劈裂灌漿技術(shù)在普寧三坑水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

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三坑水庫(kù)建成于１９５９年，土壩壩高２９．５ｍ，壩長(zhǎng)５５０ｍ，集水面積３８ｋｍ２，庫(kù)容９６２萬ｍ３，灌溉農(nóng)田１５８７ｈｍ２，并作為縣城流沙的供水水源，兼有發(fā)電效益。隨后，按照千年一遇的標(biāo)準(zhǔn)完善配套設(shè)施、加固大壩并完成加高土壩３ｍ，使庫(kù)容增至１４６８萬ｍ３，效益更加顯著。
    然而，由于水庫(kù)所處的大南山區(qū)，是省內(nèi)四大暴雨區(qū)之一，洪患無常，水庫(kù)未能發(fā)揮更大的攔蓄洪水作用。于是，１９８０年在水庫(kù)上游庫(kù)尾建成１座總庫(kù)容１６５０萬ｍ３的調(diào)節(jié)水庫(kù)，集水面積２４．８ｋｍ２，大大減輕下庫(kù)的防洪壓力。該庫(kù)土壩最大壩高５５ｍ，成為全縣水庫(kù)壩高之首，壩長(zhǎng)２８０ｍ。這座水庫(kù)的主要功能是蓄洪治澇，錯(cuò)開三坑水庫(kù)洪峰發(fā)電，尾水歸入下庫(kù)，使水資源得到充分綜合開發(fā)利用，補(bǔ)充了城鎮(zhèn)供水水源。
    上庫(kù)大壩建成后，出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏和管涌病害，使上、下兩庫(kù)安全同時(shí)受到威脅。為了確保安全，一方面限制上庫(kù)蓄水量，一方面采取勘察和物理勘探的手段查明隱患，并對(duì)大壩進(jìn)行３次充填灌漿除險(xiǎn)加固處理。但是，這些除險(xiǎn)加固措施，未能解除大壩存在的隱患，險(xiǎn)情依然存在。對(duì)這樣一座帶病運(yùn)轉(zhuǎn)、未能發(fā)揮最大蓄水功能的水庫(kù)，經(jīng)省水行政主管部門專家組鑒定，列入重點(diǎn)除險(xiǎn)加固的病險(xiǎn)工程基建項(xiàng)目。
    針對(duì)充填式灌漿未能消除隱患的實(shí)際，施工設(shè)計(jì)采取省內(nèi)深圳水庫(kù)、云浮朝陽(yáng)水庫(kù)行之有效的劈裂灌漿施工工藝，并采用了一套能在施工過程中進(jìn)行灌漿質(zhì)量自動(dòng)化監(jiān)控的系統(tǒng)，對(duì)灌漿施工實(shí)行科學(xué)管理。
    由于劈裂式灌漿在省內(nèi)多在重點(diǎn)中型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固中運(yùn)用，收到良好效果，成為處理土壩壩體隱患的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)有效的新技術(shù)。通過實(shí)踐總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，劈裂式灌漿對(duì)解決以下六種隱患有較明顯效果：壩體碾壓不實(shí)，密實(shí)度普遍較差的松堆土壩；壩體內(nèi)有滲漏通道，軟弱層，壩體浸潤(rùn)線過高，壩坡發(fā)生濕潤(rùn)區(qū)或“牛皮脹”或滲透破壞（管涌、流土）現(xiàn)象；壩體由于不均勻沉陷而產(chǎn)生的裂縫（不包括滑坡裂縫）；分期施工的土壩，分層和接頭有軟弱帶和透水層；壩體和其他建筑物（如放水涵管、閘墻等）接合不好，存在空隙和接觸沖刷；壩體內(nèi)存在生物洞穴和腐爛樹根等隱患。對(duì)照三坑上庫(kù)大壩的實(shí)際，和這些總結(jié)出來的現(xiàn)象有許多相同之處。而質(zhì)量自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)施工過程中進(jìn)行定時(shí)、定量化監(jiān)測(cè)，從而保證了對(duì)工程質(zhì)量的有效監(jiān)督。它不僅能將灌漿施工由經(jīng)驗(yàn)管理及施工完成后質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)督，轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)化的定量管理和實(shí)時(shí)的質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)督，而且能對(duì)灌漿孔口壓力、漿液濃度、灌漿流量、灌漿量和時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、記錄。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)采集的灌漿工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，能建立一套分析數(shù)學(xué)模型的數(shù)據(jù)圖表程序，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并能及時(shí)對(duì)灌漿過程進(jìn)行灌漿壓力、灌漿量、灌漿時(shí)間與成墻面積、灌漿時(shí)間控制與成墻效率等這些重要指標(biāo)的考核，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)灌漿過程的指導(dǎo)和監(jiān)督，并自動(dòng)生成逐孔灌漿過程的４種監(jiān)測(cè)報(bào)表：灌漿深度～灌漿量，時(shí)間～灌漿量，孔口壓力～灌漿深度，灌漿歷時(shí)～漿液濃度。這樣，便能及時(shí)掌握整個(gè)灌漿施工過程的各種情況。
    由于三坑上庫(kù)在除險(xiǎn)加固中改進(jìn)灌漿施工工藝（壩體劈裂灌漿，兩壩端充填帷幕灌漿，壩基帷幕灌漿）和采用了對(duì)灌漿過程在施工質(zhì)量管理上實(shí)施自動(dòng)化監(jiān)控，取得了除險(xiǎn)加固的良好效果。水庫(kù)除險(xiǎn)加固完工后，經(jīng)過４年的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和汛期高水位蓄水考驗(yàn)證明，除險(xiǎn)加固效果比預(yù)計(jì)還好。具體表現(xiàn)在原大壩背水坡有大面積滲漏濕潤(rùn)及“牛皮脹”和兩壩端管涌漏水的現(xiàn)象均已消失，壩體浸潤(rùn)線水位明顯降低０．５～０．９ｍ。據(jù)４年來的觀測(cè)除險(xiǎn)加固后的三坑上庫(kù)呈穩(wěn)定狀態(tài)，滿足水庫(kù)安全運(yùn)行的要求，發(fā)揮出更好的綜合效益。
    普寧市三坑上庫(kù)的除險(xiǎn)加固實(shí)踐證明，在灌漿工程施工中，同時(shí)應(yīng)用灌漿施工監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行施工質(zhì)量自動(dòng)化監(jiān)控，更能確保灌漿這種隱蔽工程的施工質(zhì)量，這是一項(xiàng)切實(shí)可行的技術(shù)措施。