水库除险加固工程设计及施工过程中常见问题分析

陈丽丽

【摘要】水库除险加固工程事关国计民生，其直接关系到下游人民群众的生命财产安全，而水库除险加固合理的设计施工是进行水库除险加固的关键。必须重视设计施工的前期工作、严格按规范标准进行分析计算，通过方案比选，确定经济合理的设计方案。本文阐述了水库除险加固工程设计及施工前的要点，对水库除险加固工程设计及施工的问题及其处理进行了探讨分析。

【关键词】水库除险加固工程；设计施工；问题；处理

水库除险加固工作的根本目的，是为确保在洪水来临之际水库能够发挥出良好的抗灾功能，满足周边居民养殖、灌溉等基本需求，为水库周边居民的生命财产安全提供良好保障。

一、水库除险加固工程设计及施工前的要点分析

水库除险加固工程设计及施工需要通过开展以下前期工作，才能比较全面准确的掌握水库的整体情况，进而彻底查找分析病险成因，确定合理有效的除险加固方案。

1、地质勘察。水库除险加固工程设计施工过程中，地质勘察就尤为重要，如坝体有渗漏现象或者坝基不稳定的情况存在，必须加强对坝体、坝脚、坝基的勘探，地勘的方法主要有钻探、探坑、探槽等，采用钻探布孔方式；若溢洪道、输水涵（洞）等其它主要建筑物有危险的情形，应重点进行勘探。通过对坝体、溢洪道和输水涵管或隧洞进行勘探，可以摸清水库的病因，以便设计人员对症下药。

2、地形测量。水库除险加固需对水库除险加固的范围进行一次详细的地形测量，其中平面测量和主要建筑物的断面测量是重点，设计主要需要的1：500的总平面图（包括整个库区范围）和1：100的主要建筑物的横剖面图、纵剖面图。

3、资料收集。主要是通过与周边村民及当地水利管理人员进行访谈，并且通过现场踏勘，拍照等方式，采集水库历史及现状的基本信息。

二、水库除险加固工程设计及施工的问题及其处理

1、坝体问题的除险加固。

1.1水库除险加固工程中存在问题

水库主要存在防洪能力不足、渗流不安全和结构不安全等几个问题，具体表现在坝顶高程不能满足防洪高度的要求；前后坝坡滑坡、

塌方导致坝坡甚至坝体失稳；坝体透水性强、浸润线较高、坝基渗漏、下游无排水棱体或排水棱体失效、发生管涌等。

1.2解决水库除险加固工程存在问题相应解决措施

坝高不足处理方案：当坝顶高程不满足计算的防洪高程要求时，可采用培厚加高坝体或增设防浪墙等方法；另外还可以通过拓宽溢洪道，或者在保证合理兴利库容的同时降低溢洪道高程，这种处理方案可用于坝高不大时采用。大坝坝体结构稳定问题： 对于上、下游坝坡较陡，坝坡最小抗滑稳定安全系数不满足规范要求的大坝，可采取放缓培厚坝坡、堆石压脚等措施。坝体渗漏处理方案：坝体渗漏问题，也根据具体情况采用上游坝坡铺设土工膜、防渗墙、开挖、灌浆帷幕、增加排水设备。其中防渗墙在墙体材料方面有钢筋混凝土、普通混凝土、黏土混凝土、塑性混凝土、自凝灰浆和回化灰浆等，在造孔机具上，有正、反循环冲击钻机、抓斗机、链斗（刮板）式挖槽机、射水成槽机、锯槽机、振动板桩、振动切槽、振动沉膜、单或多头深层搅拌机、高喷机等。

1.3土坝坝体渗漏的解决方法

土坝坝体渗漏处理常用方法有：①导渗沟法；②导渗培厚法（下游贴坡加固）；③砂桩导渗法；④上游加做粘土斜墙法；⑤粘土或粘土水泥灌浆法；⑥防渗墙或连锁井柱法。

对大坝沥青混凝土心墙渗漏问题的处理方法：原防渗体修补方案，即对原沥青混凝土心墙进行局部缺陷修补处理，恢复其防渗性能；坝体灌浆方案，及即在原沥青混凝土心墙上游坝体进行灌浆形成防渗系统；混凝土防渗墙方案，即在原沥青混凝土心墙上游坝体新建混凝土防渗墙进行防渗处理；上游垂直防渗+坝面防渗方案，即在坝体上游坝坡可控水位以坝体内新建混凝土防渗墙，其上可设置坝面防渗。

对均质土坝渗漏的解决方案：可采用灌浆法（采用粘土斜墙或水中抛土法处理较困难采用灌浆法处理，在预定部位钻孔灌浆以形成帷幕或堵塞孔隙达到防渗目的）；对土坝斜墙渗透的处理：对因岸坡岩石破碎造成的大面积渗漏，可采用沿岸坡斜墙处理，斜墙下端应截水槽嵌入不透水层中，或以粘土铺盖向上游延伸。

2、坝基问题的除险加固。坝基除险加固的处理主要运用以下技术。（1）垂直防渗漏施工技术。建设混凝土防渗墙、、加强高压喷射灌浆防渗漏施工技术的应用。（2）水平防渗漏施工技术。水平防渗漏施工技术主要是指水平铺盖。水平铺盖分为天然粘土铺盖和人工填筑粘土铺盖两种，粘土可以就地取材，不仅造价低，而且简单易行，（3）化学补强施工技术。化学补强是一项具有非常强的针对性的方法，是对环氧材料的有效运用。

3、溢洪道问题的除险加固。在现有水库的调查中发现，大部分水库溢洪道普遍存在以下的问题：溢洪道位置不合理或无溢洪道、高程设置不合理、断面尺寸偏小、岸墙破损、底板冲刷严重、无消能防冲设施或者完全没有设置溢洪道。由于溢洪道在水库中的特殊作用，筆者认为溢洪道除险加固的重要性堪比坝体的除险加固甚至更甚，必须引起足够的重视。

（1）断面尺寸偏小处理：经计算如现状断面尺寸不能满足泄洪要求，应适当拓宽溢洪道宽度，或者增高溢洪道边墙高度，以满足排洪要求。

（2）岸墙、底板等结构破损严重处理：对岸墙、底板进行拆除重建处理，底板采用混凝土或者钢筋混凝土进行防护，岸墙可采用浆砌石或者混凝土进行衬护。为达到防渗需要，边墙与防渗体连接处要设置截水墙，防止溢洪道出现绕渗情况，从而保证溢洪道不出现渗漏险情。

（3）消能防冲处理：对于地质条件较好的，特别是岩性地质的水库，可以考虑采用挑流式的溢洪道；如地形条件较好，可根据实际地形采用底流消能或者底流加坎消能的防冲设施。

4、输水涵（洞）问题的除险加固。输水涵（洞）是水库除险加固的重要内容之一，其主要问题为：涵管管身出现裂缝、侵蚀或漏水；涵（洞）外围出现接触性破坏甚至形成渗漏通道；进出水闸门及启闭设备老化、缺失等。以上存在的问题基本上是水库输水涵（洞）除险加固中的通病，如涵（洞）内径在1.0m及以上，可优先选用内套管配合灌浆防渗的方式进行处理，也可采用对原涵（洞）直接进行衬砌加固处理。若涵（洞）内径在1.0m及以下，采用以上的处理方式施工起来就会非常困难，笔者则建议进行拆除重建，以达到根除病险的目的。而拆除重建主要为易址重建、原址破坝重建、顶管和倒虹吸四种处理方案。易址重建选址上可优先考虑开挖隧洞的方式，这样可以永绝大坝因为涵管再次出现险情；原址破坝重建主要在坝体高度不高的情况下采用，对原水库而言，笔者认为坝高6m以下可考虑破坝施工的处理方式，另外还需考虑处理原涵管的渗漏通道，采用充填灌浆即可解决问题；坝高6m以上时，因破坝施工开挖量大，不经济，或根据不具备破坝施工条件的时候可采用顶管处理方式；最后一种处理方式较为简单，采用倒吸虹管配合真空泵并设置进水口和出水消能设施，此方式施工容易，但维护和操作难度较大，而对水库进行维护管理的往往是当地的村民，管理水平较低，笔者一般不建议采用。

结束语：

水库对周边地区的生产发展与居民生活均会产生深远影响，水库质量存在隐患，势必会导致周边居民的生命财产安全受到威胁。因此对水库的质量安全进行定期检查，并针对存在的隐患进行除险加固是很有必要的。

参考文献：

[1]《中国堤坝防渗加固新技术》、白永年等著北京：中国水利水电出版社，2001.

[2]戴碧丽.对小型（山塘）水库除险加固工程质量控制的探讨[J]. 城市建设理论研究 ，2011.