对病险水库安全诊断与除险加固新技术分析

杨卫平

【摘要】本文立足病險水库安全诊断和出险加固的工程实际，介绍了集评价与管理于一体的安全诊断技术，介绍了几种除险加固的新技术。

【关键词】病险水库安全诊断除险加固新技术

前言

当前，我国水库数量众多，很多都建立于二十世纪七十年代作用，由于受到诸多因素的影响，致使很多水库建设存在自身的不足，在经历多年的使用，病险问题突出，极大程度上影响了其功能的使用。

1、对病险水库安全诊断与除险加固新技术研究背景的介绍

1.1对病险水库存在背景介绍

据水利普查显示，我国各类水库数量大幅度增多，规格大小不一，但是，很多中小型水库都建于二十世纪七十年代作用，鉴于受到当时经济、技术、资金等索方面因素的制约，很多水库在基本建设程序方面都存在漏洞，应用于防洪方面的技术标准不高，存在诸多质量隐患，同时，加之工程时间长、管理和防护工作不到位等，致使水库很难保证安全运行，病险水库形成，在整个水库数量中比重较大。病险问题的存在，一定程度上使得水库的拦蓄功能受到影响，整体调配能力被降低，不利于水库效益的获取，严重威胁居民的生存，对交通作为较大程度的不利影响。

1.2病险水库安全诊断与除险加固新技术产生的背景

在国内，政府十分重视水库大坝的安全问题，出台了诸多相关法律法规，以期实现对水库的安全、科学的管理，制定相应应对规范，加强安全管理，组织相关工作进行出险加固。在一定程度上提高了水库防洪功能，对病害进行了有力的消除。随着技术的不断发展，水库安全诊断和初检加固技术得到长足发展和提高，一些新技术应时而生，推动了安全诊断和除险加固技术的提升，极大程度上保证了水库功能的发挥。

2、对病险水库安全诊断技术的介绍

2.1对深水声像复合查漏技术的分析

对于水下的渗漏情况，存在诸多检测方式，但是，一旦深度超过五十米，就会出现渗漏点分散的情况，渗漏的流速较小，这种环境下的渗漏检测给水下检测技术创造了巨大的难度。声像复合查漏技术的应用原理是多普勒效应，首先借助声纳技术，检测出声波的能力分布结构，找到渗漏声源的具体方位，而后结合水流质点流速方程，借助声纳，实现对异常区域位置的准确定位，而后，利用水下摄像装置，对入渗点进行确认，应用导管示踪法，对渗漏源进行准确、全面的检测。综合多种水下检测技术，深水声像腐恶查漏技术的精度更高，突破了深度大、流速低的环境的限制。

2.2对粗粒料取样与钻孔可视化技术的介绍

为了进行土石坝后期隐患和填筑治理的诊断，钻探和取样试验十分关键，是常用的方法。对于大坝厚度较深的土层以及较为粗糙的填料，胶结性较差，给钻孔和成孔带来难度，尤其是进行取样的过程中，很容易破原有的结构，很难如实反映大坝的实际填筑状态。因此，粗粒取样和钻孔可视化技术应运而生。一种直径130毫米好110毫米的双管内筒式锤击取样器被研究出来，能够对9厘米以下的小粒径的砂层等进行有效锤击，而后装入取样筒内，产生的扰动性不大，能够全面保证芯样的原有构造。这种取样器的外管通常由盖头、接头等构造组成，内管呈现圆筒形，主要是由铁皮板制作而成。钻头的材质为合金，底部形状为尖靴形，进行了淬火的处理，目的是保证强度和硬度。通过改造之后的钻头能够更加容易地进入岩层，较为容易地进入内筒之内。这种方式的取样装置使得获取率得以提升，借助可视化设备，能够较大幅度提升勘探的精确度，能够实现岩心较长时间范围内的存储。

2.3对水库安全智能评价与管理一体化系统的介绍

在我国，水利从业人员技术水平不高，能力不强，尤其是信息技术方面，更加缺乏综合性的业务能力，造成很多平台在建成之后，很难实现共存和兼容，因此，研发了水库安全智能评价与管理一体化综合服务系统。这个系统能够综合进行监测、调度、维修等诸多内容，同时，形成相应的安全评价文件，为诊断及整改提供可行的数据。

3、对除险加固新技术开发与应用的介绍

3.1采用灌浆技术实现对堆石坝变形的有效控制

对于堆石坝而言，主要的病害类型就是孔隙率较大、出现严重的变形和超标。对于这种情况，主要的技术要点就是对堆石坝进行变形的有效控制，主要的应对举措就是采用灌浆技术，控制灌浆，实现对砌石空间的有效填充，胶结性提高，达到对变形的有效控制。针对不同位置的灌浆，其指标和要求不尽相同，因此，需要有效控制浆液，进行室内浆液试验，制定不同位置浆液的不同材料和配比。为了有效避免成孔难、效率低、浆液流失的问题，要综合进行浆液试验与现场试验，保证浆液的配比能够满足设计的标准，有效发挥灌浆填充的作用。针对钻孔中出现的卡钻等现象，形成了多种堆石体高效成孔的成套技术，有效解决了钻孔过程中出现的诸多问题，属于关键性的成孔技术。最终确定的控制灌浆浆液指标为：28d结石体强度大于5.0MPa，塑性粘度控制在0.15-0.25Pa·s。对于浆料，主要是由粉煤灰、水泥以及一些外加剂组成，保证配比控制在250：75：120-200。图1展示了灌浆孔的主要结构图，设置8排的侧砌石体在上游，其中2排为封闭式的灌浆孔，孔距和排距分别为1.5米和1.0米，设置2排垂直灌浆孔在下游侧堆石体内，孔距和排距都设计为1.0米。

3.2针对面板堆石坝采取垫层灌浆加密技术

对于面板堆石坝，在进行施工的进行中，比较容易出现面板与垫层之间的脱空现象，同时，在使用过程中，面板的漏水现象也会致使垫层被渗透，使得垫层的材料受到破坏，同时，这种坝体又不能进行完全意义上的放空水库，因此，一旦垫层在大坝投入使用后出现问题，就只能借助高水头荷载作用进行维修。在这种情况下，挤压型钻头钻孔技术得以出现，能够有效进行坝顶平行面斜孔的施工，应用挤压限量灌浆技术。这种技术能够在水库完全运行下进行垫层的加密操作，不会对混凝土面板造成位置的移动。

3.3针对沥青混凝土心墙坝进行了防渗体重构技术

为了实现对黏土物料不足的问题，出现了沥青混凝土心墙坝，但是，很多这种墙体，在进行蓄水之后，出现不同情况的渗漏问题。这种墙在结构上不够稳固，比较单薄，如果出现破坏，很难进行直接修补，主要是依靠当前的技术，很难有效确定缺陷渗漏的位置。如果检测出现渗漏问题，需要对防渗體进行重新构建，在心墙上游侧过渡料填筑区，应用灌浆技术，对防渗体进行重构。鉴于坝体空隙比较大，浆液比较容易出现扩散的问题，使得漏奖现象经常发生，很难有效控制灌浆料的扩散问题，因此，集中研发了多种灌浆工艺成套设备。

其中使用比较广泛的是一种新型的钢制套阀管灌浆配套设备，能够承压3MPa，钻孔深度在50米以上，能够有效解决漏奖、跑浆等问题，工作效率较高，材料耗费较低。

3.4对大流量渗漏通道堵漏技术的分析

对于水库大坝，一旦在运行中出现大流量集中的渗漏问题，就会产生较大的危害，如果十分严重，会导致大坝和水库的坍塌。针对这种情况，可以采取大埋深渗漏通道散粒料气动抛投技术。在具体实施中，新津县帷幕灌浆，对集中漏巷道进行勘测，一旦遇到，需要使用大口径的钻孔向漏水的巷道进行粒料的堵塞，将渗漏量和流速控制在合理的范围，而后进行灌浆防渗处理。一旦遇到大流量坝基的深部出现渗漏，需要先进行扩充式模袋灌注体的投放，形成支撑，而后进行初步封堵，主要借助气动抛投散粒料来实现，将中流转变成渗流，最终实现封堵灌浆的目的。

结束语

随着水利行业的不断发展，病险水库大坝安全诊断与除险加固技术得到长远发展，积累了大量的行业经验，形成系统、全面以及综合性的技术体系。但是，鉴于病害影响因素众多，类型复杂，很多病害还没有研究透彻，需要进行关键性问题的探讨，需要建立完善的评估技术，发挥信息技术的作用，应用新技术，使用新材料和新设备，推动水库大坝安全诊断与除险加固技术的进步。

参考文献

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