張 欣

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院地質(zhì)勘察研究所，烏魯木齊 830000)

1 地質(zhì)勘察作業(yè)的意義

為了響應(yīng)國家的政策號召，地方政府聯(lián)合水利部門開展了相關(guān)的工程勘察工作，以確定現(xiàn)有水利設(shè)施的使用狀態(tài)。工程勘察過程中，可發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)水利項目作業(yè)存在的弊端，顯現(xiàn)了地質(zhì)勘察作業(yè)的現(xiàn)實意義。

1.1 水利建設(shè)問題

總結(jié)水利水電建設(shè)的主要問題，集中表現(xiàn):①前期工作不足，某個水利項目正式動工前，工程單位缺乏必要的準(zhǔn)備工作，尤其是地質(zhì)勘測不全面，誤導(dǎo)了后續(xù)施工方案的制定;②地質(zhì)病害普遍，由于水電站所處地方條件的特殊性，洪災(zāi)、地震、泥石流等災(zāi)害時常發(fā)生，破壞了水電站建筑設(shè)施的完整性;③管理工作落后，對于已經(jīng)建成的水電站，水利部門缺少足夠的維護措施，渠道、廠房等設(shè)施病害率高，阻礙了水力發(fā)電生產(chǎn)的有序進行[1]。

1.2 地質(zhì)勘察作用

水力發(fā)電是社會電能供輸?shù)闹饕獊碓?，興建水電站是保證地區(qū)供電正常的基本條件，這些都依賴于水利水電工程的可持續(xù)建設(shè)。受到主客觀因素的限制，我國水利工程建設(shè)還處于相對落后階段，水電站項目改建依舊達不到預(yù)定的成效，水資源總體利用率偏低。為了改變傳統(tǒng)水利項目建設(shè)的現(xiàn)狀，新時期水利部門倡導(dǎo)把地質(zhì)勘察工程融入水利水電建設(shè)中，這一方案起到了多方面的工程作用。例如，經(jīng)過詳細的地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)，可以提前發(fā)現(xiàn)水電站所處區(qū)域的地質(zhì)特點，掌握地質(zhì)病害發(fā)生的規(guī)律，項目施工前做好充分的抗病害準(zhǔn)備。

2 水利工程地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)的主要問題

我國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟收益正處于快速增長階段，與經(jīng)濟事業(yè)相配套的基礎(chǔ)工程得到擴建，水利工程改建是現(xiàn)代化中不可缺少的內(nèi)容。鑒于水利水電項目的重要地位，國家要求地方水利部門做好日?？辈炫c維護工作，及時掌握水電站的工作狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)場勘察所得的結(jié)果，總結(jié)出以下3方面主要問題。

2.1 地質(zhì)方面

水文地質(zhì)是目前水利工程面臨的主要問題，水文運動規(guī)律變化導(dǎo)致地面層出現(xiàn)異常變化，同時引發(fā)了諸多的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象[2]。參考水利工程勘察結(jié)果，30%以上的地質(zhì)病害來源于水文運動，地下水流動產(chǎn)生巨大的力學(xué)作用，破壞了水電站地質(zhì)層的穩(wěn)定性。例如，滑坡是水電站圍擋結(jié)構(gòu)比較多發(fā)的病害，在水庫堤壩周邊建造的支護坡度中，極易受到地質(zhì)作用而發(fā)生滑坡現(xiàn)象。滑坡既能破壞土地層的牢固性，坡度滑移也引起了周邊設(shè)施的病害。

2.2 設(shè)施方面

勘察發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)大部分水電站均面臨著不同情況的病害，這些病害主要發(fā)生于水利設(shè)施的主體結(jié)構(gòu)，以及建筑物的基礎(chǔ)層。例如，廠房是水電站的主要生產(chǎn)區(qū)域，勘察發(fā)現(xiàn)廠房建筑均有不同程度的裂縫現(xiàn)象，廠房墻體基礎(chǔ)部分有明顯的沉降問題，這些都是由于地質(zhì)條件變動引起的結(jié)構(gòu)性病害。另外發(fā)現(xiàn)，隨著水利水電運作規(guī)模的擴大，廠房病害率也越高，大型、超大型水電站廠房病害率達40%以上，但受損程度不一。

2.3 防護方面

正常條件下，水電站處于24h發(fā)電作業(yè)狀態(tài)，高強度運行也使得水利渠道工程有所耗損，水工建筑物整體性能指標(biāo)下降，造成大量水資源浪費。這是由于水利渠道長時間處于供輸水狀態(tài)，渠道四壁承載的水流量較大，混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)滲漏問題。滲漏降低了渠道供輸水的效率，水資源耗損率普遍上升;大面積滲漏基本破壞了渠道的水利性能，進一步引起更為嚴重的裂縫病害，這些都是破壞水利設(shè)施功能的主要因素。

3 基于地質(zhì)勘察的水利施工方法

水利水電工程是社會現(xiàn)代改造的主要項目，不僅關(guān)系著區(qū)域水資源調(diào)配的利用效率，也決定了一個地區(qū)的總體發(fā)電生產(chǎn)效率。在施工地質(zhì)工作中發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)條件對水利工程產(chǎn)生的破壞性，主要集中在渠道、廠房、邊坡穩(wěn)定3個方面，這些結(jié)構(gòu)發(fā)生病害嚴重影響到了水電站的作業(yè)性能，不利于水利水電設(shè)施改造的有序進行。結(jié)合現(xiàn)有的水利施工技術(shù)條件，筆者通過自身的有限經(jīng)驗，針對這些病害提出幾點可行的施工方法和治理方案。

3.1 渠道基礎(chǔ)及防滲

1)地基處理。在渠道防滲工程施工之前，應(yīng)進行科學(xué)的施工放樣，按照設(shè)計圖紙中的底腳線和渠口線進行結(jié)構(gòu)規(guī)劃，配合機械進行土方開挖，使得地基土的水分能夠在自然風(fēng)干狀態(tài)下得到降低，以保證土基的強度質(zhì)量，具體克服冬季凍脹的破壞效果。

2)混凝土的拌和。混凝土的拌合物需要具有與施工制備條件相協(xié)調(diào)的和易效果，盡量保證搗碎密實的前提下進行鋼筋結(jié)構(gòu)部件的搭配;利用機械振搗處理中，可選用較小的坍落度進行質(zhì)量水準(zhǔn)補充，爭取渠道防滲建設(shè)工程能夠順利進行。

3.2 廠房邊坡

1)大方量土方開挖。開挖采用反鏟，在高度方向從上至下分層開挖，一次開挖高度3 m，在上下游方向分段依次進行開挖，由下游向上游方向，嚴禁從中間開作業(yè)面掏挖。分層分段挖掘時用人工配合反鏟整修邊坡。同時加強測量控制，邊坡隨開挖隨成型，保持邊坡平順。確保開挖步驟符合現(xiàn)場的地質(zhì)條件要求，避免破壞地質(zhì)層結(jié)構(gòu)的牢固性。

2)護坡。邊坡預(yù)留20 cm的保護層，在大方量開挖完畢后，采用人工削坡，以保證設(shè)計輪廓線的形成和避免保留體受到擾動。為防止修整后的永久開挖邊坡遭受雨水沖刷，在邊坡修整驗收后，及時進行護坡施工。根據(jù)招標(biāo)圖紙及工程量清單，該邊坡防護型式為混凝土護坡，擬在邊坡開挖完成后一個月內(nèi)完成混凝土護坡施工。具體結(jié)構(gòu)按設(shè)計圖紙進行施工。

3.3 滑坡體治理

1)削坡。削坡是處理滑坡體病害的常用方式，主要施工:巖體受節(jié)理、裂隙切割，較為破碎，可能產(chǎn)生崩塌墜石、邊坡局部失穩(wěn)現(xiàn)象，可采取剝除“危巖”削緩邊坡頂部。對土質(zhì)滑坡體，削緩邊坡，減小滑動體厚度，以減小滑動力，注意對坡腳下部可能阻滑部分不可削減。邊坡高度較大時，可分級留出平臺，提高邊坡穩(wěn)定性。

2)抗滑擋墻。擋墻是目前較為廣泛的抗滑建筑物，借助于擋墻本身重量，支檔滑體的剩余下滑力，有抗滑片垛、抗滑片石竹籠、漿砌石抗滑擋墻、混凝土或鋼筋混凝土抗滑擋墻、空心抗滑擋墻(明洞)及沉井式抗滑檔墻等?，F(xiàn)場施工人員要注重每個環(huán)節(jié)的工藝安排，嚴格按照圖紙要求執(zhí)行施工操作，保證滑坡體得到有效的治理。

4 結(jié)論

水利水電工程是現(xiàn)代化建設(shè)的重點項目，搞好水電站建設(shè)對區(qū)域水資源調(diào)度起到了保障作用，同時也促進了我國發(fā)電生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)性。針對地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)的諸多問題，水利部門應(yīng)要求施工單位編制有效的處理方案，避免結(jié)構(gòu)性病害對水利項目造成的危害。此次經(jīng)過地基防滲、滑坡治理、廠房加固等方式，水電站設(shè)施整體功能得到了完善。

[1]范中原，孫云志，等.水利水電工程地質(zhì)勘測方法與技術(shù)應(yīng)用綜述[J].人民長江，2005，36(03):04－06.

[2]牟必偉.淺談中小型水利水電工程施工地質(zhì)工作[J].中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，2013(15):137－138.