吳偉民

(福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建?永安?366000)

1 概 述

某水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼有發(fā)電效益的小(1)型水利工程，樞紐工程主要由均質(zhì)土壩、側(cè)槽溢洪道、壩下輸水涵管(涵)等建筑物組成；最大壩高35.00 m，校核洪水位為513.91 m，相應(yīng)庫(kù)容為729.90萬(wàn)m3；正常蓄水位512.50 m，相應(yīng)庫(kù)容680.00萬(wàn)m3；死水位488.30 m，死庫(kù)容9.52萬(wàn)m3，灌溉面積873.3 hm2。

該水庫(kù)始建于1965年，1972年6月樞紐工程完工并投入使用。受制于當(dāng)時(shí)的資金、設(shè)計(jì)與施工水平等因素，水庫(kù)建成后漏水較嚴(yán)重。1983年、1984年，曾先后兩次用黏土和水泥黏土混合漿對(duì)壩體進(jìn)行灌漿。1996年，在大壩迎水坡進(jìn)行過土工膜鋪筑。2001年，對(duì)右岸溢洪道首段山坡上部進(jìn)行削坡。2007年5月，對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行安全鑒定，評(píng)價(jià)為三類壩。

2010年9月，經(jīng)主管部門批準(zhǔn)，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。主要加固內(nèi)容為：

(1)在壩軸線處進(jìn)行一排三管高壓旋噴灌漿，孔距1 m；在壩基接觸面進(jìn)行兩排三管旋噴灌漿蓋座，其中一排與壩體旋噴孔重合，另一排在上游側(cè)，兩排間距1 m；壩基在軸線上游0.5 m處進(jìn)行一排帷幕灌漿，左岸沿防汛路向上游延伸20 m，右岸向山體延伸16 m。

(2)大壩迎水坡及背水坡高程506 m以下砌石護(hù)坡局部翻砌，背水坡高程506 m以上新增砌石護(hù)坡，壩頂新增C25混凝土硬化路面。

(3)溢洪道溢流堰基礎(chǔ)進(jìn)行1排單管高壓旋噴灌漿，并與主壩三管旋噴灌漿銜接；溢洪道右岸邊坡削坡掛網(wǎng)噴混凝土加固。

(4)溢洪道側(cè)槽底板拆除重建，溢流堰面及側(cè)槽右邊墻采用C20混凝土護(hù)砌。

2015年10月、2021年3月，先后兩次委托第三方對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行安全鑒定，均評(píng)價(jià)為二類壩。

2 存在的問題及原因

2.1 存在的問題

(1)大壩背水坡左側(cè)高程497 m的壩體(馬道)與岸坡交接部位，高水位時(shí)仍然存在涌水，邊坡被沖壞。

(2)大壩背水坡右側(cè)高程497 m的壩體(馬道)與岸坡交接部位，常年存在涌水。

(3)側(cè)槽與泄洪洞交界處左側(cè)邊墻存在貫穿裂縫，高庫(kù)水位時(shí)形成射流；溢流堰上游局部砂漿剝落；泄槽段內(nèi)存在土方及碎石。

(4)涵洞進(jìn)口斜拉閘門關(guān)閉不嚴(yán)；放水通氣管、交通橋欄桿表面生銹；壩后量水堰位置過高，不能收集和量測(cè)滲水。

由于上述病險(xiǎn)情的存在，2021年起該水庫(kù)已被限制水位運(yùn)行，工程效益受到嚴(yán)重影響。

2.2 原因分析

(1)大壩背水坡左側(cè)高程497 m壩體與岸坡交接部位的涌水。1983—2010年的4次除險(xiǎn)加固均是針對(duì)壩體、壩基滲漏進(jìn)行的。對(duì)壩體的地質(zhì)勘探成果表明，壩體經(jīng)多次注漿后，灌漿中心線附近土體密實(shí)，壩體防滲帶防滲效果良好，達(dá)到微～極微透水性。壩基巖體裂隙發(fā)育，裂隙以微張～張開狀為主，存在壩基滲漏和左壩肩繞壩滲漏問題。2010年除險(xiǎn)加固時(shí)，左岸壩基的帷幕灌漿為沿防汛路向上游延伸20 m設(shè)置(見圖1)，沒有采用截?cái)酀B漏的措施，故判斷該部位的涌水為繞壩滲漏造成。

(2)大壩背水坡右側(cè)高程497 m壩體與岸坡交接部位的常年涌水。地質(zhì)勘探成果表明，右岸背水坡497.00 m馬道上方發(fā)現(xiàn)寬度約0.5 m、長(zhǎng)度約7.0 m含3處滲漏點(diǎn)的潮濕帶；在水庫(kù)限制水位運(yùn)行(497.00 m高程以下)后，滲水潮濕帶依然存在。因此，滲漏與水庫(kù)水不存在水力聯(lián)系，故判斷主要是大壩右側(cè)山體基巖風(fēng)化裂隙水、構(gòu)造裂隙水上涌出露所致。

(3)側(cè)槽與泄洪洞交界處左側(cè)邊墻存在貫穿裂縫，高庫(kù)水位時(shí)形成射流，溢流堰上游局部砂漿剝落。上游翼墻(壩體與側(cè)堰之間擋水段迎水面)與溢洪堰側(cè)墻均為漿砌塊石結(jié)構(gòu)，砌體上部為干砌(未見漿砌痕跡)，中下部疑為混合砂漿砌體，翼墻與溢洪堰側(cè)墻坐落于基巖～殘坡積砂質(zhì)粘性土層之上。地基土層已發(fā)生較明顯壓縮變形，導(dǎo)致裂縫發(fā)生。故地基承載力小、翼墻防滲性能差、壩體結(jié)構(gòu)松散是庫(kù)區(qū)高水位時(shí)出現(xiàn)溢洪洞洞口附近段滲漏濕面和射流的主要原因。

3 應(yīng)急除險(xiǎn)加固方案

3.1 左岸壩基帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿

左岸壩基設(shè)兩排帷幕灌漿軸，一排帷幕灌漿軸線布置在原壩體帷幕灌漿軸線處，間隔插入2010年帷幕灌漿孔之間；另一排帷幕灌漿軸線布置在前一排的上游側(cè)，兩排帷幕灌漿的排距為1.5 m、孔距為2.0 m，灌漿孔成梅花形布置。帷幕灌漿深度為深入相對(duì)隔水層3～5 m，帷幕左端延伸到最高庫(kù)水位與相對(duì)不透水層相交點(diǎn)位置(向左岸山體延伸20 m)，右端伸入壩體20 m。

3.2 泄水建筑除險(xiǎn)加固

泄水建筑除險(xiǎn)加固的思路從“恢復(fù)翼墻防滲能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、提高壩體結(jié)構(gòu)密實(shí)度、增加壩基的承載能力和抗?jié)B性”等幾個(gè)方面入手。

(1)擋水翼墻、側(cè)墻及溢流堰迎水面采用C30鋼筋混凝土襯砌，厚度為20 cm，利用錨桿將混凝土防滲體與原砌體固定，鋼筋混凝土襯砌中布設(shè)溫度鋼筋。C30鋼筋混凝土襯砌防滲面板每隔10 m設(shè)1道伸縮沉降縫，縫中設(shè)止水。

(2)在鋼筋混凝土襯砌防滲體層的迎水側(cè)，設(shè)置C30混凝土鋪蓋，混凝土鋪蓋同時(shí)兼做單管高壓旋噴灌漿平臺(tái)，鋪蓋寬1.8 m、長(zhǎng)74.7 m、厚0.5 m；混凝土鋪蓋每隔10 m設(shè)1道伸縮沉降縫，縫中設(shè)止水。在鋼筋混凝土鋪蓋的庫(kù)區(qū)側(cè)1.0 m處，布置單排單管高壓旋噴帷幕灌漿，孔距為0.5 m，灌漿深度10.0 m。上游翼墻加固如下所示(見圖2)。

(3)壩體采用三管旋噴補(bǔ)強(qiáng)灌漿，灌漿軸線布置在原壩體帷幕灌漿軸線處，間隔插入2010年帷幕灌漿孔之間，灌漿孔距1.0 m，灌漿范圍長(zhǎng)20 m，灌漿孔深度至壩基面。

此外，在大壩右岸壩頂及溢流堰上游分別設(shè)置1個(gè)限高限寬門及限重標(biāo)識(shí)牌，限制重型車輛通行。

3.3 大壩局部改造加固措施

對(duì)于右岸497 m高程處馬道上部泉眼的處理主要采取引排措施，在3處滲漏點(diǎn)的潮濕帶部位開挖壩體，新建集水井。集水井內(nèi)徑φ1.0 m，井壁為C15無(wú)砂混凝土，壁厚0.5 m，井內(nèi)自下而上分層填入中細(xì)沙、粗砂、碎石，并設(shè)置φ110 mmPE排水管將滲水導(dǎo)出。在導(dǎo)出管口設(shè)置量水堰，計(jì)量泉眼出流量(見圖3)。

4 結(jié) 語(yǔ)

20世紀(jì)50～70年代修建的小型水利工程，因?yàn)槭苜Y金、設(shè)計(jì)與施工水平的影響，不同程度都存在一些問題；有些問題雖經(jīng)多次處理，效果仍然不理想，成為了“疑難雜癥”。本文以實(shí)際工程為例，就其存在的繞壩滲漏、山體基巖風(fēng)化裂隙涌水、泄水建筑物綜合質(zhì)量問題等主要病險(xiǎn)情，針對(duì)性地采取應(yīng)急除險(xiǎn)加固措施，達(dá)到良好的成效，對(duì)類似工程有一定的借鑒意義。