水库主坝安全隐患分析及加固措施

郭春生

水库主坝安全隐患分析及加固措施

郭春生

（牡丹江市河道管理处，黑龙江牡丹江157000）

国家对水利事业的高度重视，中国的水利工程建设已经达到了相当高的水平。由于多种因素的影响，在具体的施工中会出现一些问题，给水利工程带来一定的安全隐患。因此相关的水利部门应该采取科学合理的措施来对水库的堤坝进行加固和维护。文章对某水库主坝的安全隐患和加固的措施进行了分析，提出了相应的加固措施。

水库主坝；混凝土心墙；防渗功能；安全隐患；加固措施

水库主坝存在的安全隐患不仅对水库的正常运行产生影响，而且也会威胁到下游区域的人民生命财产安全。因此，采取一些切实可行的措施来解决水库主坝的安全问题已经成为水利工程的施工部门亟待解决的问题之一。所以，减少水利工程的安全隐患，对其进行加固处理势在必行。

1 工程概况

某水库的总库容量为2亿m3，主要用于防洪和灌溉，另外还进行水产的养殖，水力发电等项目。该水库整个结构是由主坝、副坝以及发电站和其他一些辅助结构组成的综合体系。在水库主坝建设中普遍采用了钢筋混凝土及黏土木板夹心墙两种构成的，整个霸体结构厂460m，高48m，坝顶宽度128m。在坝体结构设计中采用了溢洪道、发电隧道双重防洪措施。而发电隧道除了具备泄洪、发电作用外，还具有输水、灌溉等作用，给周围经济的发展做出了积极贡献。

2 主要问题分析

在对水库相关的数据进行分析时可以看出，土坝在最初的建设时，施工人员所用的建设材料主要是黏土模板。采用混凝土心墙、模板材料等结构相结合的方式，目的就是为了更好地实现土坝的防渗功能。但是在土坝竣工之后还出现了相应的溢流现象。这主要和施工人员所采用的施工措施以及建筑材料的缺陷等方面有直接地关系。水库主坝存在着一定的安全隐患，主要是长期受到水流的冲刷和腐蚀。安全隐患的不断加剧必将和周围人们的生活带来一定的困扰，同时也无法保证水库的长久运行。究其原因主要有以下几个方面：

2.1 主坝的心墙不符合施工标准

主坝心墙是工程结构的主要部分，通过严格的测量，发现水库的黏土心墙出现了不连接的现象。同时墙体的高度和工程的需求不符，和原设计相比差距也非常大。这种情况的出现使得水库坝体自身的安全性无法实现。在水库进行相应的灌溉和防洪运行中，不断受到水流的冲刷和摩擦，久而久之就存在着一定的安全隐患［1］。

2.2 基层清理问题

一般来说，在坝体工程施工之前需要工作人员及时的对水库基层施工部位进行清除，及时的检查基层上方存在的各种杂物、污物，确保工程的顺利开展，但是在实际施工不少施工单位为图方便，对坝体基层清理时只进行了简单的杂物清理，对积土和淤泥没有进行彻底的清理，这不仅让基层的性质达不到工程施工标准要求，而且还在一定程度上拖延了工程进度，影响着工程施工质量，因此，要注意对河床的清基程度。

2.3 泄洪发电隧洞存在的问题

根据实际工程施工分析，水库泄洪发电隧道问题的出现主要是因为：首先，隧道内部的水流在经过水闸陡坡的时候给隧道底部基层造成冲刷，使得基层的混凝土出现脱落、起皮等问题，更有甚者出现钢筋外漏现象，而且外露的钢筋受到了严重的腐蚀。其次，由于隧道内部长期受到水流的冲刷，使得洞口的钢板衬砌环节出现钢板腐蚀，甚至还有部分出现了钢板与混凝土分离的现象。

2.4 溢洪道的问题

上游水库的泄洪能力较为薄弱，一旦出现大量泄洪，就会波及到下游的乡镇，使得对其生命和财产安全也存在着一定的威胁。存在的问题有：

1）进水渠边墙高度不满要求，且出现裂缝，堰上跨溢洪道拱桥出现不同程度的裂缝，存在安全隐患，如出现倒塌，严重影响水库正常溢洪。

2）溢洪道基础抗冲性能极差，泄槽陡坡段覆盖层与基岩接触带的粉土受地下水的浸泡软化，形成相对软弱的结构面，产生不均匀沉陷；泄槽边墙及底板均出现裂缝；陡坡段和消力池水流流态很差，消能效果不好。

3）消力池钢筋混凝土面层混凝土剥落，钢筋外露；消力底板发生不均匀沉降，边墙及底板出现裂缝；地下水从底板裂缝处渗出；消力池底厚度不满抗冲要求［2］。

2.5 管理策略不合理

在水库工程中，管理机制问题十分突出，具体表现出管理人员轻浮了事，管理制度不合理、制度落实不够、管理地下。这种现象的存在导致工程设备在运行和维护方面权责不清，各种参与管理和建设的人员相互推卸责任，导致众多的工作问题得不到有效的解决，这种现象的出现不仅影响了工作质量和效率，更达不到社会主义现代化市场经济发展需要，给水库管理埋下先天隐患。

3 加固设计方法

3.1 主坝的加固措施

主坝是水库的重要组成部分，但是主坝有着诸多方面的不足，比如缺少连续的防渗体、黏土木板心墙太薄，没有达到相关的施工规范等，使得主坝裂缝、渗漏等现象在处理的时候必须要提前增设一定的防渗墙，利用防身强来加强主体结构的整体性，同时达到处理渗漏的目的。但是在具体的工程施工当中，由于在风化岩层造孔比较困难，最终采用了塑性混凝土防渗墙的方案［3］。因此在处理的时候我们要尽可能的避免因为工程施工而造成原来基层结构的破坏，尤其是对风化岩较小的环节，更是要高度重视岩底的整体性要求，要极可能的采用塑性较小的混凝土防渗墙进行处理，并且对混凝土灌注孔的位置要提前加以确定和布置，要保证每一个孔洞之间的距离要在2 m，而灌入岩层内部的混凝土砂浆必须要深入岩层5 m方可。防渗墙设计水头在38 m以上，根据国内已建的类似工程经验，塑性混凝土防渗墙允许渗透坡降为60～80，考虑到防渗墙深度和现有的施工机械性能，在参照近年来国内已建的类似工程防渗墙施工标准开展工作。

3.2 防渗墙结构计算

在对防渗墙的结构进行计算的时候要利用相关的模型来进行假定。本工程中运用的假定方式就是文克尔的计算模型来进行。通过这种假定可知，在防渗墙搜到一定程度的荷载力之后会将作用力支撑在坝体结构上，这样就会使得防渗墙和坝体结构之间存在着一种协调性，各种不同的反应力和各个变位之间存在着一定的关系。因此坝体本身的反力会受到深度和地层变化的影响。

4 总 结

通过以上的论述，对于水库的主坝采取加固措施是一项系统的工作，但是在具体的施工过程中受到了技术或者是材料的严重限制，使得对于水库的施工质量受到了较大的影响。在此过程中存在着安全隐患会对人们的生命财产安全造成直接的影响，同时也会对水库的正常运行带来一定程度上的威胁。因此，要求相关的工作人员对水库的各方面因素进行检验，如果出现了安全问题要及时采取切实可行的措施来进行处理，同时采取相关的加固措施。消除水库主坝的安全隐患，保证其正常运行。

［1］陈嵬.浅析中小型水库除险加固问题［J］.科技致富向导，2011（33）：386.

［2］曹修森.病险水库除险加固几点建议［J］.科技致富向导，2010（05）：178.

［3］乔鸣，范金颖.初探水利工程堤坝防渗加固技术［J］.农民致富之友，2014（01）：124.

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1007-7596（2015）07-0099-02

2014-10-31

郭春生（1972-），男，黑龙江桦南人，高级工程师。