水库堤坝除险加固施工技术方法分析王利民

水库堤坝除险加固施工技术方法分析王利民

王利民1项叶详2

1.杭州河川建设有限公司2.杭州大自然环境工程有限公司

摘要：我国多数水库设施建设年代相对较早，受到时代经济技术水平的限制，导致水库设施本身建设标准偏低、施工质量不达标、渗漏问题非常普遍、稳定性差以及防洪标准不达标等。而且一些水库堤坝日常养护工作不到位，且使用年限较长，却没有得到合理的修缮，存在严重的安全隐患，威胁着人们的生命和财产安全。因此，为消除水利堤坝存在的安全隐患，就必须采取合理的除险加固措施，确保水库正常运行，从而有效发挥出水库本身的工程效益。

关键词：水库；除险；加固；

引言

在20世纪60～80年代，我国大力兴建了一大批中小型水库，发挥了防洪、农业灌溉、供水功能，对经济发展起到了重要作用。几十年来，这些水库都不同程度地出现了病害，影响了使用，因此现阶段正在大力开展维修加固。在维修加固中，由于这些水库地理位置一般较为偏僻，条件比较艰苦，施工队伍素质一般，工程质量或多或少得不到保证，加强除险加固施工技术管理至关重要。这不仅关系到工程质量本身，而且关系到长远的工程效益。

1水库堤坝运行现状分析

1.1泄洪能力不足

由于设计以及环境因素的作用，一些水库的溢洪道设计标准偏低，同时，有些施工人员也没有严格执行设计规范以及图纸的要求，擅自缩减溢洪道的截面积，导致泄洪能力明显减少，无法满足实际运营要求。当汛期来临，频繁出现大雨天气时，连续发生险情，对水库以及人们生命财产造成了极大的威胁。

1.2设备老化严重漏水

一些小型水库没有设置专门的管理部门，管理工作主要由村镇政府的相关部门来负责，所以，难免存在管理不严格、疏于管理等现象。很多设备由于运行时间过长、养护工作不到位、性能严重下降，一些设备常年带病作业，还有一些设备已经无法正常运行，同时，没有进行设备的更新，导致运营水平下降。尤其是防水涵洞如果出现问题，水库则无法进行蓄水操作。由于会发生渗流，还会导致坝身、坝壳以及心墙土料出现流水，坝身中存在孔洞，进而发生塌陷，造成严重的安全问题。

1.3水库大坝渗漏严重

（1）大坝裂缝。坝体问题中很常见的就是坝体出现裂缝现象，大坝裂缝通常分为横向裂缝和纵向裂缝，横向裂缝是指裂缝垂直于坝轴线方向的裂缝，该裂缝危害要比纵向裂缝高很多，当发现贯穿上下游的横向裂缝时，需要先降低水库水位，然后对裂缝区域进行处理，采用与坝体材质相同的材料进行填缝封闭。

（2）坝基渗漏。一般情况下，大坝在进行施工前，都需要对所建地点进行地质勘探，以确保坝址处的地质条件能够满足要求，对于溶洞、石灰岩、断层等特殊地质进行处理。但在实际处理过程中，这些区域难以处理彻底，导致渗漏问题出现。此外，大坝施工过程中对坝体防渗施工监控不足导致的，防渗材质不达标，压实度或者渗透系数不达标，或者厚度不足等也是坝体渗漏产生的原因。

（3）变形破坏。通常引起水库堤坝的变形主要分为渗透破坏变形和土体破坏变形。而土体破坏变形则是由于水库坝体在土坝坝体和坝基的荷载作用下引发的变形，或者是在水压的作用下由于坝体的填土厚度不同，导致在土体固结中造成坝面土体出现位移而变形。

2水库堤坝除险加固施工技术

2.1合理设计施工方案

首先，做好地质勘测。保证所选择的勘测地点合理，环境满足勘测要求，不允许在具有危险的地点进行勘测。在进行总体设计以及平面布置过程中，要做好勘测工作，钻探方法、取样以及试验方法应该合理，与设计条件相一致，技术人员必须详细了解现场的地质资料，避免或者尽可能减少对地质环境造成损害。再者，保证设计方案科学合理。在方案的选择中，必须本着客观科学的态度，实事求是地开展工作，对于输水结构的建设，要做好挡水建筑的加固处理，合理改造启用闸门以及开关设备，合理布置通讯报警装置。小水库加固施工必须将安全鉴定结果作为基本的依据，设计中应该严格比选不同的方案，选择出最佳方案。同时，尽可能降低资金投入量，减少能源消耗，满足水库所在地点的工程要求。

2.2防渗加固技术要点

目前大多数出现工程问题的水库大坝，其原因多半在于坝基、坝体和绕坝渗漏以及因渗漏引起坝体浸润线抬高进而导致坝坡失去稳定性的问题。在工程设计中，应该重点解决这个问题，打造一道科学合理的防渗体系，为大坝的稳定运行提供安全保障。

（1）坝顶防渗加固措施。水库坝顶工程加固很有必要，主要是因为在一些水库施工当中，其直接将水库坝顶作为施工场所，这就很容易导致坝体开裂，埋下安全隐患。在具体的加固设计工作当中，要求详细规划，充分掌握水库坝顶路面的排水情况，并选择在其下游位置铺设相应的路缘石。同时还可在此基础上设置与坝坡横向连接的排水口，这样能够促使坝顶路面直接向着其下游位置倾斜大约2－3%的角度。通过对水库坝顶高度的测量，根据测量结构来实施设计，如果所涉及的坝顶高度直接低于当前的坝顶高度，并且其本身宽度难以达到相应的规范要求时，就可直接采用削低坝顶的方式来促使坝顶高度和其宽度符合设计要求。

（2）坝坡防渗加固措施。通常水库坝边坡比值的计算过程非常复杂，必须结合坝体本身所能承受的荷载、坝体和坝基本身的物理力学性质以及坝坡高度、坝坡渗流和抗滑稳定性来加以计算，只有这样才能促使其充分满足坝坡本身的稳定性需求。在针对水库大坝进行护坡加固设计时，可选择预制混凝土块的方式，设置出足够的排水孔与纵横缝，并且将其迎水面预制混凝土土块设置为高低起伏状，而其上游坝坡则需设计成护坡坡脚的基座功能。

（3）坝基和坝肩防渗加固措施。在修建过程中坝基和坝肩的完善程度不足，所以都会出现接触性渗漏。当渗漏层结构为岩石时，可以通过对帷幕灌浆技术的合理利用，来实现加固。帷幕的深度要进入岩石不透层中或者风化层内部。孔的位置要沿着大坝的轴线来设置，最终延伸到岸边的坝肩处。帷幕防渗墙不允许成为一个单独的部分，应该和防渗心墙、坝肩构成一个整体结构，成为一个垂直形式的防渗体。当坝基和坝肩的结构为土质时，渗透层深度不足，可以利用黏土墙来进行防渗，黏土墙进入基础以及两岸部分的深度尺寸为进入不透层的尺寸大于1m。

（4）坝体防渗加固措施。主要是通过对水库原有的防渗结构进行加固处理、补强处理或者重新修建来实现的。使用较多的处理办法有黏土斜墙、混凝土面板墙以及填充、霹雳以及高压喷射灌浆等方式，也可以采用套井回填以及土工膜防渗等技术。一是，黏土斜墙技术。对于黏土存量大、防渗心墙断面尺寸较小、渗漏现象相对严重的水库，可以采用黏土斜墙的施工方式。这种施工方法操作简单、但是效果显著，资金投入量小，被很多小型水库所应用。并且从重建后投入运营以后的状况看，应用效果良好。防渗能力较强。二是，填充灌浆防渗。对于心墙截面积尺寸较大、渗漏不严重的情况，采用充填灌浆技术。一般来说，如果心墙的施工中，由于施工质量问题，而导致发生轻微的渗漏，可以采用填充灌浆的技术来改善水库的运行状况。将浆液填入心墙内部，充分发挥防渗的目的。从水库改建以后的运营状况来看，效果良好。三是，土工膜防渗技术。当水库周边环境中粘度以及无黏土的数量较少，同时水库大坝黏土心墙的截面积尺寸不大，不适合应用黏土墙以及灌浆技术来实现防渗施工。

结束语

综上所述，水库的除险加固工程是复杂长期的工程，在进行该项工程时，需要注意各环节的问题处理。随着时间的推移，水库的除险加固工程会越来越多并且施工难度越来越复杂，因此，水利工程项目要与时俱进，做好方案设计，提高施工工艺水平，保障施工管理验收，进一步保证病险水库的除险加固及安全运行。

参考文献：

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