水库大坝除险加固工程设计及施工技术陈瑜亮

水库大坝除险加固工程设计及施工技术陈瑜亮

陈瑜亮

四会市下茆镇水利水电管理站526200

摘要：笔者主要以实际工程概况出发，分别阐述了水库大坝除险加固设计，以及水库大坝除险加固工程的施工技术，以期为行业提供有效的参考与借鉴。

关键词：水库大坝；除险加固；工程设计；施工技术

引言：

现如今，我国水利工程事业得到显著的发展。水库大坝作为其中的重要组成，加强水库大坝的防护工作，对我国水利工程效益提升起到决定性的作用。除险加固工程能够从根本上消除水库大坝的安全隐患，提高其防洪能力和水资源的合理利用，不仅能够有效地改善水库大坝的防洪体系，还能够提高农业的生产与灌溉工作效率，为我国可持续发展奠定坚实的基础。

一、工程概况

笔者结合自身经验，以四会市下茆镇A工程为例。大坝座落为河上游坝，坝址以上流域面积6.64km2，（复核后）水库总库容90万m3，兴利库容65.2万m3，死库容2.8万m3，属小（Ⅱ）型水库。设计灌溉面积166.6hm2（实际灌溉面积8hm2）。以下为该工程渗漏分析评价：

（1）溢洪道渗漏溢洪进口段底板拉裂缝及伸缩缝有水呈有压状渗出，且有沉降错位现象。溢洪道渗漏主要集中在进口段30m范围内。

（2）坝体及坝基肩接触带渗漏坝体渗漏的主要原因是大坝在填筑时施工方法简陋，上坝土料质量较差，从而造成坝体填筑不密实，库水沿薄弱环节（带）产生渗漏。坝基（肩）渗漏，根据现场调查成果，库水主要沿坝体与基岩接触带和强风层产生接触及裂溶隙性渗漏和坝体渗漏，其渗漏原因主要上清基不彻底，且筑坝时未作防渗处理，岩体风化较严重，裂隙发育，透水性强，施工时未清除强风化层和作防渗处理，库水沿强风化层和裂隙密集带产生渗漏。坝基肩渗漏存在接触冲刷破坏问题，对大坝安全不利。

（3）放水涵洞渗漏

其原因主要是施工质量差，坝体与洞体结合不好，夯压不实，未做防渗等止水措施，库水沿接触带产生接触冲刷破坏，在一定水头作用下击穿砌体勾缝而产生渗漏。对大坝安全不利，影响水库的正常运行。

二、水库大坝除险加固设计

1.截渗、返滤与排水加固设计

大坝为均质土坝，最大坝高14.00m。坝顶高程854.21～854.67m，坝顶宽6.4m，坝顶长138.0m。坝顶设有浆砌石防浪墙，高约1.1m，墙厚约1m，现有多处损毁。上游坝坡1：2.56，坝面设有简易的干砌石护坡，经多年冲蚀，现损毁严重；下游坝坡极不平整，坝坡为1∶2.4～1∶2.8；下游坝坡设有二级马道，高程分别为851.00m、846.10m，马道宽分别为6.0m、2.5m，第一级马道实为当地群众在坝面上开挖出的简易公路，第二级马道上布置有连接放水涵的灌溉引水渠。下游坝坡渗漏较严重，下游坝坡有多处集中渗漏出水点及大面积的渗漏浸润区，随着库水位的升高，下游渗水点及渗漏浸润区也随之升高，渗漏量随之增加。

2.放水洞与溢洪道加固设计

放水洞是水库大坝当中的重要组成部分，设计人员在对大坝进行除险加固设计时，放水洞是必不可少的一部分。以混凝土矩形涵洞为例，其除险补强技术设计以对隐患部位进行补漏和补强为主，能够通过环氧砂浆、高强砂浆以及防水涂料的有效应用，来实现对涵洞内缺陷部分的修补。同时，可在洞内内衬PE管、玻璃钢管、内衬钢管等提升放水洞的综合质量。对溢洪道的除险加固可根据大坝具体境况来设计控制端、泄槽段、消力池和尾水渠段等，实现对溢洪道的有效补强。

3.坝顶、坝坡加固设计

在关于水库大坝除险加固进行具体工程设计的时候，首先要做的便是对坝顶和坝坡进行科学合理的设计。由于坝顶在实际应用过程中，需要承担一定的排水任务和责任，所以在针对其进行设计时，必须要保证坝顶本身具有一定的排水效果，排水设计要体现出合理性和有效性。在针对坝顶路面进行设计和具体建设过程中，应当尽可能保证坝顶路面能够逐渐向下倾斜，其整个倾斜程度需要被控制在有效范围之内，基本上是下游方向的2%左右就可以。通过这种方式的有效落实，不仅能够促使坝坡横向排水沟与排水系统相互之间的排水口能够建立有效连接，而且还能够保证最终的排水效果。此外，在针对水库大坝除险加固进行工程设计的过程中，鉴于坝顶高程设计是其中非常重要的环节，同时也是不可或缺的基础内容。所以在针对其进行设计时，要通过精确合理的计算方式，得出坝顶的高程。在针对高程进行合理利用的时候，设计人员要对高程的宽度和高度进行测量，只有达到安全标准之后，才能够将其应用到水库大坝除险加固的具体工程设计和应用当中。

三、水库大坝除险加固工程的施工技术

1.大坝帷幕灌浆施工技术

在针对水库大坝进行除险加固处理的时候，大坝帷幕灌浆施工技术也是其中非常重要的技术之一。在施工过程中，由于需要大量的浆体来实现有效的灌注，所以在施工过程中，要保证施工现场的准备工作落实到实处。在施工现场当中，不仅要准备好相对应的供电系统，而且还要结合实际情况，对灌浆系统、供水系统进行科学合理的布置。在针对供水系统进行布置的时候，要保证水量在供应过程中的充足性，与此同时，施工人员还需要结合实际情况，修建一个具有高位特征的水池。在实际应用时，可以通过潜水泵本身的抽水力，将水逐渐输送到基础供水的水池当中，以备不时之需。除此之外，设计人员还应当意识到供电系统设置在其中的重要性，由于灌浆泵、搅拌机等一系列机械设备在实际应用过程中，都离不开电力的支持。设计人员不仅要保证供电系统的合理设置，而且还要配备相对应的柴油发电机，一旦发生紧急情况时，可以起到良好的应急作用。

2.坝体培厚施工技术

坝体培厚施工技术是土石坝坝体内外坡加固除险设计的重要方法，其对于保证土石坝安全性与稳定性具有重要意义。坝体培厚施工技术的主要施工流程：先由挖掘机进行基础开挖，然后由人工进行辅助清理，之后进行堆石料、风化料的填筑，最后进行坝体返滤料的填筑等。在实际施工过程中，坝体培厚施工技术是以机械设备为主、人工配合为辅来进行施工的，在实际施工过程中，这种施工方法不仅能够保证施工质量，还能够提升施工进度，是水库大坝除险加固工程实现高效率施工的重要保障。

3.对检查孔的施工和岩心的鉴定

在灌浆施工结束后，经过一段凝结时间后，应对异常的部位进行检查孔的设置，通过压注水试验，能够对坝体的抗渗性进行科学的检测，从而判断其能否满足加固工程的要求。

4.输水涵的有效加固措施

对于水库输水涵的加固，要全面分析涵管在安全方面的隐患问题，结合实际情况，采取具有针对性的举措。首先，对于管径不大、进水困难的涵管，如果面对的水库坝比较高，破坝重建是解决的方法，但是面临较大范围的开挖工程，可以采取新建舒水涵的方式进行加固。虹吸管输水能够有效减少开挖量，同时，成本不高，但是，需要较为复杂的工程管理工作，所以，这种方式使用的几率不高。另外，涵管破坏也比较严重，同时，对于管径大的舒水涵，套管能够予以替代，主要是应用钢筋混凝土管、钢管，为了加强防渗作用，需要在原涵管和新涵管之间进行灌浆。

结语：

在水库大坝的日常使用过程中，为了保证其在运行过程中的稳定性和安全性，需要对其进行除险加固。除险加固的工程设计、施工技术科学合理的运用，不仅能够从根本上为水库大坝的运行安全提供保障，而且还能够对水库大坝的使用寿命起到良好的延长效果。设计人员需要结合实际情况，制定除险加固工程设计方案，采取有针对性的施工技术，为水库大坝除险加固的效果提供保障。

参考文献：

[1]张爱莉.水库大坝除险加固工程设计及施工技术运用[J].建筑工程技术与设计，2018（9）

[2]李涛翔.论水库大坝除险加固工程设计及施工技术[J].基层建设，2017（11）