水庫(kù)放水建筑物進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

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【摘要】我國(guó)的病情水庫(kù)數(shù)量眾多，分布廣泛。本文指出了近年來(lái)中國(guó)水庫(kù)主要病情與危險(xiǎn)；介紹了土壩灌裝工程的設(shè)計(jì)與研究情況；在加固和安全監(jiān)測(cè)方面對(duì)主要建筑物提出了一些建議。對(duì)于基層水利工程技術(shù)人員，為水庫(kù)病害情況的分析研究和加固設(shè)計(jì)工作提供了一些參考。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)；分析；加固

1概況

截止目前，中國(guó)已建成9萬(wàn)多座水庫(kù)，然而，由于歷史原因，中國(guó)的病態(tài)和危險(xiǎn)水源庫(kù)存量大，分布廣泛，危害更嚴(yán)重。不能正常運(yùn)行的壩，由于安全隱患的存在，有必要對(duì)這類大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固或重建，無(wú)法進(jìn)行修復(fù)的必須丟棄，以免造成垮壩影響生命安全。為了大大減少危險(xiǎn)水庫(kù)的數(shù)量，水利部已經(jīng)制定了加強(qiáng)國(guó)家危險(xiǎn)水庫(kù)的專項(xiàng)計(jì)劃。范圍主要針對(duì)水利部門監(jiān)督下的大，中，小型病害水庫(kù)，大型受影響城鎮(zhèn)及以上重點(diǎn)小型危險(xiǎn)水庫(kù)，重要鐵路干線最頂層此外，為了支持國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的順利發(fā)展，西部地區(qū)的一些小型，重點(diǎn)小型危險(xiǎn)水庫(kù)也被確定為加固工程的重點(diǎn)之一。

2壩基帷幕灌漿設(shè)計(jì)

1）灌漿范圍及灌漿孔布置。灌漿孔布置。在壩軸線上游1.2m布一排孔，孔距2.5m，造孔43個(gè)；材料。采用粘土漿灌漿，用粘土漿料灌漿應(yīng)使粘土粘度含量超過(guò)90％。

2）灌漿孔深。壩基注漿目標(biāo)是壩基的殘余，沖積土層與全風(fēng)化巖層，強(qiáng)風(fēng)化巖層，全風(fēng)化巖層和強(qiáng)風(fēng)化巖層之間的接觸帶。灌漿孔部分距離壩基線1米，距離巖石基礎(chǔ)相對(duì)不透水層。43個(gè)孔灌漿進(jìn)尺516m，造孔深1161m。

3）灌槳壓力。灌漿壓力按下式計(jì)算確定：P=P0+mh式中：P一灌漿壓力（孔口壓力）（Mpa）M——灌漿每升允許的壓力增加量（Mpa），取0.015Mpa/m。H灌漿段深度（m）

4）灌漿工藝設(shè)計(jì)。沿壩軸線單排布孔，不按順序，孔間距為2.5m;灌漿方法是套管法和全孔灌注相間灌漿法;灌漿不分序，相鄰的兩個(gè)孔或幾個(gè)孔同時(shí)灌漿，灌漿壓力大，漿料量足以促進(jìn)壩基的分裂。當(dāng)套管套管時(shí)，套管一般下降到壩基下方，然后鉆入套管內(nèi)的設(shè)計(jì)部分，然后在套管上的阻尼器后進(jìn)行壓力灌漿。在灌漿開始時(shí)，將漿液灌溉約5分鐘，并將泥漿比控制在約1g/cm3，然后將泥漿的比重增加至約1.5g/cm3。在每個(gè)孔灌漿幾次后，當(dāng)灌漿基本上不再灌漿時(shí)，將灌漿管上升至約lm并繼續(xù)灌漿。壩基灌漿達(dá)到最終灌溉標(biāo)準(zhǔn)后，將灌漿管提升到壩體內(nèi)，抬起灌漿管，對(duì)壩體進(jìn)行劈裂灌漿。對(duì)于僅在不進(jìn)行壩體灌漿的情況下進(jìn)行壩基灌漿的灌漿孔，當(dāng)壩基灌漿達(dá)到最終灌溉標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再次抽出管道，拔出灌漿管后，孔口填充厚漿料，漿料表面下沉，然后重新填充，直到漿料表面不下沉，最后回填壓實(shí)。

3壩體劈裂灌漿設(shè)計(jì)

劈裂灌漿是基于壩體的應(yīng)力分布，即壩體軸線上有一個(gè)小的主應(yīng)力面。此外，由于填充物的松散，小的主應(yīng)力很小（存在弱應(yīng)力）。在大壩頂部的壩線上安排灌漿孔，使用一定的灌漿壓力來(lái)切割壩體，在保持大量抽吸之后，漿料被部分填充并穿透灌漿孔周圍的松散土壤。沿著裂縫的部分裂縫被填充和擴(kuò)散，并且逐漸形成防滲幕墻。反復(fù)切割和填充后，壩體有相應(yīng)的屈曲回彈，在壩線附近形成縱向連續(xù)的防滲墻。不透水墻附近的大壩充滿了緊。

1）灌漿孔的布置。設(shè)二排孔。第一排孔和壩基帷幕灌漿孔設(shè)置在同一個(gè)孔中，制成43個(gè)孔，第二排孔設(shè)置在壩軸上。孔距為2.5m，造孔42個(gè)，共造孔85個(gè)。灌漿材料：采用粘土灌漿，粘土粘度含量大于90％。灌漿孔深。如果壩體和壩基灌漿孔設(shè)有相同的孔，則灌漿從下壩基灌漿面到孔口;如果壩體充滿灌漿孔，灌漿將穿透1米進(jìn)入壩基并上升到孔口。造孔85個(gè)，鉆孔深1，275m。

2）灌槳壓力。在土壩松動(dòng)的早期階段，泥漿主要被填充和滲透。之后，泥漿上升到壩頂，從底部到頂部形成灌漿墻。因此，松散土壩早期的壓力較低，中期壓力較大，后期壓力略低，這與灌漿過(guò)程有關(guān)。

3）灌漿工藝設(shè)計(jì)灌漿方法是在孔底部灌漿和全孔灌注的方法。在灌漿時(shí)，通常需要首先稀釋然后再稀釋，即用漿料開始漿料，打開壩，然后使用濃漿料。內(nèi)噼外不噼為原則。在填充河道通道段和彎曲段之前填充坡度。位移控制：通常，對(duì)于每次灌漿，壩肩的位移應(yīng)控制在1-2cm內(nèi)。裂縫控制：劈裂灌漿在3~5m深的擋土墻上進(jìn)行，以控制壩頂裂縫的發(fā)展。一旦在壩頂發(fā)生裂縫，其寬度應(yīng)控制在1-3厘米內(nèi)，長(zhǎng)度應(yīng)控制在20米以內(nèi)。它可以在每次灌溉停止后12小時(shí)內(nèi)反彈。一次灌漿量和灌漿次數(shù)控制：灌漿量和灌漿次數(shù)應(yīng)根據(jù)壩高和灌漿量確定。一般不少于5次，間隔約為5天，每次再輸注量約為10立方米。觀測(cè)要求：灌漿是定居服務(wù)設(shè)置位移觀察，每天定期觀察一次，加上臨時(shí)灌漿壩灌漿試驗(yàn)。灌漿期間孔口壓力的變化由特殊人員隨時(shí)記錄。好各項(xiàng)灌漿記錄，填表好相關(guān)表格。四大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)我國(guó)大壩安全觀測(cè)設(shè)施簡(jiǎn)單落后，僅進(jìn)行過(guò)短期觀測(cè)，且資料不連續(xù)，大部分設(shè)施現(xiàn)已年久失修，無(wú)法繼續(xù)使用。為確保大壩安全運(yùn)行，應(yīng)建立相對(duì)完整的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。就我國(guó)主要的病險(xiǎn)水庫(kù)的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)僅按常規(guī)監(jiān)測(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其具體觀測(cè)指標(biāo)如下：外部表面變形觀測(cè)；滲流觀測(cè)；水文、氣象觀測(cè)；

4小結(jié)

我國(guó)病情水庫(kù)庫(kù)數(shù)量多，分布廣，危害嚴(yán)重。大壩諸多除險(xiǎn)加固技術(shù)已經(jīng)在許多水庫(kù)中得以成功運(yùn)用，并且使眾多病險(xiǎn)水庫(kù)再次安全運(yùn)行，造福人民。但是，仍有許多方面需要不斷努力改進(jìn)。中國(guó)95％以上的水庫(kù)大壩都是土石壩，土石壩上游斜坡的加固非常普遍。采用混凝土預(yù)制塊護(hù)坡不僅可以適應(yīng)壩體的變形，而且可以保持壩體邊坡整齊美觀。采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡手冊(cè)計(jì)算的預(yù)制塊厚度大，施工不方便，形狀單一。建議對(duì)混凝土預(yù)制塊護(hù)坡成套技術(shù)進(jìn)行研究，提高我國(guó)土石壩護(hù)坡技術(shù)水平。作者簡(jiǎn)介：侯瑜，1998年生，男，大學(xué)本科生在讀，現(xiàn)就讀于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，水利水電工程專業(yè)。郭麗娜，1998年生，女，大學(xué)本科生在讀，現(xiàn)就讀于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，土木工程專業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳中如,沈長(zhǎng)松,阮煥祥.水工建筑物安全監(jiān)控理論及其應(yīng)用[M].南京:河海大學(xué)出版社,1990.

[2]趙斌.大壩安全監(jiān)控正反分析的新模型和新方法[D].南京:河海大學(xué)博士學(xué)位論文,1998.

作者:侯瑜 郭麗娜 單位:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院