水库土坝加固工程设计探讨

□李天群(贵州省水利水电勘测设计研究院)

灌浆的原理是这样的，由灌浆机产生一定的压力，把配合好的浆液灌进土层或建筑物的空隙、裂隙或孔穴中，以达到防止渗水和固结的作用。对土坝坝体实施灌浆，可以分为充填式灌浆和劈裂式灌浆两种。充填式灌浆是利用浆液的自身重量，将浆液注入坝体的空隙、裂隙或孔穴等隐患处，进而对之实施堵塞；劈裂式灌浆是运用坝体坝应力分布规律，施以一定的外压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，改善土坝的应力状况。以上两种方法，都是通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重新分布，提高坝体的稳定性和坚固性。

1.工程基本情况

以一水库为实例，该水库土坝工程集雨面积3.4 km2，总库容180万m3，枢纽建筑物主要有大坝、溢洪道等。由于人们已经充分认识到管理出效益的道理，所以都把约节水灌溉技术当作水库管理和发展的重要环节来抓。在实际运用中，喷灌技术、滴灌技术、微喷灌技术、渗灌技术等许多新的灌水技术，在实际灌溉过程中，由于缺乏良好的技术管理措施，所以其节水效益并不明显，其技术潜能，不能得到充分的发挥，因此，在实际灌溉中甚至根本无法大面积推广。目前，在园林喷灌系统方面，除了有的高尔夫球场采用自动控制外，其他类型的灌溉系统，大多还是凭借人工经验操作。但是，近年来，人们对草坪的建设越来越重视，草坪面积大幅度发展，草坪灌溉需要水，对草坪实施科学灌溉和依靠管理人员的实践经验灌溉，往往得不到有效的结合，水源只能转而向水库索取，加大了水库蓄水的压力，对水库防漏加固工艺和流程提出了更高的要求。

2.高压喷射灌浆施工工艺

2.1 钻孔

钻机是人工操作，工作十分繁琐。一个钻机员只能管理1个钻机，导致容易出错、管理费用高。虽然有巡查员监督，但人工巡查的覆盖率小、频率低，不能够解决钻机的问题。钻孔分序都是由同样的钻机员完成，管理层无法核证实际应钻孔深度。

2.2 高喷

现代智能控制技术可以为工业过程控制提供多种流程贯通一气的方法和技术。例如∶零库存方式，其作用在于消除库存中的无效和浪费，根本去除库存的停顿；准时方式，其作用在于消除衔接时的等待，使两个不同环节实现无缝衔接；工业配送方式。其作用在于把物流过程直接延伸到用户，消除了用户门前的“1Km”停滞和等待；看板方式，其作用在于通过简单的信息传递方式，消除生产环节之间的停滞、等待和错误，同时增强企业的全员参与意识，以上功能都可以通过智能控制实现

2.2.1 三重管法旋喷施工方法

主要是：用于数据采集。数据采集可以用计数器累计记录采集到的脉冲数，并定时地转存到数据寄存器中。数据采集也可用A/D单元，当模拟量转换成数字量后，再定时地转存到数据寄存器中。PLC还可配置小型打印机，定期把DM区的数据打印出来。PLC也可与计算机通信，由计算机把DM区的数据读出，并由计算机再对这些数据作处理。这时，PLC即成为计算机的数据终端。电力部门曾使用PLC实时记录用户用电情况，以实现不同用电时间、不同计价的收费办法，鼓励用户在用电低谷时多用电，达到合理用电与节约用电的目的。

2.2.2 用于进行监控

灌浆后不久，在坝顶挖槽检查劈裂灌浆的效果，被劈裂坝体粘土充填均匀密实，又经过一个雨汛期观测，原来漏水点得到封堵，大坝下游面也没有发现新的漏水点，坝体劈裂灌浆达到了预期的效果。

3.大坝加固处理设计

3.1 坝体加高陪厚设计

坝坡稳定复核存在两个主要的问题∶第一，坝坡稳定复核使用范围不够，大部分车位未被纳入信息化管理的系统;第二，坝坡稳定复核的技术限制。现有坝坡稳定复核的可靠度并不高，比如坝坡稳定复核覆盖不好，还受天气影响，导致数据不能实时上传。电池容量也小，不适合全天收费;而且仍然依赖高防浪墙，并不能对背水坡和坝迎进行管理。

3.2 防渗处理设计

3.2.1 坝体渗漏复核

首先，我们一起来了解一个常识问题，就是什么叫自动化系统。通常机器或装置在无人干预的情况下，按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，叫自动化控制。自动化控制的要害有两点，一是没有人直接参与，二是通过一种叫PLC的控制器自动完成生产过程。设备PLC能完成自动控制，称为控制器。被控制的设备或机器，称为被控对象。被控对象和控制器一起，构成自动控制系统。各种自动控制装置，根据各自执行的具体任务而有别，但其实质东西基本相同，不外乎都是对被控对象的某些物理参量进行控制，使被控对象自动保持其应有的运行规律。

要实现用自动控制代替人工控制，那么，自动控制系统中必须同时具备三种能代替操作人员的因子或称机构。这三种机构是：测量机构，用来测量被控量。比较机构，用来比较被控量与给定值，得出误差，按照误差的性质做出控制动作。指令机构，因为在人工控制中，只要操作人员心中有数，或者说凭经验，就可准确地完成动作，但在自动控制中，要先将人的经验进行量化，这就是通常说的给定值问题，把这个量化的给定值输入控制系统，叫输入指令。有了这3个机构，基于PLC控制的智能工业过程控制自动化，就能在实际中得到广泛的应用了。

3.2.2 坝体与坝基防渗技术设计

坝身与坝基防渗技术，需要经过经济的、技术的多种方案的比较后才能确定，通过长期的实践证明，采用以劈裂灌浆加高压喷射灌浆的综合处理方案比较经济实用。

3.3.2.1 灌浆范围

通过管理灌浆布置和高压喷射灌浆，完成不同面值的河床基岩面的发行，也可完成对土坝防渗的防渗体系。通过手持式数据采集机可以定期读取高喷灌浆内储存的数据记录以及对高喷灌浆进行数据下载（如改变垂直防渗体系等）。为了推行定点执勤方式，需要制定相应的法律法规，对驾驶员不按规定停车的行为进行处罚，做到有法可依，且要加大力度推行定点执勤方式。定点执勤不表示车管员不需要走动，而是尽量避免在路面上进行停车管理，解决掉安全隐患和管理问题。通过管理计算机可以读取手持机内存贮的数据记录以及对手持机下载数据，这样管理计算机就可以进行定期结算及对整个河角水库的防渗体系等。

3.3.2.2 喷射方式的选择

表示一定时期的经营成果和一定时日的内容，一般它是用本币来表示的，因此，外币交易也必然将外币计价的资产和负债换算成本国货币。跨国公司在国外设立子公司进行经营活动，要全面、真实、完整、综合地反映跨国公司总体的状况和经营成果，母公司就必须将国外子公司的报表和母公司的报表进行合并，编制整个跨国公司的合并报表。对于高压喷射灌浆方式，同样需要通过技术及管理手段的配合达到优化水库土坝加固工程设计的目的，技术手段保证车管员能够及时发现违法、违章行为，管理手段则保障水库土坝加固能够按照定点停车管理方式进行水库土坝加固但由于国外子公司的报表通常是用当地货币计算、编制的，所以在编制合并报表以前，母公司必须先把国外子公司用外币计量的报表转换为用母币(即母公司的报告货币)计量的报表，即用本国货币表示的报表，这一过程就是外币报表的折算过程。但是，由于折算时所使用的汇率不同，在账面上就会产生损益差异，这就是我们所说的会计风险或折算风险。

通常，为了保证在各种不利因素综合出现时仍能保证坝体的施工连续性和坝体结构的稳固性，同时还要满足以上设计要求，经多方测算，劈裂、高喷灌浆的孔距，以3 m和1.5 m为宜。

4.结论

对水库土坝工程实施加固，要严格按照施工工艺流程、安全措施和方法要求进行，工程质量要落实到班组和岗位，施工安全要责任到人，就是要措施到位，责任到人，确保人民群众生命和财产的安全，发挥水库应有的功能和效益。

[1]许启云.劈裂灌浆技术在某水库土坝加固中的运用[J].D am and Safet y，2010.04.

[2]王兆武.劈裂式灌浆在石门沟水库土坝加固中的应用[J].农田水利，2008.06.

[3]韦恩斌.石头湾水库土坝加固方案的选定[J].广西水利水电，2002.01.