论水库除险加固工程中的关键技术

李春

【内容摘要】 近年来，由于我国大量水库在长期使用运行过程中，因工程年久失修、老化、人为破坏、自然侵蚀以及工程建设时标准偏低等原因，渐渐产生了不少安全隐患，需要进行排查、修补和加固。尤其是在五六十年代修建的水库，由于技术不成熟和盲目抢修的原因，存在大量病坝、险坝，急需修补加固，排除病险。本文在对水库除险加固技术分析的基础上，对水库除险加固工程中的关键技术进行了系统性的研究，对今后我国病险水库的险险加固工作进行了技术探讨。

【关键词】 病险水库 除险加固 关键技术 施工工艺

1 引言

近年来，由于我国大量水库在长期运行过程中，因工程老化、人为破坏、自然侵蚀等原因，大量水库普遍存在安全隐患，需要进行排查、修补和加固。尤其是在五六十年代修建的水库，由于技术不成熟和盲目抢修等原因，存在大量病坝、险坝。截止2006年底，我国已建的八万余座水库中，有病险水库近四万座，给国家及当地人民群众的生命财产安全造成巨大影响。目前，我国在水库除险加固技术方面存在诸多不合理和不完善的地方，如何使除险加固达到最佳效果成为人们所关心的问题。下面，本文从水库除险加固工程中的关键技术方面进行分析，对今后我国水库的除险加固工作进行探讨。

2 我国病险水库加固中存在的主要问题

我國病险水库存在的问题较多，且类型较为复杂，主要表现在防洪标准偏低、大坝稳定性较差、渗漏严重、泄洪建筑物老化、机电设备不能正常运转、抗震标准低、软基蚁害鼠害影响严重等。

由于工程地质勘探深度不够、勘探试验针对性较差、地质、水文等相关基础资料不足、大坝病险诊断技术缺乏、设计方案不尽合理、施工工艺选择不当、缺乏对施工建设的有效管理等问题，我国大量的病险水库除险加固工程达不到除险加固的要求，影响加固质量，甚至加深水库的病险程度。

3 我国病险水库加固工程中的关键技术

3.1 高压喷射灌浆技术

高压喷射灌浆技术是利用工程钻机钻孔，利用高压泥浆泵通过安装在钻杆杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液，利用高压射流使一定范围内土体结构破坏，强制与固化浆液混合，凝固形成固结体的一种加固技术。一般分为施喷、定喷和摆喷三类，旋喷主要用于加固地基，提高地基抗剪强度方面。定喷和摆喷主要用于地基防渗和改善地基水力条件及边坡稳定性方面。

高压喷射灌浆技术具有成本低、施工速度快、固结体强度大、可靠性高等优点，但由于固结体的大小与地基的种类和密实度有密切关系，同时不同喷射种类与喷射方式对固结体的大小也有影响，所以在采用高压喷射技术对病险水库进行除险加固时，其喷射范围应当在现场通过试验确定。

3.2 水泥土加固技术

水泥土加固技术是采用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处对软土和水泥进行强制搅拌，使软土硬结改性，提高软土强度，降低其压缩性和渗水性的一种技术。目前水泥土加固技术常用的施工工艺中，搅拌桩常布置成柱状、壁状和块状三种型式。桩式水泥土加固工艺主要用于堤防上的地基加固工程，壁状式水泥土加固工艺主要用于防渗加固工程。

水泥土加固技术具有加固效果好，施工速度快，可充分利用原软土无弃土，造价低的优点，适宜各种成因的饱和软粘土，如淤泥、粘土、亚粘土等环境，在病险水库加固工程中主要应用于处理软基堤防上的滑坡段，此外还可以用于建造截渗墙发挥防渗效果。

3.3 劈裂灌浆技术

劈裂灌浆技术主要是利用水力劈裂原理，向土体内的孔内压水或灌浆时，利用作用在孔壁上的压力引起扩张，使孔壁土体受劈裂挤应力，使土体内产生一些裂缝，再通过向这些裂缝中压注浆液形成裂缝固结体的一种加固技术。利用劈裂灌浆技术，可以在坝体沿轴线方向形成一道或数道粘土帷幕，从而起到消险固堤的作用。

劈裂灌浆技术具有投资小、见效快、设备和技术简单、操作方便等优点，被广泛应用于病险水库土坝坝体除险加固工程中。但要注意保证灌浆质量和施工工艺，只有这样才能真正起到除险加固的作用。

3.4 振动沉模技术

振动沉模技术是堤坝除险加固工程中的一项新技术，采用步履式打桩机，将特制空腹模板沉入地层，再沿已沉入地层的第一块模板侧边将第二块模板沉入地层，通过砼泵向第一块模板空腔内灌注浆体，并振动提升该模板，使浆体沿模板下端流出并注入槽孔，最后提出第一块模板沿第二块模板侧边沉入地层，对第二块模板灌注浆体并振动提升，最后重复操作形成一道连续墙体。

由于振动沉模技术施工过程中，模板沉入地下的速度过缓，使得施工效率很低，由此引起长时间越负荷工作，使设备使用寿命缩短，影响搅拌系统、送浆系统的工作，且模板极易弯曲，所以在实际施工中存在可行性问题，一般用于地下水位埋深较浅、土质松软、不含较大硬石的地层。

3.5 基岩帷幕灌浆技术

随着科学技术的不断发展，高分子技术取得了较大的进步，自21世纪以来，大量的合成材料以其优越的性能被人们所接受，在水库除险加固工程中也得到了大量应用，比如聚乙烯纤维、聚乙烯醉、聚酞胺纤维等。将高分子材料应用于除险加固工程虽然历时较短，但发展极为迅速，就目前所出现的众多材料来说，主要包括高分子织物、高分子格栅、高分子土工网、高分子席垫、高分子复合材料等。因为合成材料优秀的防渗性能，以及施工方便、投入低廉等优点，使得合成材料在堤坝防渗墙、透水地基、土坝防渗体、渠道补砌、涵闸防渗、隧道防渗、围堰防渗等方面被大量运用。

目前在水库除险加固工程中应用较多的是垂直铺塑防渗技术，主要是利用水冲、链斗或往复式锯槽机在病患位置开出槽孔，以泥浆护壁之后将与槽深相当的合成材料下入槽内，再使合成材料展开，在相邻两幅之间用搭接方式连接，最后向模两侧进行填土，形成防渗帷幕。一，对第二块模板灌注浆体并振动提升，最后重复生地层，对热销货二块