水庫主壩主要安全隱患及加固措施

王克

摘 要：在社會經濟體系持續發展的過程中，水利工程對于經濟的發展來說，起到了至關重要的作用，水利工程不單單對于經濟的增長起到了刺激作用，同樣還對于人們當前的各方面生活環境帶來了改善效果，極大的提升了人們的生活水平。但是在某些水庫工程中，由于技術不成熟的影響，導致部分水庫主壩結構甚至存在著安全隱患，這就促使必須要采取相應的措施來對水庫主壩進行加固，避免出現安全事故的可能性。該文主要針對水庫主壩的主要安全隱患以及加固措施進行了全面詳細的探討，以期為我國的水庫加固施工提供參考。

關鍵詞：水庫主壩 安全隱患 加固措施

中圖分類號：TV698 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0105-01

就目前來說，我國社會經濟體系持續發展的過程中，水庫主壩本身所存在的安全隱患不但對于水庫本身的持續運行帶來了影響，還對于我國整體的經濟發展同樣帶來了威脅，嚴重情況下甚至還會引發安全事故。這些情況都促使水庫主壩的隱患問題解決，已經成為了一個迫在眉睫的問題，要避免安全隱患的存在，就必須要采取完善的加固措施進行處理，保證主壩本身能夠長久安全工作。該文主要針對水庫主壩主要安全隱患以及加固措施進行了全面向西的探討。

1 工程概況

某個水庫的總庫容量有2.55億 m3作用。這一座以防洪、農用灌溉為主的水庫，其中還起著對水產養殖、發電等綜合項目的作用。這座水庫的主要由幾個部分構成：主壩、副壩、泄洪發電隧道、溢洪道和發電站等等。主壩的主要建設材料是粘土木板心墻構成的砂殼壩，長460 m。壩頂高程達128.4 m，最大高度為48 m。其泄洪發電隧洞處于水壩的左岸，由進口、洞身和出口這三個部分構成，發電隧洞自身具有泄洪、發電、輸水等等多個較大的用途溢洪道則在主壩左邊的2000 m處，由粘土構成的斜墻壩。

2 存在著主要問題

就目前來說，很多出現運行隱患的水庫，常見的主要問題主要是泄洪發電隧道、主壩、溢洪道等幾個部分之中。

2.1 主壩存在的問題

依據本文案例水庫所呈現出的數據來看，當初在主壩建設的過程中，施工隊伍主要是使用粘土模板來作為主要的建設材料，并且為了使得主壩能夠達到防滲設計標準，便直接將混凝土心墻、模板材料等多個不同的部分進行了緊密的結合。但是在實際施工期間，由于部分施工人員本身所采取的施工措施出現差錯，再加上施工材料本身有所缺陷，這直接導致水庫主壩在建設完成后，出現了一定的溢流現象。同時，在水庫主壩長期運行過程中，受到水流的沖刷和侵蝕，質量隱患也就不斷加劇，特別是對于周圍環境以及周圍居民的生命財產安全來說，質量隱患的出現帶來了巨大的威脅。水庫主壩的質量問題主要表現在以下幾個方面。

2.2 主壩心墻不符合工程施工的標準

要深入的了解原主壩結構當前粘土木板心墻的現狀，就必須要采取相應的質量測量措施，依據對案例工程的實際測量結果來看，該水庫粘土心墻之中有著不連續的現象，并且當前墻體所呈現出的高度已經無法充分的滿足工程需求，與原設計相去甚遠。在這樣的情況下，水庫壩體自身所具有的可靠性、安全性也就無法通過結構基礎來獲得，長期在水流的沖刷以及結構應力的影響之下，水庫主壩自身所具備的安全系數也在持續不斷的降低，這是水庫主壩結構體所存在的安全隱患之一。

2.3 主壩主河床段清基較徹底

通過對水庫主壩壩基的巖層結構進行調查，人們在對把壩基施工的過程中，沒有對主壩基礎結構中存在的積土進行徹底的情況，就是使得巖層結構的強度無法滿足基礎施工的要求，從而導致水庫主壩的壩基在長期施工的過程中存在著一定的質量問題。

2.4 泄洪發電隧洞存在的問題

泄洪發電隧洞主要存在以下問題：（1）隧洞進水閘后陡坡段及消力池上游陡坡段底部存在多處混凝土剝落、鋼筋外露，外露鋼筋銹蝕嚴重；（2）出口處鋼板襯砌銹蝕嚴重，部分鋼板與混凝土脫落分離。

2.5 溢洪道存在的問題

一級消力池緩坡段后的二級消力池及尾水渠至今未建，不具備大量泄洪能力，如強行泄洪將對下游鄉鎮造成嚴重危害。

3 除險加固設計

3.1 主壩加固設計

由于主壩缺少連續的防滲體，并且現有的粘土木板心墻太薄，不滿足現有規范要求，同時考慮水庫在防洪等方面的重要性，主壩必須增設新的防滲體。加固設計進行了塑性混凝土防滲墻和高壓旋噴防滲墻兩個方案的比較，最終采用主壩全壩線增設塑性混凝土防滲墻方案。由于風化巖層中造孔較困難，故右壩肩壩基5～20 m厚風化巖石層采用帷幕灌漿處理塑性混凝土防滲墻位于原粘土木板心墻上游側，距原心墻軸線4.0 m，防滲墻施工過程中不應破壞原有粘土木板心墻塑性混凝土防滲墻全長430 m，墻頂高程127.0 m，高于校核洪水位126.66 m，主河床墻底高程88.6 m，最大墻高47 m。左壩段及主河床段風化巖石厚度很小，塑性混凝土防滲墻應進入弱風化、微風化巖石層。右壩段風化巖石較厚，塑性混凝土防滲墻應進入風化巖石0.5 m，墻底部風化巖石層采用帷幕灌漿處理，帷幕灌漿采用單排孔，孔距2 m，灌漿孔深入巖石弱風化巖層5 m。防滲墻設計水頭在38 m以上，根據國內已建的類似工程經驗，塑性混凝土防滲墻允許滲透坡降為60～80，考慮到防滲墻深度和現有的施工機械性能，在參照近年來國內已建的類似工程防滲墻基礎上，確定防滲墻有效厚度為0.6 m塑性混凝土防滲墻主要性能指標為：彈性模量小于800～1000 MPa，抗壓強度不低于2.0～3.0 MPa。

3.2 防滲墻結構計算

在針對防滲墻自身結構進行計算的過程中，應當要采取以下的方式來進行假定：防滲墻、壩體土之間所呈現出的關系主要是利用文克爾的計算模型來進行假定，那么在防滲墻所承受到荷載力之后將相應的作用力直接支撐在把壩體土結構上，如此以來防滲墻也就和壩體土達到了一種協調性，墻體之上所呈現出的各個不同反力實際上也就和各個不同的變位形成了正比的關系，也就是說，壩體土本身的反力系數實際上是隨著深度直線以及不同地層的變化而變化的。

4 結語

綜上所述，在針對水庫主壩采取施工措施的過程中，由于多方面施工技術、施工材料的限制影響，直接使得人們在針對水庫主壩工程施工過程中的相關質量受到了直接影響，而這部分安全隱患不僅會導致人們生命財產受到影響，還會對于水庫的正常運行帶來威脅。所以，務必要定期對于水庫采取檢驗措施，第一時間發現安全隱患，及時采取相應科學合理的加固措施來加以處理，保證水庫本身的主壩能夠在這一過程得到有效的加固，去除其中所存在的安全隱患。

參考文獻

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