葉祥君
(貴州省興義市水利局,貴州 興義 562400)
我縣大部分小(二)型水庫(kù),建于上世紀(jì)60年代末、70年代初,為充分利用當(dāng)?shù)夭牧?,?jié)省投資,檔水壩的型式都是土壩。受當(dāng)時(shí)技術(shù)人才缺乏,人力財(cái)力限制,建筑材料奇缺等因素影響,水庫(kù)普遍存在著防洪標(biāo)準(zhǔn)低,工程質(zhì)量差等問題;據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查、調(diào)查,全縣123座小型水庫(kù)不同程度的存在帶病運(yùn)行,特別是大壩滲漏水庫(kù)就占120座,由此可見土壩滲漏問題是相當(dāng)嚴(yán)重的。自2002年以來,上級(jí)及相關(guān)部門投入了大量的財(cái)力、物力,我鄉(xiāng)投入大量的人力致力于小型水庫(kù)病險(xiǎn)的除險(xiǎn)加固工作,在土壩滲漏處理技術(shù)方面進(jìn)行了很多有益的探討。
土壩滲漏的類型主要有:壩體滲漏、壩基滲漏、繞壩滲漏。就其原因分析:
一是筑壩土料差,如含有雜質(zhì),透水性大等,施工時(shí)碾壓不密實(shí);二是壩身單簿導(dǎo)致滲徑過短;三是壩下排水體堵塞失效或根本未設(shè)排水體;四是壩下原封堵漏洞漏水;五是白蟻在壩體內(nèi)筑巢產(chǎn)生危害。
清基不徹底或根本未清基,水庫(kù)建成后,不久便漏水。設(shè)計(jì)中未考慮截水槽,或者截水槽尺寸不符合要求,截水槽在運(yùn)用中被擊穿。
兩岸巖體破碎,節(jié)理發(fā)育、透水性大。建筑時(shí),岸坡未設(shè)截水槽,或截水槽深度不夠,碾壓不密實(shí),施工中岸坡開挖不符合要求,與岸坡結(jié)合不好。多數(shù)放水設(shè)施設(shè)于壩體內(nèi)部,沒有壓涵管,內(nèi)坡截流未做好。
對(duì)防滲體土料差、透水性大的心墻或均質(zhì)土壩,尤其是?。ǘ┬退畮?kù)的壩體滲漏,如當(dāng)?shù)厣杏羞m宜做防滲體土料的,可以采取在壩上游做粘土斜墻的措施,形成一道新的防滲體,對(duì)于較薄透水層的壩基滲漏,也能結(jié)合處理,這樣可達(dá)到既處理壩體、壩基涌漏,又節(jié)省投資的多重目的,但在此項(xiàng)工程施工中應(yīng)特別注意:基礎(chǔ)及兩岸結(jié)合面的處理要徹底;土料的各項(xiàng)指標(biāo)要符合筑壩要求;土料要分層碾壓夯實(shí)。只有這樣,才能保證處理達(dá)到預(yù)期效果。
對(duì)當(dāng)?shù)厝狈ψ銐虻恼惩亮匣虿荒芊趴账畮?kù)的土壩壩體滲漏,適宜采用壩體灌漿的方法來處理土壩壩體滲漏。土壩壩體灌漿分為充填式灌漿及劈裂式灌漿。一般來說,對(duì)性質(zhì)和范圍均比較明確的局部隱患采用充填式灌漿方法,而對(duì)于處理范圍較大,隱患部位不能完全確定的土壩壩體滲漏,如壩體出逸點(diǎn)過高,散浸等情況,則以采用劈裂式灌漿方法效果為好。
套井沖抓回填防滲墻的原理是:利用充抓式打井機(jī)(此種機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單),在壩滲漏的范圍內(nèi)原防滲體中鉆孔,然后用粘土分層回填(層厚25~30厘米),由鉆機(jī)的動(dòng)力和卷?yè)P(yáng)設(shè)備帶動(dòng)夯錘加以夯實(shí),形成一道連續(xù)垂直的截水墻,截?cái)鄩紊砘驂位臐B流,消滅水頭,達(dá)到防滲之目的。它具有防滲效果好,對(duì)原壩體有增實(shí)作用,施工簡(jiǎn)單,工效高,投資少,能直觀隱患等優(yōu)點(diǎn)。我認(rèn)為:
套井充抓回抓防滲處理土壩壩體及壩基滲漏效果顯著,應(yīng)予以肯定,尤其適合于處理我縣壩高均在15米以下的均質(zhì)土壩及心墻壩的壩體滲漏,而對(duì)于壩高15米以上的土壩滲漏,因施工難度大,處理效果難以保證,應(yīng)謹(jǐn)慎使用。
在確定處理方案時(shí),要做到細(xì)致的分析研究與論證工作,要多方面調(diào)查了解工程的存在隱患,當(dāng)?shù)卣惩翀?chǎng)儲(chǔ)存量情況,要充分考慮施工中可能出現(xiàn)的問題,有必要可先打1-3個(gè)試驗(yàn)井,以檢查原壩體各方面的情況,以利工程的施工,如發(fā)現(xiàn)壩體非常不密實(shí),塌壁現(xiàn)象異常嚴(yán)重時(shí),則要慎重對(duì)待,考慮改用其它處理措施。
沖抓施工前,庫(kù)水位應(yīng)盡早降低,一旦方案確定并審批立項(xiàng),在灌溉期過后,立即排放庫(kù)水,騰空庫(kù)容,以利壩內(nèi)水分的充分析出,防止或減少施工中可能出現(xiàn)的塌壁現(xiàn)象,減少施工難度,以保證回填質(zhì)量,達(dá)到預(yù)期處理的目的。
對(duì)于施工中很有可能出現(xiàn)塌孔,我們可采取奇偶孔相間造孔,二次沖抓回填的方法,是有效果的,只不過是增加了工程量,將增大投資。
對(duì)由于白蟻而造成的土壩滲漏的可采取沖抓回填毒土防滲墻的,在原壩體中形成一道連續(xù)的毒土防滲墻,起到阻斷橫穿壩體的白蟻通道及防滲之雙重目的。
對(duì)由于原有排水體失效或根本未設(shè)排水體而造成壩體浸潤(rùn)線,出逸點(diǎn)過高,滲流從壩坡逸出,壩坡面沼澤化的土壩,采取增做反濾排水體或者翻修原排水體,必要時(shí)可在外皮面做砂石導(dǎo)滲溝(槽)的處理辦法來降低浸潤(rùn)線,達(dá)到穩(wěn)定壩坡之目的,施工中應(yīng)注意反濾層級(jí)配的選擇,砂石導(dǎo)滲的型式,視滲漏范圍大小、輕重,采用“I、Y、W”型,這樣做無疑效果是良好的。
對(duì)由于下游坡過陡導(dǎo)致壩體滲徑不能滿足要求而造成壩體浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)過高的,必須對(duì)下游坡進(jìn)行加厚培坡。因?yàn)橄掠纹逻^陡,不僅可造成壩體滲漏,也存在壩坡穩(wěn)定問題,這個(gè)問題在小型水庫(kù)中比較普遍,如果采用培坡結(jié)合排水體外移方案,問題可得到徹底解決。
當(dāng)壩基滲漏較大時(shí),其滲漏出口易發(fā)生滲透破壞在“上截”方案,由于投資大或難以實(shí)施時(shí),采取在壩下滲水出露地段的適當(dāng)范圍內(nèi)做反濾壓滲,并且可以在其下部加做排滲暗管以增強(qiáng)排滲能力,從而有效防止發(fā)生滲透變形,保證壩基滲透穩(wěn)定。
堤壩白蟻對(duì)土壩的危害非常嚴(yán)重的,其主要表現(xiàn)它是能在壩體營(yíng)造直徑小至幾十厘米,大至數(shù)米的主巢體,并且在主巢體附近還分布有幾十至上百個(gè)大小不等的附巢(菌圃),以及主附巢間縱橫交錯(cuò)的蟻道等。在汛期高水位的情況下,庫(kù)水將通過這些蟻道及巢腔而造成散浸、管涌、跌窩、滑坡等險(xiǎn)情,嚴(yán)重的將導(dǎo)致潰壩決口,給人民的生產(chǎn)、生活造成損失。應(yīng)采取人工挖巢、藥殺、灌漿等方法,對(duì)全鄉(xiāng)存在隱患的水庫(kù)進(jìn)行治理,可取得較好的效果。
根據(jù)壩內(nèi)涵洞病害的成因,結(jié)合工程的實(shí)際情況,本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)的原則,對(duì)放水涵洞病害進(jìn)行處理。
原放水涵洞改換壓力管。當(dāng)壩高<5m時(shí),可采用人工或機(jī)械翻挖回填處理;原放水涵洞挖開改換壓力管,清理管基至基巖,沿管長(zhǎng)先做30~50cm厚的鋼筋混凝土管座,然后在管座上安放鋼筋混凝土壓力管,外包鋼筋混凝土,每隔8~10m設(shè)一道混凝土截水環(huán),鋼筋混凝土壓力管直徑一般≥30cm。
采用虹吸管法。壩高介于5~10m之間的大壩,可以采用虹吸管的方法,涵洞封堵方法同上,虹吸管可以采用抽氣式或補(bǔ)水式,先將虹吸管出口封閉,將管內(nèi)抽成真空或者用水泵將管內(nèi)注滿水,再打開出口即可放水。
土壩建成后,壩身和壩基都不同程度的存在一定的滲流,如果滲漏量超過允許范圍,則會(huì)發(fā)生管涌、流土等滲流破壞,直接危及到大壩和下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。因此對(duì)于滲漏量超過允許范圍的土壩必須查明滲漏原因并及時(shí)進(jìn)行加固處理非常重要。
通過以上多方面的探討、研究,并將部分方案應(yīng)用到實(shí)踐中去,這些方法費(fèi)省效宏,能達(dá)到預(yù)期的效果,有待于繼續(xù)用于各個(gè)水庫(kù)乃至樂安工程中去。
[1]陳曉霞.淺析均質(zhì)土壩快速施工及質(zhì)量控制[J].山西建筑,2010-01-10.