞等質(zhì)量病害部位進(jìn)行詳盡的現(xiàn)場勘察與調(diào)研,掌握情況后利用套管、內(nèi)襯或在管洞外部進(jìn)行包裹加固等方法對病害處進(jìn)行除險加固。如果問題比較嚴(yán)重,考慮到以上方法不能完全保證良好的效果則應(yīng)考慮更換新的涵洞排水管。必須強(qiáng)調(diào)的是,無論采用何種加固方法,都要對病害處采用灌漿、開挖回填或灌漿與開挖回填相結(jié)合以加強(qiáng)大壩地基承載能力,而除險加固方法的選用還必須要根據(jù)大壩的施工地質(zhì)條件和病害的嚴(yán)重程度進(jìn)行相應(yīng)的對比調(diào)整。
  2.2 整治措施
  2.2.1 倒掛井增設(shè)一定數(shù)量的截水環(huán)
  水庫土壩壩內(nèi)的輸水涵洞沿管壁接觸滲漏水的問題是相對比較嚴(yán)重的一種,并且這種問題的整治過程也異常繁雜,需要在輸水涵洞管壁外部增設(shè)一定塑料的截水環(huán)裝置。因?yàn)檩斔磁潘艿捞幚淼氖谴髩蝺?nèi)部輸水,增設(shè)截水環(huán)裝置需要先對大壩進(jìn)行開挖,而開挖過程極容易發(fā)生次生災(zāi)害,總之影響了水庫整體的運(yùn)營安全。對此,可考慮采用倒掛井的施工工藝對滲漏水問題進(jìn)行整治。從通常意義上來講,倒掛井施工是在水利大壩的壩頂上事先澆筑混凝土鎖梁,然后在梁下修建混凝土倒掛井逐層向下開挖、立模、澆筑混凝土。需注意的是,在對壩體開挖及壩內(nèi)倒掛井施工的過程中必須強(qiáng)調(diào)安全作業(yè),嚴(yán)格控制開挖施工的進(jìn)尺,一般控制在30 m以內(nèi),特別是在無黏性沙土土壩的整治施工中,開挖的進(jìn)尺深度一定要嚴(yán)格控制,預(yù)先采取灌注黏土、水泥漿液進(jìn)行灌漿充填,否則極易導(dǎo)致塌方事故。
  2.2.2 填充灌漿
  在水利水庫土壩壩內(nèi)輸水涵洞結(jié)構(gòu)兩側(cè)的回填土如果沒有充分碾壓夯實(shí),或是地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致地基沉降,水庫蓄水后,輸水涵洞結(jié)構(gòu)變形形成滲漏縫隙,滲漏水問題的長期存在往往會在輸水管道周圍形成更大的孔洞結(jié)構(gòu),導(dǎo)致質(zhì)量問題的嚴(yán)重性擴(kuò)大。整治思路是通過灌漿充實(shí)輸水涵洞結(jié)構(gòu)周邊的孔洞以達(dá)到抗?jié)B漏的作用。首先需要在處理之前確定出現(xiàn)滲漏水問題的準(zhǔn)確部位,經(jīng)過精確測量確定灌漿位置,同時確定灌漿壓力、材料以及濃度等指標(biāo)。灌漿的壓力一般控制不大于0.05 MPa,避免造成新的病害問題,漿液材料一般選用黏土水泥漿液,同時為保證灌漿的效果,適當(dāng)增加灌漿的次數(shù),而每次的灌漿要確保間隔時間不少于5天。在水庫土壩整治施工中影響到大壩整體的防滲性能時則不考慮采取填充灌漿的整治方式。
  2.2.3 噴射灌漿
  與倒掛井增設(shè)一定數(shù)量截水環(huán)整治措施相同的是,噴射灌漿整治對象也是管壁接觸滲漏水問題。不同點(diǎn)在于噴射灌漿是利用高壓水或高壓漿液利用形成的一道高壓噴射束沖破底層,同時以水泥漿同土層相結(jié)合形成柱狀或板墻狀的凝結(jié)固體結(jié)構(gòu),從而有效提高水庫土壩的抗?jié)B能力和承載能力。特別注意的是在進(jìn)行高壓噴射時需注意不得破壞水庫土壩與輸水涵洞之間的土體結(jié)構(gòu)。噴射灌漿的壓力控制和漿液選擇一定要根據(jù)大壩實(shí)際的施工材料和結(jié)構(gòu)致密程度進(jìn)行。在進(jìn)行噴射灌漿整治時只需要確定輸水涵洞的隱患部位就可進(jìn)行具有針對性的高壓噴射處理工作。但是,其明顯的缺陷是對大壩土質(zhì)的要求極為嚴(yán)格,僅僅被適用于沙土質(zhì)或淤泥土質(zhì)中,而一些黏性較大的土質(zhì)壩體則應(yīng)用效果不明顯,還容易導(dǎo)致大壩整體的工程質(zhì)量問題,噴射灌漿完成后難以形成結(jié)構(gòu)均勻的黏土板墻或泥結(jié)石墻體。因此,這種工藝方法是難以在水庫土壩壩內(nèi)輸水涵洞滲漏水問題整治中得到推廣與應(yīng)用。
  3 結(jié)束語
  據(jù)數(shù)據(jù)分析表明,水庫土壩的破壞主要來源于水和其他外力的侵襲以及土體強(qiáng)度的不足,其中滲流產(chǎn)生的壩體破壞占主要比例且造成的后果最為嚴(yán)重。由于我國水利工程水庫建設(shè)中部分輸水涵洞或涵管作為工程的排水建筑設(shè)施,運(yùn)營過程中屬于組織維修將導(dǎo)致大多數(shù)輸水涵洞存在滲漏水問題,使得水庫大壩難以為系正常的使用功能且藏有安全隱患。筆者認(rèn)為,對土壩壩內(nèi)輸水涵洞漏水的處理應(yīng)主要加強(qiáng)對大壩的前期維護(hù)的管理工作,如已發(fā)現(xiàn)問題則應(yīng)根據(jù)具體情況區(qū)別對待,采用具有針對性的專項(xiàng)整治處理方案,以確保水庫土壩的正常使用與安全運(yùn)營。
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