浅谈小型土石坝水库除险加固技术

张文波

摘要：小型土石坝水库存在较高的病害发生率，比如坝体、坝基密度不符合设计要求，致使相应结构出现渗透问题，再比如土石坝坝坡滑动破坏导致相应结构出现变形，这些都严重影响水库运行的稳定和安全。本文分析了当前小型土石坝水库存在的病险，并详细阐述了小型土石坝除险加固的措施。

关键词：土石坝水库；除险加固；裂缝；渗漏；灌浆

中图分类号： TV7文献标识码：A

一、当前小型土石坝水库存在的病险

（一）裂缝危害

相对于其他危害来说，裂缝可以说是这其中最为普通的现象了。有很大一部分裂缝在施工建筑的表面上就可以看到了，但还有一部分裂缝被深埋在整个水坝表面以下，无论是深浅还是长短都没有一个相应定势。但我们能确认的是，不管是什么类型的水利建设产生的裂缝，都会对水坝本身造成十分不利影响。这些裂缝当中，不仅有跟水坝垂直的裂缝，还有跟水坝平行的裂缝，甚至还有因为种种特殊原因造成的不规则裂缝。在进行相应除险以及加固的同时，还要对相应裂缝进行各种方式上的确定，比如长度深度或者是数量等方面，从而可以采取相应方案。

（二）渗漏

一直以来大坝主要问题就是渗漏。在这方面土石坝的安全危机都是处于高发的。渗漏部分按照相应部位可以分成以下几种：坝体本身渗漏、坝基产生的渗漏；大坝本身产生的接触性渗漏；水坝没有严密合缝所产生的绕坝渗漏等等。按照渗漏本身所具有的性质可分为正常大坝渗漏以及非正常渗漏；按照表现出的现象也可分为散浸泄漏以及集中泄露。

（三）滑坡

对土石坝来说，能够影响到它，使其产生滑坡的原因有很多，比如说水坝坡度设计过于陡峭。抗剪力强度没有达到应该达到标准，受到了一些不可抗力因素的影响，比如地震之类的，从而达到了整个水坝或者是一部分水坝之间的滑动。这方面因素比较复杂，一般都不是一个或几个单一因素产生的，而是多种外力互相作用的结果。所以水坝出现这一方面征兆的时候，应该针对不同手段进行集中处理。

（四）护坡损坏

由于各种内力以及外力作用，比如雨水、水面波浪、动植物对其造成的腐蚀以及破坏。这些因素都会给大坝造成各种不同形式上的损害，并直接导致了大坝自身安全受到一定威胁。造成护坡损坏的因素比较复杂，是多种外力互相作用结果，其特有的受到损伤原因有：坝体在施工时候护坡本身的垫层设计以及施工手法没有达到应该达到的标准；所使用原材料块状石头碾压的并不完整结实；在进行修葺以及建筑的时候施工质量没有达到标准；水流长时间冲刷导致护坡被损坏；在恶劣天气条件下石块被风化甚至变质等。

二、小型土石坝除险加固措施

（一）测定基本数据以及洪水标准

由于在建设时，对于许多基本数据往往没有勘测意识，直接导致了后期许多测量和计算难以进行，因此，首要任务是对一些基本数据进行调查和完善，确保各类基本数据都被统计在内。在这之中，最为重要的就是洪水标准数据，对于洪水标准方面的数据的计划，我们必须按照新的洪水计划标准对原先存在的洪水数据进行相应处理，保证相应土石坝的洪水标准数据真实有用。

（二）对于坝基、坝体渗漏处理

1、对于小型坝体、坝基渗漏，主要可以采取具体部门进行粘补的方式，用特殊材料对其进行加工，除此之外，还可以用近代所发现的各种高科技膜性材料进行二次覆盖等处理，确保每个渗漏地方被完全补上；

2、对于大型坝体、坝基渗漏，主要采取整体修缮的方式，因为这样程度的渗漏往往不会从一个方面影响整体坝体的工作情况，会出现各类渗漏继发性问题，这就要求科研工作者对具体问题采用具体分析的方法，从根本完全解决渗漏

引起的各类问题；

3、严格监督坝体、坝基渗漏，建立起相应的防渗漏系统，一旦出现坝体、坝基各类渗漏问题，及时进行处理和防治，防患于未然。

（三）滑坡破坏加固技术

应当进行滑坡勘探和相应土工试验工作，确定坝坡滑坡特征和产生原因，结合库区情况制定出科学滑坡加固方案。对于坝坡滑坡破坏加固的施工方法包括下面几种：将坝基以及坝坡上的树根、杂物等清理干净，并对可能会引发大坝安全问题的洞穴、泉眼、滑坡体和风化岩石进行处理；抛石固脚阻滑，并及时对坝坡裂缝进行处理，保证滑坡体稳定性；垂直截渗；全面培厚，放缓坝坡等。

（四）裂缝工程措施

一般有封闭、翻筑、灌浆、加保护层等工程措施。究竟采取哪一种措施，还是多种措施，应根据裂缝产生的原因、部位、深度、走向、严重程度、库水位高低以及坝型等情况具体分析，因地制宜加以处理。一般措施有开挖、回填和灌浆。如裂缝较浅，开挖工程量不大，可以采取开挖回填的方法。如裂缝较深，开挖回填工程量大，可以采用灌浆方法。

（五）除险加固技术的应用

1、坝体灌浆加固技术

坝体灌浆加固技术分为填充式和劈裂式两种方法，都为压力灌浆，其中填充式灌浆法指的是自重灌浆；劈裂式灌浆法则是通过灌浆压力将坝体劈开，进而形成一道垂直于坝体的浆体帷幕，这种灌浆方法对土石坝坝体填筑的自然应力状态进行了充分利用，具有良好的节约效果和应用效果。

在坝体灌浆加固中，为了增强土石坝坝体密实度，首先需要对坝体进行一定的灌浆，之后将复合人工薄(土工)膜铺设到坝体上游部位，在此过程中，必须保证复合人工薄膜与坝基之间具有良好的结合性且结合部位符合要求。可采用劈裂式灌浆法处理坝体填筑不符合要求的部位，将坝体劈裂成两排，使两部分中间形成良好的防渗层，在灌浆过程中灌浆孔以外的范围内会产生较大的压力，这对坝体起到了一定的加固作用；也可劈开坝基一定深度，强化其与坝体结合面的防渗功能。

2、坝体、坝基密实加固技术

当前中小型水库土石坝最为常见的问题就是填筑质量不达标、没有处理好软弱坝基，使水库运行存在非常大的隐患。因此在中小型水库的除险加固工程中，提高坝体、坝基的密度是非常重要的任务之一。

对于新建土石坝来说，其坝体以及坝基的密度必须经过严格的论证和可行性研究，并结合水库实际情况对施工加固方案进行精心设计，严格施工过程。增强坝体密度的关键问题是要对填筑质量进行控制，这就要求做好材料选择，必要时需进行碾压试验，确定各项碾压参数，选择最为合适的碾压施工方法，保证坝体填筑质量的最优化；软弱坝基的处理方法有很多种，比如强夯法、换填法、排水沙井分期填筑法、深层搅拌法等。

对于已建土石坝来说，坝体和坝基是一个整体，如果两者在密实度上出现问题，最好采用同一种处理方法进行加固，比如振冲压密法对于已建土石坝软弱基地处理就具有具有非常好的适用性，而若土石坝坝基为粘性土，则可采用深层搅拌法进行加固。

3、合成材料加固技术

近年来，高分子化工产业得到了迅猛发展，很多合成纤维以其自身优越性在社会各个领域得到了广泛应用，通过实践发现，合成纤维的优良性能在工程中也能发挥重大作用，当前其已在建筑工程领域得到了有效应用。

目前出现的一系列人工合成纤维产品包括土工织物、土工网、土工格栅、土工膜、土工席垫、土工复合材料等，其中土工织物是一种由用于岩土工程、土木工程的合成纤维以及天然纤维制作而成的透水织物，具有排水功能、过滤功能、防护功能、隔离功能等；土工网的主要功能是输送液体、气体，它是一个具有规则性和致密性的网状结构；土工格栅主要用于加筋施工中；土工膜不透水，其主要作用是对液体以及气体的输送进行隔离；土工席垫是一种具有透水性能的、由单纤维组成的聚合物垫，其对土粒、微小织物等具有一定的保护作用；所谓土工复合材料就是由两种或两种以上的土工合成材料组合而成的材料，在加筋、排水以及截水方面发挥着重大作用。

结语

综上，小型土石坝水库的除险加固工程必须受到重视，不论是渗漏，还是裂缝其原因很多，错综复杂，必须加强检查观测及时认真研究分析，以便查明渗漏及裂缝的原因，有针对性的加以处理，使小型水库发挥其应有的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]庄文婷，单桂芳.小议中小型水库的除险加固技术[J].科技致富向导，2012.33.

[2]张启月.土石坝加固技术[M].北京：中国水利水电出版社，2009.14.