简析小型水库的主要几种除险加固技术

汤俊成

摘 要：我国众多小型水库的建设年代久远，由于受到当时施工技术、材料、后期维护等主观因素以及自然天气等客观因素的影响，小型水库在运行的过程中不可避免的会出现许多问题，影响其功能与作用的发挥，威胁下游人们的生命与财产安全。因此，为了解决上述问题，应该采取有效的除险加固技术进行处理，以此提高小型水库的使用能效，并延长其使用寿命。文章分析了小型水库的常见病害，并提出了小型水库的主要几种除险加固技术，以供参考。

关键词：小型水库；几种；除险加固技术

前言

全国有各类水库8.7万座，多为上世纪50-70年代所建，其中小型水库占大多数。小型水库通常由地方财政拨款建设，由于受各种因素影响，大量水库建设标准很低，且经多年运行，老化失修，导致很多小型水库在带病运行，也降低了水库的效益和防洪能力。小型水库的安全性，直接威胁下游人民群众的生命与财产安全。自2006年起，国家分批次利用中央和地方配套资金，计划用10年时间完成对小型水库进行除险加固。如何对小型水库进行除险加固已经成为当地政府以及社会各方面广泛关注的焦点，尤其是山区水库，在遇到大雨、暴雨等恶劣天气时，很容易导致小型水库大坝漫顶、坝体滑坡甚至垮坝等危险。我区共有小（1）、小（2）型水库除险208座，近几年大多已经除险加固。目前，小型水库除险加固工程被我省列为33项民生工程之一，固其除险加固工程技术的引起广泛重视。因此，文章针对小型水库几种常见除险加固技术的研究具有非常重要的现实意义。

1 小型水库的常见病害分析

1.1 壩体结构病害

导致大多数小型水库除险坝体结构病害的原因是原建设标准低，施工技术落后且年久失修。当小型水库出现此类病害之后，将会降低坝体的防洪能力，对于多数的均质土坝稳定性和坝基抗滑能力可能产生严重影响，可能导致坝体出现渗漏、滑坡、塌岸以及裂缝等问题，如果没有及时地采取有效的措施进行处理，将会导致严重的后果，威胁下游人民群众的生命财产安全。

1.2 坝体渗透病害

我国许多小型水库建设于上世纪五六十年代，由于受到当时施工技术、管理水平以及材料等因素的制约，甚至还有许多小型水库的施工方案是“摸着石头过河”，没有进行科学系统的论证和正规的设计规划，导致小型水库在建设的过程中就病体缠身，出现坝体渗透等问题，如没采取有效的措施进行处理，长期带病运行，病症不断发展扩大，随时可能导致垮坝。

1.3 小型水库的配套工程不完善

部分小型水库的放水涵为圬工结构，闸控无效，形成长流水，不能正常蓄水，兴利库容严重不足，水库不能充分发挥灌溉效益。有些小型水库的大坝上游没有防护护坡，浪坎陡立，受水浪冲刷严重，坝面杂草丛生，坡面变形严重。

2 小型水库的主要几种除险加固技术

2.1 土工合成材料除险加固技术

土工合成材料除险加固技术是一种新型的小型水库除险加固技术，土工合成材料是一种比较理想的工程材料。例如，土工符合材料是采用两种或者以上土工合成材料经过人工组合形成的复合体，应用于加筋、截水以及排水等；土工网主要应用于气体、液体的传输；土工格栅主要应用于加筋；土工织物主要应用于防护、侵蚀控制、加筋、隔离、过滤以及排水等。小型水库在应用土工合成材料除险加固技术时，应该根据小型水库的具体状况，采用合适的土工合成材料，然后在土工合成材料上铺设混凝土、砂垫层等，以此降低大坝的浸润性，提高防渗效果。

2.2 坝基与坝体密实除险加固技术

对于已建坝，应用采用振冲法，在进行由软弱土质筑成坝体的加固处理时，该种技术表现更为突出。针对粘性土坝基，应该采用深层搅拌法，如果坝体以及坝基都出现密实度问题，应该根据小型水库的具体状况，尽可能地采用相同的除险加固技术；对于新建坝，通常采用振冲压密法以及碾压法进行坝体的加固，坝基的加固通常采用换填法、化学灌注法、排水沙井分期填筑法、强夯法、振冲压密法以及深层搅拌法等。

2.3 高压喷射灌浆技术

常见的高压喷射凝结体包括三种，喷嘴喷射时，一边摆动一边提升，形成扇形或者哑铃形凝结体；喷嘴采用固定的喷射方向，可以形成板状凝结体；喷嘴在喷射的过程中垂直上升，可以形成圆柱状的凝结体。常见的高压喷射灌浆施工方法包括以下几种：其一，单管法。单管法的施工工艺比较简单，灌浆压力超过20MPa，喷嘴喷出浆液，产生搅合与填充的作用，切割与冲击周围地层，硬化之后形成凝结体，但是该种施工方法的应用范围相对较小；其二，双管法。双管法通常适用于地下水丰富、孔隙率大以及含有大粒径块石的地层，该种施工方法具有功效高、效果好等优点，具有两个管道，浆压介于45MPa-50MPa之间，气压介于1MPa-1.5MPa之间。可以直接将压缩空气以及浆液射入地层；其三，三管法。三管法的主要参数包括：水压介于38MPa-40MPa之间，浆压介于0.3MPa-0.5MPa之间；气压介于0.6MPa-0.8MPa之间，喷射杆通常采用水管、浆管以及气管造成，水与气的喷嘴在上，浆液的喷嘴在下，高压气与高压水随着喷射杆的旋转与提升，将浓浆注入到地层中；其四，多管法。多管法的喷灌包括探头导向管、泥浆排出管、浆管、气管以及送水管等，管道将形成的泥浆排出，采用40MPa的超高压水射流进行地层的切削，采用探头测出地层中形成的空间，最后采用砾石、砂浆以及浆液等进行置换填充，形成柱状凝结体。

2.4 劈裂灌浆技术

劈裂管浆技术是土坝沿坝轴线布置竖向钻孔，采用具有一定压力的灌浆把坝体沿着坝轴线的方向劈开，灌注泥浆，并形成厚度介于5cm-20cm之间的连续泥墙，以此达到加固坝体的目的，并且泥浆使坝体湿化，提高了坝体的密实度。劈裂灌浆技术不仅能够起到加固坝体的作用，还能够起到防渗作用。劈裂灌浆技术具有投资少、施工简单等优点，缺点在于使用范围相对有限，仅仅适用于坝高低于50m以下的宽心墙坝以及均质坝，灌浆压力控制难度相对较高，在灌浆施工的过程中容易导致土坝出现滑坡、失稳等问题，并且坝体灌浆凝结时间相对较差，对施工人员技术水平的要求相对较高。

2.5 土石坝滑坡加固技术

国内小型水库的大坝通常为土石坝，土石坝加固的目的在于提高土石坝的稳定性与强度。在采用土石坝滑坡加固技术之前，应该先进行滑坡勘探、观测工作以及土工试验等分析土石坝滑坡的原因，找出导致土石坝土体失衡发生相对滑移的原因，然后选用相应的加固技术。

2.6 帷幕灌浆技术

帷幕灌浆技术是将几种材料配置成浆液，采用压送装置将浆液灌入缝隙或者地层中，使其扩散、固化或者胶结，以此提高岩基的密度以及完整性，在地下形成阻水帷幕，降低坝体杨压力，削减渗流水压力，增加渗流水的垂直渗径，以此提高坝基的安全性与稳定性。帷幕灌浆技术具有施工工艺简单以及成本低的优点，被广泛地推广和应用在小型水库除险加固施工中。

3 结束语

总之，我国小型水库数目众多，星罗棋布，地质地貌条件千差万别，且受到当时建设时的施工技术、管理水平及材料等限制，导致小型水库在运行的过程中出现很多问题，病险水库不仅影响其工程效益的发挥，同时还威胁下游群众的生命财产安全。因此，病险小型水库在应用除险加固技术进行加固除险时，需要根据小型水库的具体状况，选用合理的除险加固技术，进行科学设计，彻底除险，并要不断地完善水库管理体系，更好地发挥其经济、社会效益，保证人民群众的生命财产安全。