病险水库安全诊断与除险加固新技术分析

病险水库安全诊断与除险加固新技术分析

莫舜

南宁市武鸣区暮定水库管理所

摘要：随着社会经济的迅猛发展，农田水利事业获得较大发展，当前我国水库的数量众多，很多大小水库均为上世纪六七十年代修建起来的，由于受到技术与地理条件以及资金等方面的综合影响，很多水库的建设安全面临严峻考验。多数水库病险问题突出，由此一定程度上影响了水库功能的正常发挥，威胁水库周边居民的生产与生活。文章探讨病险水库安全诊断与除险加固新技术问题，以期改善当前水库面临的安全隐患，加强对水库的科学与安全管理，加强对水库的除险加固，提高水库的安全，确保水库功能的良好发挥，促进人们生产与生活的协调发展。

关键词：病险水库；安全诊断；除险加固；新技术

1、前言

现阶段国内各类水库数量逐年增多且水库的规格各不相同，很多水库年久未进行除险加固，导致水库的防洪标准下降，很多安全管理问题与安全隐患逐步增多。一方面水库大坝的病险问题进一步削弱了水库的调配与拦蓄能力，严重影响了水库效益的正常发挥，影响水库下游的生产与生活，加上年限较久、日常管理不到位等原因，导致水库的安全运行得不到保障，从而形成病险水库。另一方面病险水库影响水库的拦蓄功能导致水库的整体调配能力进一步降低，威胁居民的生存与发展，导致水库在防洪蓄水等方面难以正常发挥作用。

2、当前病险水库安全诊断技术

2.1深水声像复合查漏技术

对于水库病险安全诊断，深水声像复合查漏技术能够及时对水库渗漏情况进行较好地检测，对于水库深度超过50米，则会呈现渗漏点分散现象，出现渗漏时的流速不大，面对这样的渗漏，则会对检测工作带来较大的困难。通过声像复合查漏技术主要是运用多普勒效应进行查漏的，通过借助声纳技术及时检测声波的分布结构，进而有效查找出渗漏声源具体位置[1]。其次在此基础之上根据水流质点流速方程通过声纳对故障位置进行准确的定位通过水下摄像装置，进一步对入渗点给予确认并有效地对渗漏源进行全面、及时准确的检测。此外深水声像复合查漏技术具有较高的精度，能够准确定位查漏位置，该技术的应用突破了水库深度大与流速低的条件限制。

2.2对粗粒料取样及钻孔可视化技术

进行诊断土石坝隐患、诊断填筑质量工作过程中，进行钻探及取样试验十分重要，对水库病险安全诊断的工作过程中，考虑到多数水库的大石坝自身土层比较厚的问题，同时填料也比较粗糙，导致自身所涵盖的胶结性不强，因此造成实际钻孔时候成孔比较困难。在对水库进行实际病险的检测过程中难以无法准确、有效的把大石坝的填筑现状进行全面的诊断与判断，导致维修的难度大增。基于该条件限制下，通过粗粒料取样及钻孔可视化技术，能够较好对水库的病险安全进行诊断[2]。首先采用采用直径为130mm、110mm的双管内筒式锤击粗料取样器，把直径为9cm范围内的小粒径的小块石夹砂层、砂卵砾石层、砾石夹泥层或者是小块石夹泥层等经锤击装入内管取样筒，由此减少对岩样的扰动，有利于保持芯样原级配及其原状的结构。

其次取样器外管部主要由取样管、靴式钻头、异径接头以及余土管、盖头等部分组成，而内管则采用厚度为0.5mm的、长度为300mm的镀锌铁皮板卷制成圆筒形样盒。通过合金钻头改造加工为钻头，钻头的底部加工为尖靴形经过淬火处理，有助于提高管靴钻头的强度与硬度，通过改进后的钻头比较容易经过锤击压入岩层，确保取样的顺利；此外采用该取样使原状样的获取率可由原来的百分之五十提高到百分之九十。由此可见研发的可视化勘探技术及设备，能够通过在易冲洗、透光率高与具备抗磨性好等特点，同时钻孔可视化技术中内置高清智能钻孔摄像仪，通过偏光纠正技术形成数字岩芯，大大提高了对水库病险安全的勘探，提高了勘探数据信息的准确性。

3、水库除险加固新技术分析

3.1垫层灌浆加密技术

对于水库除险加固过程中面临的面板堆石坝施工过程中，由于易于导致面板和垫层之间出现脱空现象，由此导致面板出现漏水现象，造成垫层被渗透、材料受到破坏。如果垫层在大坝投入使用后面临各类问题，那么就只能通过高水头荷载的作用进行有效维修的。由此垫层灌浆加密技术应运而生，同时利用挤压型钻头钻孔技术较好实现对坝顶平行面斜孔进行施工，应用挤压限量灌浆技术可以确保在水库运行正常情况下进行垫层加密技术的操作，也不会对水库混凝土的面板造成位移现象。

3.2采用灌浆技术有效应对堆石坝变形问题

水库中对于堆石坝而言最常见的病害即孔隙率较大、或出现变形与超标现象，因此通过灌浆技术能够较好地解决这类现象，灌浆技术能够有效应对堆石坝出现的变形，利用灌浆技术并控制灌浆进而实现对砌石空间的合理填充，进一步提高胶结性，减少变形程度。一方面按照不同方位的灌浆，灌浆指标、要求都各不一样，要做到有效地控制浆液还有进行室内浆液试验，有利于制定不同位置的浆液的配比，全面避免灌浆效率低、成孔难或者浆液流失过多等问题，通过试验有利于保证浆液配比要求，更好地满足设计的要求，切实发挥出灌浆填充的真正作用。通过有效研究与分析控制灌浆的浆液指标为：28ｄ结石体强度应高于5.0MPa，同时塑性粘度控制都在0.15-0.25Pa•s之间；而对于浆料而言组成材料分别为：水泥、粉煤灰及其部分外加剂等，同时确保配比应早250：75：120-200之间。此外在钻孔过程中出现的卡钻行为，经过多年的经验积累目前我国也形成了多一套高效成孔的加固技术，从而切实解决钻孔过程中面临的难题。

3.3大流量渗漏通道堵漏技术

对于水库大坝运行过程中如果出现大流量集中渗漏现象，危害性大（导致坍塌，威胁下游居民生命与生产安全），为此应及时采取除险加固措施。通过采取大埋深渗漏通道堵漏技术能够较好解决该现象，先对集中漏巷道进行勘测，如果遇到渗漏就及时采用大口径钻孔对漏水的巷道给予粒料堵塞，有效将渗漏量以及流速都控制于合理范围内，在此基础上进行灌浆防渗加固处理[3]。水库中如果是大流量坝基深部有渗漏，就需要不断投放灌注体以便形成支撑再进行封堵，通过助气动抛投散粒料较好地把中流转变成渗流，从而实现封堵灌浆效果。

3.4对沥青混凝土心墙坝进行了防渗体重构技术

为了解决黏土物料不足这类问题，沥青混凝土心墙坝应运而生，但是越来越多的墙体进行蓄水之后就会出现不同的渗漏问题。加上该墙在结构上不是很稳固，也较为单薄，一旦出现破坏就很难进行有效的修补，而仅仅通过现有技术则很难对缺陷渗漏的位置进行全面准确的确定。一旦检测导致渗漏问题就需要及时对防渗体给予重新构建，通过在心墙上游侧过渡料填筑区，采用灌浆技术，能够对防渗体进行重构。考虑到坝体空隙比较大导致浆液易于扩散问题，则很难有效控制灌浆料。为此当前研发了多种灌浆工艺成套设备，运用最多的就是钢制套阀管灌浆配套设备，该类设施能承压在3MPa、钻孔深度在50米以上，从而较好地解决漏奖以及跑浆等问题，大大提高了工作的效率，减少了材料的耗费，成本低见效快，因此在实际运用中具有可行性与操作性。

4、结束语

综上所述，水库的病险安全诊断工作对于提高经济的发展具有重要作用，同时诊断作为除险加固的前提条件，能够较好地准确进行渗漏点的位置确定，从而才有有效措施进行加固。其次由于病险水库的病害类型较多，因此需要提出有效的病险诊断技术与除险加固技术，不断提高我国水库的安全管理，进一步发挥水库的正常防洪、拦蓄功能。此外还应不断积累并运用新技术，新材料设备，提高对病险水库的安全诊断与险加固技术，真正推动我国水库大坝的安全诊断技术取得更大的进步。

参考文献：

[1]对病险水库安全诊断与除险加固新技术分析[J].杨卫平.科技与企业.2016（04）：163-165.

[2]病险水库安全诊断与除险加固新技术[J].杨启贵.人民长江.2015（11）：30-34.

[3]浅析病险水库安全诊断与除险加固技术[J].梁钊.江西建材.2017（04）：134-135.