病险水库常见的地质病害及应对措施（一）

徐淑贤

【摘 要】目前我国正在大力修建水利以提高我国水利工程建设水平，在此过程中除了积极开展实施新的水利工程项目以外，还对很多以前修建的水库进行了加固处理。现本文中就主要探讨了在病险水库的加固处理中，对于其地质病害的应对措施。文章首先分析了病险水库中常见的地质病害种类，继而以小型水库为例，介绍了几种地质病害应对措施，以供参考。

【关键词】病险水库；地质病害；应对措施

一直以来我国都非常重视水利工程的修建，尤其是在上世纪六、七十年代，我国修建了大批水库，为促进我国的水利事业发展做出巨大贡献。在长期的运行中，这些原先修建的水库都逐渐呈现出不同程度的病害险情，不但影响了水库的正常运行，也给水库下游的居民带来了极大安全隐患。其中，有很多水库的病害都是因为工程地质的原因而引起的，因此加强对病险水库的地质病害分析，并积极探讨其应对措施就显得很有必要且迫在眉睫。

1.病险水库的常见地质病害

在对多个病险水库的工程地质病害进行分析后，我们发现在这些水库的建设施工过程中，都没有对当地的水文地质进行严格仔细的勘查，并积极做好相应的加固防护措施，这才使得这些水库在长期的运行中逐渐出现了不同程度的地质病害。具体来讲，在这些病险水库的地质病害中，最常见的就是坝基渗漏、坝基稳定较差、边坡失稳以及坝体填筑质量较差等四个方面。

1.1坝基渗漏

坝基渗漏几乎是每个病险水库都存在的主要病害现象，也是最难治理的一种水库地质病害。其一般都表现为覆盖层渗漏、裂隙性岩体渗漏、断层破碎带渗漏和岩溶渗漏等几种渗漏形式。其中，覆盖层渗漏主要是指在砂砾石层在长期的水流冲击下，砾石逐渐被冲击成小石块，使得覆盖层的渗透系数降低，渗漏现象变得更加严重。虽然在水库大坝的下游坡脚处设置一定的排水棱体或减压井，也不能防治渗漏现象。当渗流条件进一步恶化时，还可能导致坝基发生变形现象，影响力极大。除此之外，还有一些覆盖层渗漏是因为大坝两岸位于残破积砾质土层上，在心墙的修建施工中没有做好清理基础的工作，使得一部分心墙建立在砾质土层上，在长期的水流作用下，引起水库大坝坝基的渗漏；裂隙性岩体渗漏则主要是发生在坝基种类为砂岩、板岩或者片麻岩的水库大坝中，多为分散性渗漏；断层破碎带渗漏则是一种较为常见的坝基渗漏现象，一般为集中渗漏；岩溶渗漏也是一种渗漏量较大的渗漏现象，其主要是沿着岩溶管道进行渗漏，虽然不会给水库大坝造成太大的威胁，但却极大的降低了水库的运行效益。

1.2坝基稳定性较差

在山区中建立的土石坝水库一般不会因存在地质问题而导致坝基稳定差的现象，但在平原地区的土石坝水库则很有可能因为坝基中的高压缩性土被外力作用发生压缩而导致坝基稳定性较差。另外，一些病险水库则是因为在设计中没有充分考虑到抗震因素而引起的，抗震设计标准较低，使得大坝坝基会因为地震而塌陷，给下游居民带来严重威胁。还有一种影响坝基稳定性的因素是湿陷性变形而引起的。即在施工中坝基存在湿陷性土层但却没有采取相应的处理措施，使得水库在运行中因湿陷性土层塌陷而造成坝基失稳。

1.3边坡失稳

边坡失稳也是水库地质病害的主要表现形式之一。在水库的修建中，通常会在坝体的两岸修建一定的边坡，但若在施工中没有正确合理的处理好这些边坡，就会使水库坝体边坡在洪水的冲击下逐渐失稳，严重影响到水库的正常泄洪。

1.4坝体填筑质量较差

在很多水库的大坝修建中，都是采用土石坝这种经济实用的坝体形式，但在土石坝的填筑材料选择中，若所选填筑材料存在问题，就不能保证坝体的填筑质量，自然也无法保证水库后期的运行质量。另外，若在坝体填筑施工中存在施工质量问题，也会使坝体的填筑质量较差。所表现出的险情主要有：浸润线及出逸点高；下游坡散浸、渗水；坝顶或坝坡裂缝、变形甚至滑动等。

2.病险水库地质病害的应对措施

针对大型水库涵盖水利枢纽应进行详尽的工程地质勘察，据此作出应对措施。而小型水库则可以结合实际情况类比采用其他的工程措施。以下笔者就以小型水库为例，重点介绍小型病险水库加固常用的黏土冲抓防渗墙、射水造墙、高喷灌浆防渗墙、帷幕灌浆等加固措施。

2.1射水法造塑性混凝土防渗墙技术

射水法是近10年来才发展的一种工法，用于中小型水库主、副坝的坝身、坝基防渗。射水法造地下连续塑性混凝土垂直防渗墙原理是利用泥浆水高速射流的冲击力破坏砂、土层结构，水砂土混合将泥砂带出地面，同时，利用卷扬机操纵成型器上下反复冲击，形成断面为矩形的槽孔，并实行泥浆固壁，在己建槽孔直接浇筑塑混凝土，采用常规的水下混凝土导管浇筑法，建成塑性混凝土单板墙。

2.2高压喷浆成墙防渗工程

高压喷浆成墙防渗工程，是以高压喷射流直接冲击破坏土体，浆液与土以置换凝结为固体的高压喷射注浆法来建造防渗墙。最大墙深40m，该法在堤防工程中己广泛应用，在水库加固中主要用于涵闸基础防渗处理，在冲抓套井和冲击成槽防渗墙等因塌方和坝体石块多难以成槽时改用高喷防渗，虽价较高，但该法适用范围广，故经常采用。高喷灌浆是利用射流作用的切割搅动堤基以改变其结构与组成，同时灌入水泥浆或混合浆形成凝结体的一种防渗加固堤坝的方法。高喷分旋喷、定喷、摆喷3种，其中旋喷形成圆柱形防渗墙，常用于处理建筑物基础。摆喷形成哑铃状防渗墙，对坝体填料适应性较强，定喷形成薄壁墙，仅用于粉土和砂土堤坝。

2.3冲抓钻套井回填黏土心墙

要求加固工程附近有较好的黏性土，工程开工前应对料场进行查勘，并取样做击实试验和土料抗渗性能试验，满足设计要求后（土料压实度<0.9，渗透系数<1×10-6，最优含水量22%左右），再看土料总量是否满足施工需要。小型水库黏土心墙一般按单排孔设计，钻孔直径应≥110cm，造孔深度应控制在30m以内为宜，黏土心墙轴线一般布置在坝顶中心线或偏向上游一侧，为满足施工和堆料要求，坝顶宽度应>6m，顶宽不够时可适当削挖部分坝顶。

2.4帷幕灌浆

在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。

3.结语

总之，在当前的水利工程建设中，加强对病险水库的地质病害防治处理是非常重要的。尤其是对小型水库来讲，其在修建时大都没有严格按照相关要求进行水文地质考查并作出相应处理措施，因而出现的地质病害程度更严重。在实际的除险加固施工中，需要按照实际的水库病情现状进行合理设计，选择最佳应对措施方案，保证水库除险加固质量。

【参考文献】

[1]牛运光.病险水库加固实例[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[2]谢玉莲.病险水库加固工程探究田.中国科技信息，2012（10）.