浅谈小型水库中常见的几种除险加固技术

冯家团

(新疆阿勒泰地区水利水电勘测设计院 836500)

目前已经运行几十年的小型水库，多兴建于20世纪五六十年代，受当时社会经济技术等各方面因素制约，隐患重重。常见问题如下:低容量的水库防洪调度，大坝有塌方等危险，或坝体坝基已经漏水等。其结果是:平时不能正常调节径流，无法发挥其应有的兴利作用，水库病险严重时还可能引发洪水灾害，威胁人民的生命安全，造成严重经济损失。所以，对小型水库进行除险加固，其目标在于提高其防洪和兴利能力，保证水库安全运行，在保障下游人民群众的生命和财产安全的前提下，提高水资源开发利用水平，这也是社会经济建设的必然要求。

1 小型水库常用除险加固技术

1.1 土石坝滑坡加固技术

一般小型水库的大坝是土石坝，加固目标是增加其强度和稳定性。此前需要进行滑坡勘探、土工试验及观测工作等分析滑坡原因，找出造成土体失去平衡发生相对滑移的滑动力大于抗滑力的最大影响因素，然后据此选取加固技术。土石坝滑坡加固方法一般为:修整坝体坝基的自然环境，例如:清理有安全隐患的树根、蚁穴、泉眼等，或者在滑坡坡脚增设堆石体防止滑动，放缓坝坡消除边坡过陡影响，清淤排水，夯实裂缝。

1.2 土石坝坝体灌浆加固技术

在小型水库的除险加固工程中，灌浆是最常采用的一种技术，主要有以下四种类型:

1.2.1 高压旋喷灌浆

用高压泵将配制好的浆液，通过注浆管经喷嘴喷出高速高压的射流，借以切削和破坏原土层结构，使浆液和土颗粒充分混合，经过凝固和硬化后改善原有地基土体的密实度和承载强度。其特点是:施工限制条件少，降低实施的难度，设备简单，施工工序少，而且对黏性土、砂土等软基处理适用性广。但很可能对环境造成污染，而且不能应用于泥浆无法凝固的土质，造价也高于传统的帷幕灌浆技术。

1.2.2 帷幕灌浆

将一定的材料配制成浆液，用压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其扩散、胶凝或固化，从而显著改善岩基的完整性和密度，在地下形成阻水帷幕，增加渗流水的垂直渗径，消减渗流水压力，减小坝体扬压力，增加地基的渗透稳定性。而且其成本不高，工艺简单。

1.2.3 充填式灌浆

此技术中浆液被引入到坝体的方式，是利用自身重力由上而下将坝腔空洞、蚁穴等缝隙堵塞密实，形成一个单一封闭的整体，以提高大坝防渗能力。当坝体存在局部裂缝及洞穴时可按充填灌浆进行除险加固处理。

1.2.4 劈裂式灌浆

指向不稳定的堤段造孔并向孔内压注浆液，加上浆液自重，劈开坝体，使堤体沿轴线方向形成一道或数道黏土帷幕，幕墙两侧土的密度都会增大，达到消险固堤的作用。对坝体质量较差的土坝，优先考虑用劈裂灌浆。此方法在所需投资、见效速度、设备操作等方面优于其他技术，并且在坝体和坝基的结合面防渗作用突出，但需要有优良的施工工艺保证灌浆的质量，才能在工程实际中达到预期的效果。

1.3 坝体和坝基的密实加固技术

1.3.1 新建坝

碾压法和振冲压密法是加固坝体的主要技术。深层搅拌法、振冲压密法、强夯法、排水砂井分期填筑法、化学灌浆法、换填法等则用于坝基的加固。

1.3.2 已建坝

振冲法是最广泛使用的技术。在加固由软弱土质(砂性土或是黏性土)筑成的坝体时，此技术表现突出。针对黏性土坝基，深层搅拌法是另一种不错的选择。需要说明的是，当坝基和坝体都出现密实度问题的时候，尽量选用同一种方法。

1.4 土工合成材料加固技术

土工合成材料是一种理想的新工程材料。例如:土工织物应用于排水、过滤、隔离、加筋、侵蚀控制和防护等;土工格栅应用于加筋;土工网应用于液体和气体的输送;土工复合材料是用两种以上土工合成材料经人工组合的复合体，应用于排水、截水及加筋等。工程加固中，常在需要防渗处理的坡面上铺设复合土工膜，再铺设砂垫层和混凝土，防渗效果较好。

2 小型水库除险加固的工程处理措施

2.1 主体工程的除险加固

小型水库的主体工程主要指坝体培厚及防浪墙工程、坝基及坝体防渗处理工程、输水隧洞改扩建工程。坝体培厚地点依据大坝上下游地形条件和库水位情况决定，例如:当库水位可降低、坝体存在渗漏问题时，选择上游黏土斜墙培厚加高坝体。在防渗处理工程中，充填式灌浆和劈裂灌浆是坝体加固常用技术，而高压旋喷灌浆及帷幕灌浆是坝基加固主要技术。密实加固技术常应用在坝体上游坡，例如:铺设复合土工膜。输水隧洞改扩建工程常见的是重新进行水力设计和结构改造。

2.2 土坝裂缝的除险加固

2.2.1 裂缝宽度不大且无增大趋势

使用砂壤土从裂缝的开裂处进行灌入，并且进行捣实。对于一些承担着较为重要的防洪功能的小型水库，一般应当进行挖槽并且保证深度在裂缝以下的0.3m处，再进行回填，能够获得更为理想的加固效果。

2.2.2 裂缝深度较深且宽度较大

在裂缝停止发展之后采用梯形断面开挖回填的方式，在回填时要对台阶进行处理，以此保证完整的梯形断面，使得回填料能够与坝体本身形成紧密的结合。

2.3 土坝滑坡的除险加固

应根据滑坡产生的原因和具体情况，采用如下除险加固措施:上部减载，下部压重、开挖回填、清除滑坡体、加培缓坡、加大阻滑力，以降低浸润线和坝基渗透压力。在实际工程中这些方法需要综合使用。需要注意的是，在处理滑坡阶段进行填土时，最好不要采用碾压法施工，以免因坝体固结沉陷而开裂。对于滑坡主裂缝，一般不宜采取灌浆方法处理。

2.4 泄水、输水建筑物的除险加固措施

2.4.1 溢洪道除险加固

采用非常溢洪道，处理加坝困难、溢洪道开挖量大等问题，确保主坝绝对安全。将小型水库的泄洪闸全面改建为溢洪道，使小型水库在水位达到一定程度的时候自由泄洪。

2.4.2 放水涵除险加固

利用套管技术，处理涵管破坏性断裂，解决涵管漏水和强度问题。利用表层取水技术，处理涵管、启闭闸门，解决闸门漏水，改善管内水压状况，延长涵管使用用寿命。

3 结语

对小型水库进行除险加固，就是为了达到规范要求的防洪标准和消除工程的隐患，从而更好地发挥其经济和社会效益。在除险加固工程中，除险加固技术对工程施工起着主导性作用。本文总结的以上几种常见除险加固技术，有着各自的原理、施工工艺、优缺点和适用性。因此，在工程实际应用中，必须在对工程的水文、地质等条件进行充分考虑的基础上，根据不同的坝型、坝基和病因情况，科学、合理、经济地选择工程措施，从而达到既能使水库正常运行，又能减少工程造价的目的。另外，随着除险加固技术与工艺的不断发展，新技术、新工艺的不断产生和提高，小型水库的除险加固工程将会不断取得进步与完善。★

1 张德忠．小型水库除险加固工程存在的问题与对策［J］．科技与生活，2011(05)．

2 李朋隆．关于水库除险加固问题的探讨［J］．中国科技博览，2011(05)．

3 王子昆．关于小型水库除险加固设计存在问题的研究［J］．商品与质量:建筑与发展，2012(3)．

4 吴强，石峰，陈龙．小型水库除险加固应注意的问题与质量控制［J］．长江工程职业技术学院学报，2009，26(3)．

5 刘鑫．浅谈小型水库工程的除险加固设计［J］．大观周刊，2011(22)．

6 刘广财，刘英丽．小型水库除险加固的几点建议［J］．水利科技与经济，2003，9(1)．