中小型水库土石坝的除险加固设计解析

中小型水库土石坝的除险加固设计解析

孔得兵夏长城

孔得兵夏长城江西省上饶市鄱阳县水利电力勘测设计室

摘要：对水库的除险加固，不仅有效解除水库自身的安全隐患，改善和增强水库防洪体系，还可以更好的保障水库基本性能的发挥和防洪安全。文章主要分析了中小型水库土石坝的除险加固设计要点，以供参考。

关键词：中小型水库；土石坝；除险加固；设计引言很多地方的水库建造时间比较早，由于当时的经济发展水平及技术水平和施工质量都不是很高，所以当时施工的一些水库大坝多数都是土石坝。土石坝是我国水库的主要坝型，施工的方法传统简单，成型后坝体质量非常差，密实度和渗透系数仍然和标准要求相差很大。

大坝基防渗技术比较落后，在运作过程中，经常会出现下游坝坡渗漏、流土等情况，更为严重的甚至出现裂缝、坡等现象。还有些坝是砌石坝和混凝土坝，同样的施工简单，完工后大坝质量差，各种问题随之出现，给建筑物带来严重的影响。

1中小型水库土石坝的除险加固设计应注意的问题1.1土石坝坝坡滑动设计中的问题一旦受到外力或重力的影响，土石坝的坝坡都可能向下或外移动，如果坡内岩土的抗剪强度可以达到要求，则坡度就是稳定的，否则将会出现滑坡。因此，在进行土石坝坝坡滑动设计过程中要按照标准进行，完全遵循相关的标准，同时加强施工管理，按照设计图纸进行施工，及时处理施工中的问题，保证小型水库的质量。

1.2土石坝坝体灌注黏土浆加固设计中的问题当前，我国主要采取充填式与劈裂式两种坝体灌浆的方式，充填式主要用于自重灌浆，而所谓的劈裂式则是运用灌浆压力将坝体劈开，形成浆体帷幕，从动力来说，都是受到压力的影响，只是压力大小的差异。在进行该阶段的设计过程中要掌握好压力，选择合理的灌浆方式，也要注意结合当地的环境与地理特征，保证土石坝的加固工程质量。

1.3坝体与坝基的密室加固设计中的问题强化坝体与坝基密度是除险加固设计的主要工作，提高坝体与坝基密度是兴建土石坝的主要技术。在设计过程中一定要按照要求严格设计，选择最优的加固设计方案，精心施工。另外，在施工过程中也要按照设计的图纸进行施工，选择最优的材料，采取正确的方法进行施工，保证坝体填筑的质量。在进行坝体填筑的过程中，而且有需要的话也可以采取振冲压密法完成填筑，同时要根据自身的经济情况选择最优的方式，解决加固设计中存在的问题，推进设计水平的提高。

2中小型水库土石坝的除险加固设计要点2.1做好水文地质资料的分析中小型水库土石坝的除险加固设计中首先要做好水文地质资料的收集和分析。对现有水库实测水文资料的整理、分析，对大坝进行钻孔取样、钻孔注水（渗水）等地质勘探工作，是论证大坝性态的重要手段，也是土石坝安全评价、加固或扩建的依据。水库大坝实测水文资料的整理和分析以及地勘工作要达到规程规范要求的深度，设计部门和地勘部门要相互协作、印证；对取得的成果要认真分析和统计，尤其是土工试验成果和一些渗流监测成果，对出现的反常现象应认真研究，提出符合实际的设计参数，以确定合理、经济、可靠的除险加固方案。

2.2坝体设计及填筑在土坝加固设计时，部分设计过程出现地勘记录粗陋、坝型和坝体选型选材错误的情况。如果错误选用参数，计算结果将会偏离实际情况，给大坝带来严重的安全隐患。所以准确掌握坝体的实际状况，合理选用计算参数显得尤为重要。在初始设计时，必须要对坝体填筑的料场开展取样研究试验，在施工图中要提出上、下游坝体的填筑土料参数技术要求，并在施工过程中根据填筑土料的实际检测结果进行校核计算，发现问题及时纠正，杜绝后患。在坝内埋涵加固设计过程中，设计人员必须认真计算涵基的承载力，并对涵底的地质条件提出严格要求。在对涵身进行设计时，刺墙要参照涵管的长度并设置1～2道，并在管节间设置止水以免渗漏。涵身回填土在回填前要对连接坝体表面进行清理，并刨松20～30cm。涵壁要进行泥浆涂刷处理，以强化回填土和涵壁、坝体的连接性能。回填土质必须具有防渗性，回填后再进行人工夯实。

2.3溢洪道加固设计溢洪道加固设计过程中出现问题较多的是纵横断面设计、平面与纵坡布置阶段。主要有：未对现有的溢洪道进行有效衬护，在泄洪时产生冲蚀现象，对大坝安全带来重大危害；陡槽末端与坝脚距离太短，坝脚易被横流冲刷；平面弯道处收缩过剧或半径过大，不利于泄流，并在与其衔接下游平直段处形成折冲水流，冲击溢洪道衬砌墙；底板衬护处没有设置止水，陡坡比降过大，当发生渗水或泄洪时就会发生滑坡或底板被冲毁现象；横断面处两侧山坡的开挖坡度太陡，衬砌厚度过薄，无法满足抗倾抗滑的性能要求，边坡容易发生坍滑。

溢洪道加固设计的重点是平面布置，进口平顺。弯曲段要充分利用地质条件使其尽量平缓；在掌握实际地质、地形状况后，再对纵断面进行设计，合理选择缓坡、多级跃水等形式。在确保纵断面安全和质量的前提下，要经济合理。因为中小型水库溢洪道的工程量相对较小，其衬护范围可参考地质状况进行确定，可选0.2～0.3m厚的混凝土或0.3～0.5m厚的浆砌石作为衬护材料，陡坡视实际情况判断是否需要增加锚固筋。当混凝土衬护施工面积较大时，要结合实际地质条件和当地气温变化情况，合理设置沉陷缝和伸缩缝。

2.4水库的防渗技术水库大坝的除险加固，要求其设计原则一定要简便可行，确保经济性的原则。针对水库大坝的除险加固措施要求，要实施工程施工现场的地质勘查，将大坝的渗流情况进行相对应的分析。裂缝产生进一步的可能性就是加大裂缝造成整个大坝的溃堤，而且在水库大坝的除险过程中就首先要将裂缝的问题解决，才是加固技术的有效开展。

水库会发生的渗水情况都是因为其内部基本的结构在水压强作用下产生了松动或者部位的变化。因此在水库大坝的防渗技术中，主要的防渗方式有混凝土防渗墙、帷幕灌浆、高压喷射灌浆、深层搅拌连续墙、浆等防渗技术等。如果渗流情况较轻，可以采用严把周使用高压胆管混凝土的旋喷施工技术，堵塞渗流缝隙，并有效的防止混凝土板的张裂。另一种处理裂缝渗水情况的施工技术就是采用翻砌的施工方式，进行接缝的处理。在大坝上游还可以采用混凝土面板的防渗技术，由于混凝土的面板是刚性体，容易产生裂缝的情况，因此综合情况下还是要实施单管高压旋喷造防渗墙的方法，促使水库大坝的防渗工作顺利的开展。

在设计中，要认真分析渗漏的原因，分清是坝体渗漏、接触渗漏、坝基渗漏还是绕坝渗漏及其具体部位，只有查清了大坝隐患产生的原因，才能有的放矢，合理采用“上堵”和“下排”措施中的各种方法，处理方案才合理、经济、有效。在病险水库防渗加固中，有的是坝基需要防渗加固，有的是坝基和坝体都需要防渗加固。在采取工程措施时，多采取垂直防渗措施。这是因为采取这一措施，一般不需要放空水库。反之，如果采取水平防渗措施，则必须放空水库，才能彻底进行。而水库长期蓄水后，总会有些淤积，给水平防渗处理带来一定的困难。

结束语做好中小型水库土石坝的除险加固设计工作，不仅有利于消除了水库的病险状态，提升了水库的各项性能，确保了水库社会效益和经济效益的充分发挥，还可以为水库下游人民群众的生命财产安全提供有力保证。

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