水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)處理分析

祝愛華（湖南省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究總院，湖南長沙）

水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)處理分析

祝愛華（湖南省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究總院，湖南長沙）

眾所周知，開展水利工程的建設(shè)有著重要意義。水庫大壩是水利工程中最為常見的建筑之一，在水利工程中占據(jù)重要地位。基于此，必須加強(qiáng)已建水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲工作，本文即針對(duì)此展開了具體分析。

水庫；大壩；除險(xiǎn)加固；防滲；設(shè)計(jì)；處理

1 引言

目前，我國的水利工程建設(shè)處于快速發(fā)展的時(shí)期，對(duì)于水庫大壩的使用也不斷增多。而在水庫大壩工程中，做好防滲加固工作十分重要，對(duì)此必須重視水庫大壩的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，以有效的保障水庫和河道的防洪安全。

2 水庫大壩的除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)處理的重要性

對(duì)于水利工程而言，水庫大壩是十分常見的建筑，且水庫大壩對(duì)于調(diào)節(jié)水源以及涵養(yǎng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的作用。水庫大壩能夠在夏季雨量充沛的時(shí)期及時(shí)的儲(chǔ)存水源，在雨水較少的時(shí)期開閘泄水，從而確保農(nóng)業(yè)長期穩(wěn)定的發(fā)展。我國水庫大壩的建設(shè)通常建設(shè)時(shí)間較長，因此可能會(huì)存在諸多病險(xiǎn)水庫，加上設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏低，導(dǎo)致輸送水的能力較弱。為此，在進(jìn)行水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)的過程中，需要及時(shí)的針對(duì)水庫大壩病害情況做好水庫大壩的改良設(shè)計(jì)，從而有效的做好降水量的調(diào)節(jié)。

對(duì)水庫大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)的過程中，需要制定有效的設(shè)計(jì)方案，比如，針對(duì)大壩滲漏問題，需要采取有效經(jīng)濟(jì)的防滲技術(shù)措施，結(jié)合水庫大壩的溢洪道泄流水面線實(shí)際情況，進(jìn)行邊界加固工作，通過加厚地板等方法，保證開展水利工程建設(shè)更具科學(xué)性以及實(shí)用性。

3 水庫大壩除險(xiǎn)加固的防滲設(shè)計(jì)具體處理方式

3.1 提高大壩壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

3.1.1 具體水庫大壩的結(jié)構(gòu)分類

水庫大壩防滲加固時(shí)，所采取的措施必須遵循遵守上堵中截下排的原則，需借助天然粘土以及人工填筑粘土的方式進(jìn)行整體水平鋪蓋。此外，水庫大壩除險(xiǎn)加固還可采用垂直防滲的方式，具體方法有：高壓噴射灌漿防滲、混凝土防滲墻、倒掛井防滲墻以及劈裂灌漿防滲等。大壩的壩體需要根據(jù)上下游坡度的陡緩度采取相對(duì)應(yīng)系數(shù)放緩對(duì)策進(jìn)行實(shí)際施工。

3.1.2 加強(qiáng)大壩其他建設(shè)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)維護(hù)

要想穩(wěn)定大壩結(jié)構(gòu)，還需要加強(qiáng)護(hù)坡工作，做好涵洞危險(xiǎn)災(zāi)情處理、排水棱體處理，從而提高泄洪道排水的能力，實(shí)現(xiàn)大壩改造除險(xiǎn)加固的目的。滑坡對(duì)于水庫大壩有著直接的影響，因此需要結(jié)合滑坡作用特點(diǎn)、自身性質(zhì)、形成原因、滑坡范圍、規(guī)模、滑坡的邊界條件等，做好力學(xué)參考工作，從而實(shí)現(xiàn)滑坡有效處理，保證其安全穩(wěn)定性。

3.1.3 做好大壩壩體加固，提升抗震能力

進(jìn)行水庫大壩除險(xiǎn)加固的工作中，還需要加強(qiáng)其抗震能力，做好地震震級(jí)、地震烈度的檢測工作，進(jìn)行大壩壩體的加固。對(duì)于大壩壩體的抗震加固，還要做好水庫大壩壩頂?shù)某咴O(shè)計(jì)，從而放緩坡壩，以促進(jìn)水庫壩體的上部壩坡穩(wěn)定性。因?yàn)樗畮齑髩蔚纳喜康卣饝T性較大，需要進(jìn)行增厚加固，一般采用石塊/石塊砌體進(jìn)行增厚，同時(shí)加設(shè)鋼筋槽籠以提高水庫大壩建設(shè)的穩(wěn)定性。要想做好鋼筋、土石方格的設(shè)置，需要注意做好水庫下游坡壩的加固，避免開閘泄洪出現(xiàn)下游壩坡被沖毀的問題。

3.2 提高水庫的除險(xiǎn)加固能力

3.2.1 采取有效的水庫除險(xiǎn)加固措施

水庫大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，必須以簡便可行為主要原則，從而保證工程的經(jīng)濟(jì)性。做好水庫大壩除險(xiǎn)加固工作，要求施工人員在施工現(xiàn)場做好地質(zhì)勘查工作，對(duì)大壩滲流情況進(jìn)行具體分析。通常情況下，大壩壩體的裂縫產(chǎn)生后不進(jìn)行及時(shí)處理則會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)大壩整體潰堤，因此在水庫大壩除險(xiǎn)加固的過程中，第一步便要解決裂縫的問題，有效的達(dá)到加固的目的。如果滲流的情況不嚴(yán)重，則可采用高壓單管混凝土旋噴施工技術(shù)，保證滲流縫隙得以堵塞，從而有效避免混凝土板產(chǎn)生脹裂。此外還可采用翻砌的施工方式以處理裂縫滲水的問題，實(shí)現(xiàn)接縫處理。在水庫大壩的上游，還可選擇混凝土面板防滲技術(shù)。因?yàn)榛炷撩姘鍖儆趧傂泽w，容易出現(xiàn)裂縫問題，所以進(jìn)行水庫除險(xiǎn)加固時(shí)一般采用單管高壓旋噴造防滲墻施工的方法，從而保證水庫大壩防滲工作的順利開展。

3.2.2 水庫的防滲技術(shù)

水庫一旦產(chǎn)生滲水問題，由于水庫大壩的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)在強(qiáng)大的水壓作用會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)或部位的變化，所以需要采用有效的水庫防滲技術(shù)，從而達(dá)到壩體防滲的目的。一般采用混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿、帷幕灌漿、深層攪拌連續(xù)墻等措施進(jìn)行防滲，從而有效的提升水庫大壩整體施工的質(zhì)量。

3.2.3 壩體的加固滲漏處理技術(shù)

大壩壩體加固主要是為了加強(qiáng)壩坡的整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性，通過堅(jiān)固壩坡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以提升工程整體的抗剪強(qiáng)度。其加固滲漏處理技術(shù)一般采用高壓旋噴防滲墻技術(shù)，通過設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢查保證施工質(zhì)量，同時(shí)借助開挖回填、增設(shè)防滑體以及放緩壩坡等方式采取有效的防滑措施并摻合土料以達(dá)到防滲的目的，從而實(shí)現(xiàn)壩體加固，以確保水庫大壩整體的質(zhì)量及穩(wěn)定性。

4 結(jié)合實(shí)例分析水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲處理設(shè)計(jì)

本工程為某水庫大壩工程，大壩壩址以上的集雨面積約為 0.85km2，最大壩高為 13.2m，水庫的總庫容面積約為20.7m3。本大壩為均值土壩，壩頂高程為900m，壩底的開挖高程約886.8m，壩體的平均建基面高程約886.8m，壩頂長度為54.1m，壩頂?shù)暮穸燃s4.4m。上游壩坡為單坡，以塊石砌護(hù)施工，坡比為1：2.2；下游壩坡種草，高程893.4m，且設(shè)置馬道，馬道的上坡比約為1：1.65，下坡比約1：2.27。壩趾處則設(shè)置堆石棱體以達(dá)到防滲的目的，棱體頂寬2.9m，內(nèi)坡比為1：0.5，外坡比則為1：2.41。本水庫主要功能以灌溉為主，是結(jié)合養(yǎng)殖、防洪的綜合利用小（2）型水庫。該水庫大壩屬于5級(jí)建筑物，正常水位高約897.0m。對(duì)本大壩土體進(jìn)行分析，其土工顆粒中粘粒含量約24～47%，粘粒含量較大，塑性約7.2～13.5，土料總體質(zhì)量一般。

目前水庫大壩壩體出現(xiàn)滲流，經(jīng)過調(diào)查分析其主要原因?yàn)椋孩賶紊硖钪馁|(zhì)量較差，造成壩體內(nèi)部出現(xiàn)滲流通道。②壩體、壩基以及基礎(chǔ)接觸部位未做好防滲處理。所以需要及時(shí)進(jìn)行壩體防滲高壓噴漿施工，進(jìn)行壩基與接觸段帷幕灌漿施工，以減少滲流量。進(jìn)行壩體的單管高壓旋噴防滲設(shè)計(jì)，制定相應(yīng)方案。選擇旋噴防滲墻的軸線，按照大壩的地形特點(diǎn)以及應(yīng)力條件，在土壩軸線的上游設(shè)置高壓旋噴防滲墻，采取平行原壩軸線的方式進(jìn)行旋噴加固。

加固后需進(jìn)行滲流安全性分析及評(píng)價(jià)，首先需要進(jìn)行斷面計(jì)算。大壩屬于均質(zhì)土壩，選擇大壩的最大斷面實(shí)施斷面計(jì)算，大壩滲流計(jì)算采用AutoBANKV6.1軟件進(jìn)行計(jì)算分析。具體計(jì)算結(jié)果如下：

（1）上游水設(shè)計(jì)正常蓄水位，高度為897.8m，下游無水時(shí)分析滲流穩(wěn)定性。通過相關(guān)計(jì)算壩體的單寬總滲流量計(jì)算公式為q=9.0cm3/s·m，最大的水力坡降0.12，出現(xiàn)于大壩的上游面高程滲流口位置，高度為897.8m。

（2）上游庫設(shè)計(jì)洪水位，高度為898.59m，下游無水時(shí)分析滲流穩(wěn)定性。通過相關(guān)計(jì)算壩體的單寬總滲流量計(jì)算公式為q=11.0cm3/s·m，最大的水力坡降0.13，出現(xiàn)于大壩的上游面高程滲流口位置，高度為898.59m。

（3）上游庫、校核洪水位，高度為899.07m，下游無水時(shí)分析滲流穩(wěn)定性。通過相關(guān)計(jì)算壩體的單寬總滲流量計(jì)算公式為q=11.0cm3/s·m，最大的水力坡降0.14，出現(xiàn)于大壩的上游面高程滲流口位置，高度為890.07m。

（4）上游庫校核洪水位，高度為899.07m，驟降至溢洪道的堰頂高程897.0m，下游無水時(shí)分析滲流穩(wěn)定性。通過相關(guān)計(jì)算壩體的單寬總滲流量計(jì)算公式為q=11.8cm3/s·m，最大的水力坡降0.20，出現(xiàn)于大壩的上游面高程滲流口位置，高度為899.07m。

對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行分析，按照大壩填土顆粒進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)，確定大壩填土的滲透變形為流土類型。采用單管高壓旋噴防滲墻技術(shù)進(jìn)行處理后，各部位滲流情況得以有效處理，達(dá)到了壩體除險(xiǎn)加固防滲的效果，滿足水庫的使用要求。

5 結(jié)束語

總的來說，水庫工程有著重要作用，尤其在防御洪水災(zāi)害以及確保國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面有著重要地位。所以，一定要做好水庫大壩安全管理工作，加強(qiáng)除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)與處理，完善水庫的鑒定制度，及時(shí)的掌握工程的動(dòng)態(tài)，從而確保大壩工程安全的運(yùn)行。

[1]謝 瓊，彭有義.防滲墻處理技術(shù)在水庫除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用研究[J].科技傳播，2011（15）：113～114.

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2095-2066（2016）32-0115-02

2016-8-13

祝愛華（1969-），男，高級(jí)工程師，本科，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。