病險(xiǎn)壩出險(xiǎn)加固技術(shù)進(jìn)展

病險(xiǎn)壩除險(xiǎn)加固技術(shù)進(jìn)展劉云鋒（1.河海大學(xué)水利水電學(xué)院，南京210098）ProgressintechniquesofreinforcementforhazardousreservoirLIUYunfeng(WaterConservancyandHydropowerEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098)摘要：建國(guó)后我國(guó)興建了眾多水庫(kù)，由于興建時(shí)設(shè)計(jì)水平低、施工條件差多種因素影響，普遍存在防洪標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差等安全隱患，出現(xiàn)了大量的病險(xiǎn)水庫(kù)壩；介紹我國(guó)病險(xiǎn)壩現(xiàn)狀，對(duì)病險(xiǎn)壩除險(xiǎn)加固技術(shù)發(fā)展作出三個(gè)階段的總結(jié)，就病險(xiǎn)壩除險(xiǎn)加固的幾種典型技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，指出了今后亟需發(fā)展的治理技術(shù)和進(jìn)一步開(kāi)展研究工作的方向。關(guān)鍵詞：病險(xiǎn)壩現(xiàn)狀；滲流；加固技術(shù)；大壩安全Abstract:Afterthefoundingofourcountrytobuildalargereservoir,duetotheconstructionoflow-leveldesign,poorconstructionfactors,theprevailingfloodcontrolstandardislow,securityrisksandpoorqualityoftheproject,therehasbeenalargenumberofdangerousreservoirsdam;introductionofdangerousdamSituationoftheriskdamreinforcementtechniquetosummarizethethreestagesofdevelopment,itisdangerousdamreinforcementofseveraltypicaltechniquesdetailedanalysis.Atlast,theprospectsandfuturestudydirectionsarediscussed．Keywords:Statusofdangerousreservoirs;Seepage;reinforcementtechnology;damsafety1我國(guó)病險(xiǎn)壩現(xiàn)狀建國(guó)后我國(guó)興建了眾多水庫(kù)截至2007年底,我國(guó)已建成各類(lèi)水庫(kù)87085座(不含港、澳、臺(tái)地區(qū),下同),其中大型水庫(kù)510座,中小型水庫(kù)86575座,這些工程在防洪、灌溉、發(fā)電和城市供水等方面都發(fā)揮了巨大效益，而大多數(shù)修建于20世紀(jì)50～70年代[1]。由于設(shè)計(jì)水平低、施工條件差，普遍存在防洪標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差等安全隱患，據(jù)2006年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這些水庫(kù)中約37000座屬于病險(xiǎn)水庫(kù)，也正是由于這些病險(xiǎn)壩的存在給水庫(kù)安全度汛和正常運(yùn)行帶來(lái)了巨大隱患，對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的破壞和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大，威脅著社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。針對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)現(xiàn)狀，2006年的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議和2007年溫家寶總理的政府工作報(bào)告均明確提出用3年時(shí)間基本完成全國(guó)大中型和重點(diǎn)小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固任務(wù)。為此,2007年1月，水利部部署開(kāi)展了全國(guó)水庫(kù)安全狀況普查,并在此基礎(chǔ)上,結(jié)合原第一、二批未實(shí)施的中央補(bǔ)助項(xiàng)目編制完成了《全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》?！秾?zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》確定3年實(shí)施項(xiàng)目共6240座）包括一、二批未實(shí)施項(xiàng)目1759座)，其中大型86座、中型1096座、重點(diǎn)小型5058座,實(shí)施年限為2007～2009年[2]。2008年8月水利部編制完成了《東部地區(qū)重點(diǎn)小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固規(guī)劃》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“東部小型規(guī)劃”)，列入重點(diǎn)小型除險(xiǎn)加固項(xiàng)目1116座,實(shí)施水平年為2010年。計(jì)劃2012年完成5400座小(一)型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固；2013年完成1.59萬(wàn)座重點(diǎn)小(二)型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固；2015年完成其余2.5萬(wàn)座小(二)型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固；對(duì)新出現(xiàn)的大、中型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固任務(wù)將于2013年全部完成。為做好病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作，水利部按照中央要求,把病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作作為一項(xiàng)重要而緊迫的政治任務(wù)來(lái)抓,作為當(dāng)前水利工作的重中之重和當(dāng)務(wù)之急,舉全系統(tǒng)之力打好病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固攻堅(jiān)戰(zhàn)。各地也采取了一系列措施推動(dòng)病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工作,雖然通過(guò)大壩除險(xiǎn)加固安全專(zhuān)項(xiàng)檢查、稽督導(dǎo)和初步設(shè)計(jì)抽查調(diào)研等安全保障措施,但由于建設(shè)任務(wù)重、時(shí)間緊、要求高,在工程的評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中仍然存在不少問(wèn)題,與保證全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固任務(wù)的順利完成還存在較大差距。2病險(xiǎn)壩除險(xiǎn)加固技術(shù)發(fā)展一般來(lái)說(shuō)我國(guó)治理病險(xiǎn)壩出險(xiǎn)加固技術(shù)的發(fā)展大體分為三個(gè)階段：第一階段為20世紀(jì)50年代末至70年代中期。早在上世紀(jì)50年代末我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)展了病險(xiǎn)壩的除險(xiǎn)加固工作，這也是由于我國(guó)水利建設(shè)初期普遍存在設(shè)計(jì)技術(shù)落后，施工質(zhì)量差的壩、堤工程，它們?cè)谑褂贸跗诰鸵呀?jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的滲流問(wèn)題，當(dāng)時(shí)也創(chuàng)造了所謂土法防滲技術(shù)如“倒掛井”、“中抓套井”等技術(shù)，但由于施工速度慢、設(shè)備落后，這一時(shí)期病險(xiǎn)水庫(kù)的處理速度很慢。在50年代末期我國(guó)由國(guó)外引進(jìn)了當(dāng)時(shí)比較先進(jìn)的“混凝土防滲墻”技術(shù)，其施工方式?jīng)Q定了可以在已完建的建筑物結(jié)構(gòu)上直接構(gòu)建從建筑物主體直至基礎(chǔ)的垂直防滲結(jié)構(gòu)，所以可以在土石類(lèi)水工建筑物的防滲加固上方便實(shí)現(xiàn)。60年代引進(jìn)了“帷幕灌漿技術(shù)”，與混凝土防滲墻相比施工更加方便快捷,適用深度更大，當(dāng)時(shí)在一些完建工程的除險(xiǎn)加固中也包括某些在建工程的防滲處理上都有嘗試性的使用。但總的來(lái)說(shuō)全國(guó)大中型病險(xiǎn)水庫(kù)完成除險(xiǎn)加固的數(shù)量很少。第二階段為20世紀(jì)70年代末至90年代末。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大型水庫(kù)的75%、中型水庫(kù)的66%和小型水庫(kù)的90%建成于1957～1977年，由于歷史問(wèn)題這些水壩遠(yuǎn)未達(dá)到現(xiàn)行的大壩安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，存在極大的安全隱患。75.8河南洛河流域“板橋”、“石漫灘”等水庫(kù)垮壩事件更是給人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了極大的損失，各地因此掀起了病險(xiǎn)水庫(kù)治理高潮。在這一時(shí)期，我國(guó)水利科技人員開(kāi)展了大規(guī)模的以處理滲流隱患為主的新技術(shù)、新材料的研究，具有代表性的有劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、振動(dòng)沉板墻和土工膜防滲技術(shù)等。第三階段為20世紀(jì)90年代末至今。這個(gè)時(shí)期，我國(guó)已經(jīng)創(chuàng)造和引進(jìn)改造了十多種病險(xiǎn)水庫(kù)處理新技術(shù)，通過(guò)在實(shí)踐中不斷地改進(jìn)，各項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟。受益于各相關(guān)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，防滲加固的施工機(jī)械選擇上更加豐富，新材料的應(yīng)用上更加廣泛。比較有代表性的有：防滲墻施工中所用的輪銑式、盤(pán)銑式、鉗銑式等成槽機(jī)比傳統(tǒng)的沖擊鉆開(kāi)槽速度更快，運(yùn)行方式更加靈活；高壓漿泵和極細(xì)粒水泥出現(xiàn)使得帷幕灌漿能夠使用于更深更復(fù)雜的各類(lèi)基礎(chǔ)防滲工程；化學(xué)灌漿所用材料也有了突破性的進(jìn)展，各類(lèi)土工類(lèi)防滲材料在這個(gè)時(shí)期更是有了爆發(fā)式使用，復(fù)合土工膜、膨潤(rùn)土防滲毯都是在這個(gè)時(shí)期大規(guī)模推廣的。就我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)的現(xiàn)狀而言，這個(gè)階段在技術(shù)的選擇上已沒(méi)有太大的難度，各種復(fù)雜情況都能有相對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)。水利工作者在除險(xiǎn)加固上所做工作更多的對(duì)各種技術(shù)的綜合利用，所以這個(gè)階段是利用綜合技術(shù)處理病險(xiǎn)堤壩的階段。綜合技術(shù)是指根據(jù)一個(gè)壩出險(xiǎn)的原因、出現(xiàn)的部位、病險(xiǎn)程度、主客觀條件等，進(jìn)行宏觀分析，充分考慮各技術(shù)、工種,在施工時(shí)間、工作基面等方面可能存在的影響和沖突，并結(jié)合施工成本根據(jù)需要選擇各單項(xiàng)最優(yōu)技術(shù)，最后組合形成最優(yōu)綜合方案。采用綜合治理技術(shù)方案，可以做到科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理，使病險(xiǎn)壩處理能夠做到又好又省。大量的工程實(shí)踐也證明，運(yùn)用綜合技術(shù)病險(xiǎn)庫(kù)除險(xiǎn)加固具有較全面的優(yōu)勢(shì)。3病險(xiǎn)壩加固典型技術(shù)3.1劈裂灌漿技術(shù)70年代末，山東省水科所研究人員大膽試驗(yàn)，在過(guò)去充填灌漿的基礎(chǔ)上，在土壩中采用劈裂灌漿，即使用一定的壓力，使壩體沿壩軸線(xiàn)小主應(yīng)力面劈開(kāi)，灌注泥漿，并使?jié){壩互壓，最后形成10～50cm厚的連續(xù)泥墻，可以達(dá)到防滲目的。同時(shí)，泥漿使壩體濕化，產(chǎn)生沉陷，增加壩體的密實(shí)度。這項(xiàng)技術(shù)不僅起到防滲作用，也加固了壩體。它的優(yōu)點(diǎn)是:可以就地取材，施工簡(jiǎn)便，投資省，工效高。此外，在科研人員的努力下，在技術(shù)上有了一些新的進(jìn)展，應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，由過(guò)去規(guī)范規(guī)定壩高50m以下的均質(zhì)壩和寬心墻壩，低水位運(yùn)行，逐漸推廣到超過(guò)壩高50m，高水位運(yùn)行的情況。它不僅可以劈裂壩體，也可劈裂堤壩地基；不僅可在寬心墻壩進(jìn)行劈裂灌漿，也可在窄心墻壩進(jìn)行同時(shí)，其應(yīng)用范圍也擴(kuò)展到濕陷性黃土壩、沙壩等。1990年山東省水科所在江西省永豐縣夫坑水庫(kù)窄心墻壩，進(jìn)行劈裂灌漿，獲得成功，壩高突破了50m，達(dá)50.4m。在大量研究試驗(yàn)基礎(chǔ)上，認(rèn)為在堤壩地基附加應(yīng)力場(chǎng)影響范圍以?xún)?nèi)，沿壩軸線(xiàn)也有一個(gè)鉛直的小主應(yīng)力面，只要沿堤壩軸線(xiàn)布孔，進(jìn)行壓力灌漿，是可以實(shí)現(xiàn)定向劈裂的。1985年對(duì)山東省大沽河200km的堤基進(jìn)行劈裂灌漿，形成了堤身5m，堤基3～4m深的豎直連續(xù)的防滲泥墻，較好地解決了堤身和堤基的滲漏問(wèn)題。甘肅省靖遠(yuǎn)電廠(chǎng)貯灰壩，土料為濕陷性黃土，70～80%為粉土，由于施工質(zhì)量差，干容重的合格率僅為41.4%，采用劈裂灌漿后，防滲效果很好。目前全國(guó)應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)已處理病險(xiǎn)水庫(kù)3千余座，險(xiǎn)堤2千余公里，社會(huì)效益顯著。3.2高壓噴射灌漿防滲技術(shù)70年代初，由日本引進(jìn)了高壓旋噴灌漿法。80年代初，山東省水科所經(jīng)研究試驗(yàn)，將旋噴灌漿改為定向噴射灌漿，用于險(xiǎn)庫(kù)壩基防滲，取得了較好的效果。以后，湖南、遼寧、吉林等省結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行研究，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)計(jì)算及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)、施工工藝、專(zhuān)用設(shè)備、噴射形式等。原來(lái)僅能用于土、沙、細(xì)顆粒砂礫石層，近年來(lái)逐漸擴(kuò)大到強(qiáng)透水的砂卵石、沙卵漂石和堆石碴層中。在這樣的地層內(nèi)，利用旋轉(zhuǎn)鉆鉆孔進(jìn)尺慢，過(guò)多地使用固壁泥漿充填地層，增加噴射時(shí)能量消耗，影響板墻的有效長(zhǎng)度和厚度。針對(duì)這一問(wèn)題，湖南省研究和探索，提出“沖擊帶管鉆孔，泥漿固壁提管”的造孔新方法。它的優(yōu)點(diǎn)是:（1）成孔保證率高，孔斜率容易控制；（2）固壁泥漿不盲目擴(kuò)散，從而減少高壓噴射的能量消耗，增加了漿液的滲透能力，提高了成墻的效率；（3）施工速度快，利用沖擊鉆在卵石粒徑達(dá)80～150mm，含量為40%的地層中，造孔時(shí)每臺(tái)班進(jìn)尺為15～20m，比用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)造孔提高工效約7倍，而且構(gòu)筑防滲板墻有效直徑增長(zhǎng)，厚度加大。當(dāng)池下水流速較大時(shí)，效果更加明顯；（4）機(jī)具磨損少，鉆具消耗低。該方法造孔在湖南省黃沙灣大堤、四川省武都引水工程施工圍堰等砂卵石基礎(chǔ)高噴工程中得到了成功。此外，湖南省研制的膨潤(rùn)土、燒堿等材料組成的高固相護(hù)壁泥漿，經(jīng)造孔應(yīng)用，成功率達(dá)99%，其特點(diǎn)是:（1）稠度，一般泥漿泵均可送出；（2）硬化固結(jié)，7～10d內(nèi)高噴桿能順利插人孔底；（3）特性，在地層縫隙內(nèi)基本不流動(dòng)，不凝結(jié)，pH值為8～10，比重1.1。山東省水科所在實(shí)踐中提出大粒徑地層“繞滲”、“位移袱裹”等新的高噴成墻作用機(jī)理，也突破了細(xì)顆粒層，逐漸擴(kuò)大到強(qiáng)透水層。1985年?yáng)|風(fēng)水電站石渣堰體中構(gòu)筑高噴防滲墻，1989年新疆加音塔拉斜墻堆石副壩構(gòu)筑防滲墻，均獲得成功。在施工監(jiān)控手段上研制了能自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，從人工記錄發(fā)展到電腦自記、自動(dòng)報(bào)警，基本上杜絕了人為因素，提高了施工質(zhì)量。在設(shè)備方面，原設(shè)備比較笨重，性能單一，使用不便。研制出井口傳動(dòng)，液壓代替機(jī)械，性能機(jī)動(dòng)可調(diào)。其中噴嘴設(shè)備由原來(lái)三管同軸改為獨(dú)立的三管輸運(yùn)裝置，減少了事故發(fā)生，這一設(shè)備改造，與原噴嘴相比，在具有同等噴射流量時(shí)，其高壓泵壓力可降低25%左右。3.3土工合成材料防滲排水技術(shù)土工合成材料依據(jù)水力特性可分為不透水的土工膜或土工復(fù)合膜和透水的土工織物。前者可以代替防滲體，起到截滲隔水作用；后者可代替反濾料，起到排水反濾作用。它的重量輕，運(yùn)輸量小，鋪設(shè)方便，比粘土防滲和砂礫石料排滲節(jié)省造價(jià)，縮短工期，容易保證施工質(zhì)量。近年來(lái)，由于材料品種不斷更新，應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，施工工藝越來(lái)越先進(jìn)。進(jìn)入80年代中期，我國(guó)先后在云南省李家等和福建省犁壁橋水庫(kù)土壩采用土工膜代替原來(lái)的粘土心墻和斜墻。李家箐水庫(kù)位于云南省尋甸縣，壩高35m，由于筑壩土料混雜，碾壓質(zhì)量差，壩體滲漏較為嚴(yán)重，下游排水體失效，致使浸潤(rùn)線(xiàn)抬高，存在著滑坡和滲透破壞的可能，危及大壩安全。1987年開(kāi)始，上游壩面鋪設(shè)復(fù)合上工膜17800m2，下游土工織物濾層2800m2，1988年完成。復(fù)合膜造價(jià)為粘土心墻方案造價(jià)的74.1%，后經(jīng)五年運(yùn)行，兩年放水后壩面檢查，壩面土料干泅，膜面除個(gè)別黃色珠狀斑點(diǎn)外，均為鮮白，原帶病運(yùn)行土壩下游坡面滲水和集中漏水點(diǎn)現(xiàn)象已全部停止，確保了大壩安全。犁壁橋水庫(kù)位于福建省福清縣，土壩壩高38.3m，背水坡多年存在大面積濕潤(rùn)現(xiàn)象，經(jīng)采用過(guò)修建防滲粘土斜墻、灌漿等措施進(jìn)行處理，但運(yùn)行一段時(shí)間后，背水坡仍然出現(xiàn)大面積濕潤(rùn)現(xiàn)象。1888年采用復(fù)合土工膜在土壩迎水坡作防滲層，鋪設(shè)面積1845m2，包括原壩坡護(hù)坡石拆除及回砌工程在內(nèi)，整個(gè)工期僅30d，單位造價(jià)16元/m2，只相當(dāng)于采用粘土斜墻方案投資的1/3。處理后的水庫(kù)經(jīng)過(guò)3年汛期超過(guò)正常水位，持續(xù)時(shí)間達(dá)98d的考驗(yàn)，土壩背水坡未發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)現(xiàn)象，防滲效果顯著，達(dá)到了預(yù)期目的。在國(guó)外，如西班牙的波扎捷洛斯拉莫斯（PozedeLosRams）堆石壩，壩高97m，采用土工膜防滲，也獲得了成功。3.4巖溶地區(qū)投反濾料灌漿我國(guó)巖溶地區(qū)分布較廣，地區(qū)滲漏嚴(yán)重，甚至不能蓄水。由于巖溶基礎(chǔ)滲漏水流速度較大，按常規(guī)水泥灌漿，難以奏效。山東省岸堤水庫(kù)，壩基巖溶發(fā)育，壩基滲漏量最大約0.5m3/s，估算流速大于0.1157m/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水泥灌漿通常所允許的流速。近年來(lái)，為了解決這一問(wèn)題，山東省水科所經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)研究，采取向鉆孔拋填級(jí)配料，堵塞漏水通道，減少滲透流速，形成反濾體等措施，取得了可喜的成果。級(jí)配料一般為四級(jí)配，即2～5mm，5～10mm，10～20mm，20～40mm。拋投時(shí)，先細(xì)后粗，徐徐投人，不能速度過(guò)快，以免堵塞鉆孔。當(dāng)?shù)谝淮渭?jí)配料數(shù)量超過(guò)1～2m3時(shí)，鉆孔內(nèi)水位不升高，孔底不淤積，開(kāi)始投人第二級(jí)級(jí)配料，當(dāng)拋填量達(dá)2～4m3。后，孔內(nèi)水位與孔底淤積同上時(shí)，改投第三級(jí)級(jí)配料，直至拋第四級(jí)級(jí)配料。如不能起到封堵作用，則需擴(kuò)大鉆孔，；改拋粒徑為40～80mm，80～100mm的更粗礫石、卵石。當(dāng)粗級(jí)配料拋不進(jìn)時(shí)，可由粗變細(xì)反向拋填，直至拋到鉆孔水量減至200L/min時(shí)，之后可進(jìn)行水泥漿液灌注。水泥漿液由稀到稠，按比重分為4級(jí):即比重為1.2、1.2、1.3、1.4，依據(jù)常規(guī)要求進(jìn)行灌漿，達(dá)到形成帷幕的目的。山東省門(mén)抽水庫(kù)副壩壩基巖溶發(fā)育，蓄水位較高，1990年出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏，采用這一方法，解決了防滲問(wèn)題。3.5沖抓套井回填粘土防滲墻技術(shù)沖抓套井回填粘上防滲墻技術(shù)利用沖抓式打井機(jī)具，在土壩或堤防滲漏范圍的防滲體中造孔，用粘性土料分層回填夯實(shí)，形成一個(gè)連續(xù)的防滲墻，截?cái)酀B流通道。近年來(lái)，該項(xiàng)技術(shù)不斷得到完善與發(fā)展。江西省波陽(yáng)縣大源河水庫(kù)，大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高31m。1981年底因放水過(guò)快，導(dǎo)致大壩迎水坡滑坡，為了處理滑坡，壩身和壩基的嚴(yán)重滲漏，確定采用沖抓套井回填法。1983年開(kāi)工，在施工中發(fā)現(xiàn)壩內(nèi)出現(xiàn)大量的淤泥、淤沙，成堆的風(fēng)化料，并且壩體內(nèi)因存在許多空洞，充水在井內(nèi)形成明流，造成井壁嚴(yán)重的滲水和塌方。在實(shí)踐中邊摸索邊施工，正確地解決了壩身積水“堵”與“排”的關(guān)系，完成了壩體套井粘土回填，并利用沖抓鉆在砂礫石層壩基中成功地建造了混凝土防滲墻，取得了很好的效果。隨后相繼有8座中小型水庫(kù)大壩采用此法處理壩體滲漏。實(shí)踐證明，它具有機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便，工程量小，造價(jià)低，防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)。3.6倒掛井澆筑混凝土圈墻70年代中期，河北省在大搞農(nóng)田草本建設(shè)中，開(kāi)創(chuàng)了人工開(kāi)挖連鎖井柱，澆筑混凝土，截?cái)嗟叵聺摿?，灌溉農(nóng)田的方法。該法采用單井開(kāi)挖，先挖主井，后挖副井，互相搭接，構(gòu)成整體混凝土防滲墻，它的優(yōu)點(diǎn)是單井施工，借助拱的作用，土壓力小，施工安全度高，同時(shí)單井工程量小，相應(yīng)設(shè)備易解決。缺點(diǎn)是，由于防滲墻接縫多，副井開(kāi)挖時(shí)要鑿除主井接觸部分混凝土，施工困難，影響進(jìn)度，也不易保證質(zhì)量。80年代，丹江口水利樞紐在處理土壩心墻（井深22m）滲漏施工中，在原來(lái)倒掛井防滲墻加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)創(chuàng)新，采用組井（4個(gè)單井一織，長(zhǎng)9.2m）開(kāi)挖，分序施工，相當(dāng)于沖擊鉆槽孔式開(kāi)挖，先挖單號(hào)井組，后挖雙號(hào)井組，形成整體混凝土防滲墻。這種方法比單井施工法減少了接縫，保證了施工質(zhì)量。同時(shí)，利用土拱作用，施工安全，質(zhì)量有保證?；炷练罎B墻興建后，上、下游測(cè)壓管水位較建墻前有了顯著的變化，達(dá)到了防滲的目的。江西省莘村水庫(kù)最大井深約40m，4個(gè)井組開(kāi)挖長(zhǎng)度7.2m，施工也比較安全，同樣達(dá)到了防滲的目的。3.7振沖加固技術(shù)我國(guó)有廣闊的地震區(qū)，已有一些土石壩遭到了地震破壞，還有一些土石壩位于地震區(qū)，急待抗震加固。振沖加固技術(shù)是利用振沖器，置放在疏松的中細(xì)沙層中，使用高壓水沖，并予以振動(dòng)，使沙層處于液化狀態(tài)，以致沙粒重新擠緊，增加沙層的緊密度，達(dá)到加固的目的。我國(guó)心墻沙殼壩較多，在施工中沙殼多未碾壓或碾壓不實(shí)，有的壩基也有細(xì)沙層未處理，受外界振動(dòng)影響，極易滑坡。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自1961年至1988年在我國(guó)發(fā)生的16次6級(jí)以上強(qiáng)烈地震中，受損壞的土石壩達(dá)250座以上，其中約20%的壩受到嚴(yán)重破壞，而破壞最嚴(yán)重的壩幾乎都是因地震致使沙粒液化造成的。因此，防治地震液化已成為地震區(qū)確保土壩安全的最重要環(huán)節(jié)之一近年來(lái)，采取的措施除上游壩腳拋石蓋重和下游壩腳加強(qiáng)排水蓋重外，重點(diǎn)采用振沖加固。其一般深度可達(dá)15～30m，效果比較好。山東省陡山水庫(kù)土壩高29.7m，為寬心墻砂殼壩，壩基料為厚3m的礫質(zhì)粗砂。土壩于1974年建成。該壩殼填料較復(fù)雜，下部草本上是礫質(zhì)粗砂，相對(duì)密度僅0.34，上部是碾壓不實(shí)的山皮土。經(jīng)復(fù)核發(fā)現(xiàn)，在8度設(shè)計(jì)地震烈度情況下，上游壩殼和上、下游壩腳處的壩基都會(huì)發(fā)生液化。由于水庫(kù)不能放空，因此在挖除部分上游壩殼填土后，對(duì)底部壩殼進(jìn)行水下振沖加固，然后一再重新回填壓實(shí)上部壩殼。同時(shí)，對(duì)上、下游壩腳處的壩基采用振沖壓密，并加堆石蓋重。內(nèi)蒙古紅山水庫(kù)土壩為均質(zhì)土壩，高31m，壩身質(zhì)量良好，坐落在深40～60m的覆蓋層上。覆蓋層上部24m為極細(xì)砂至中砂層，相對(duì)密度在0.50～0.65之間。近年來(lái)，對(duì)該壩在7度設(shè)防地震烈度情況下的穩(wěn)定進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)在下游壩腳處壩基的液化深度可達(dá)17m。為防止壩基失事，采用了壩基抗震加固措施，保留原有的排水減壓井，在其上用5m高的堆石蓋重防止壩基液化。在下游壩基中設(shè)置寬20m，深10m的振沖加密區(qū)以確保土壩下游坡的穩(wěn)定，使4m高的堆石蓋重區(qū)向下游延伸至一定距離，以保證振沖加密區(qū)的穩(wěn)定。同時(shí)要求在堆石蓋重區(qū)底部鋪設(shè)反濾層，并要求平整下游灘地，改善排水條件。3.8射水造孔澆筑混凝土墻技術(shù)在砂質(zhì)、軟土地基上建造地下混凝土防滲培，利用高速射流建造槽孔，以代替過(guò)去用烏卡斯鉆機(jī)造孔，速度快，設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)低。具體方法是:利用水泵及成型器中射流的沖擊力破壞土層結(jié)構(gòu)，水土混合回流泥沙溢出。池面，同時(shí)利用卷?yè)P(yáng)機(jī)操縱成型器不斷上下沖動(dòng)，進(jìn)一步破壞土層，切割修整孔壁，造成有規(guī)格的槽孔，且用一定濃度的泥漿固壁，隨后采用常規(guī)的水下混凝土澆筑，建成混凝土或鋼筋混凝土槽墻，利用成型器側(cè)向特殊裝置將槽墻連接成地下連續(xù)的防滲墻。1988年5月在福建省福州市區(qū)防洪堤上應(yīng)用，共完成深度為10～13m的槽孔474個(gè)，共計(jì)967延長(zhǎng)米，造孔面積10869m2，造墻面積9910m2。后經(jīng)取樣檢查試驗(yàn)，防滲墻表面平整，墻體接縫緊密，墻厚22cm，墻最深13m，垂直誤差小于1/300，墻體混凝土強(qiáng)廠(chǎng)度為13.8MPa，滲透系數(shù)K=1.27×10-8cm/s，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)要求。1990年推廣到江蘇省駱馬湖南堤，長(zhǎng)300m進(jìn)行試驗(yàn)，處理滲漏，也獲得成功。1991年在駱馬湖堤全面推廣。3.9混凝土建筑物補(bǔ)強(qiáng)加固材料壩體、溢流面以及輸、泄水建筑物消能工等部位，存在滲漏、沖刷、空蝕、凍融和水質(zhì)侵蝕等破壞，危及工程安全，需要新型補(bǔ)強(qiáng)加固材料。目前主要有以下5種：3.9.1丙烯酸酯共聚乳液水泥沙漿使用少量高分子聚合物加人新鮮水泥砂漿后形成具有抗裂、抗凍、防水、防腐、耐磨、粘結(jié)強(qiáng)度高的聚合物改性水泥沙漿。這是一種新型的、性能優(yōu)異的修補(bǔ)和護(hù)面討料，與普通水泥砂漿相比，最大極限引申率可提高2～3倍，抗拉強(qiáng)度加倍，抗拉彈模相應(yīng)減少，收縮也減少很多，與老混凝土潮濕面粘結(jié)強(qiáng)度提高4倍以上，吸水率降低80%，抗海水氯離子滲透能力提高約8倍，抗老化強(qiáng)，浸水2d抗拉強(qiáng)度和極限引伸率基本穩(wěn)定。與常用的環(huán)氧砂漿相比，具有施工方便，基本無(wú)毒，成本低等優(yōu)點(diǎn)。適用于防滲、防碳化、防凍融、防氯鹽腐蝕，無(wú)水侵蝕等表而密封防護(hù)修補(bǔ)加固工程使用，已在90多個(gè)工程推廣應(yīng)用，收到良好效果。3.9.2高強(qiáng)抗磨硅粉混凝土在混凝土中摻人超微硅扮，可以使新拌混凝土提高內(nèi)聚力、減少泌水和離析，提高可泵性，減少?lài)娚浠貜棑p失，具有良好的澆筑性能，使硬化混凝土提高強(qiáng)度和耐久性，還可抑制堿性骨料反應(yīng)，與水泥用量為430kg/m3的40MPa普通混凝土相比，在不增加水泥用量的情況下，抗壓強(qiáng)度可達(dá)80MPa，抗沖磨能力提高一倍以上，抗空蝕能力提高5倍左右。在龍羊峽、葛洲壩、映秀灣和大伙房等工程應(yīng)用，效果較好。3.9.3超早強(qiáng)硅粉混凝土為了滿(mǎn)足搶險(xiǎn)工程需要，充分利用混凝上各種有關(guān)外加劑和硅粉的特性，研制成功一種12h抗壓強(qiáng)度可達(dá)20MPa的超早強(qiáng)混凝土，28d強(qiáng)度可達(dá)50MPa以上，抗磨強(qiáng)度比普通40MPa混凝土提高一倍。3.9.4水下不分散混凝土當(dāng)這種不分散混凝土直接澆筑在水中時(shí)，水泥漿散失量很少，即使受水的沖刷作用，仍具有良好的抗分散性、粘稠、富于塑性，具有優(yōu)良的自流性及填充性，很少泌水或浮漿。3.9.5新型嵌縫止水密封材料（Pu密封膏）新型嵌縫止水密封材料，具有低模量、大延伸率，適應(yīng)變形，抗凍、抗?jié)B和抗流淌性能好，與原混凝土表面結(jié)合牢固。4病險(xiǎn)水庫(kù)加固技術(shù)發(fā)展方向(1)我國(guó)有已建水庫(kù)8.7萬(wàn)余座，由于先天不足，管理落后，使約44%的水庫(kù)成為病險(xiǎn)水庫(kù)，因此病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固和安全管理工作十分繁重。由長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院開(kāi)發(fā)的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程信息系統(tǒng)，具有處理信息容量大、速度快，信息資源共享性能好，查尋資料和調(diào)用信息方便等優(yōu)點(diǎn)，可在各級(jí)水利行政管理部門(mén)中推廣使用，將會(huì)大力促進(jìn)我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)的提高。(2)我國(guó)的水庫(kù)大壩95%以上為土石壩，土石壩上游護(hù)坡加固十分普遍。采用預(yù)制塊護(hù)坡，既能適應(yīng)壩體變形，又能使壩坡保持整齊美觀的效果，但相應(yīng)規(guī)范中均沒(méi)有預(yù)制塊護(hù)坡的設(shè)計(jì)方法，套用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡手冊(cè)計(jì)算的預(yù)制塊厚度較大，不便施工，且形狀單一。建議開(kāi)展預(yù)制塊護(hù)坡的成套技術(shù)研究，以提升我國(guó)土石壩護(hù)坡技術(shù)水平。(3)我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)的混凝土建筑物普遍存在碳化較為嚴(yán)重的問(wèn)題。目前主要采用丙乳砂漿進(jìn)行表面防碳化處理，但丙乳砂漿涂抹施工難度大，存在表面涂抹不平整或顏色不均勻等現(xiàn)象，造成建筑物外觀效果不佳。建議加強(qiáng)水工建筑物表面防碳化處理成套技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)，以提高我國(guó)水工建筑物表面防碳化處理水平。(4)安裝土工膜、粘貼鋼板和粘貼碳纖維布等新型加固技術(shù)，已在病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中有所使用，但使用條件和施工方法均受到較大的限制，需要開(kāi)發(fā)和研究成套加固技術(shù)，從而降低成本和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。(5)隨著混凝土面板堆石壩技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)我國(guó)已修建了大約200座混凝土面板堆石壩。目前已有一些面板堆石壩運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)較大滲漏，如株樹(shù)橋水庫(kù)于1990年11月下閘蓄水，1999年11月大壩漏水量達(dá)到2500L/s；白云水電站1997年底蓄水，2010年10年大壩漏水量達(dá)到800L/s。有些面板堆石壩發(fā)生滲漏后，還不具備水庫(kù)放空加固的條件。面板堆石壩的滲漏檢測(cè)與加固，目前在我國(guó)還具有一定的難