水库除险加固技术

张伟

摘要：水库运行的安全性、稳定性直接影响着当地的经济、农业发展水平，还关系着库区人民的人身和财产安全，加强水库建设，确保水库的高效安全运行是必要之举。但目前年久失修的水库仍在使用，其运行效率较低，同时给存在安全隐患。解决这些问题，就需对其进行加固处理。笔者就自己的实践经验，对水库大坝常见的险害进行简要分析，并提出其治理方案。

关键词：水库；除险；加固

我国各种小型水库数量多，分部区域广，坝型样式多，主要作用为提供生活用水和工农用水，此外在防洪灾害中也起到重要作用。但是由于各种因素的影响，许多水库存在病险问题，有水库本身设计问题，也有本身的建设问题，还有工程老化失修等问题，这些问题的存在导致水库不能正常发挥其本该拥有的效能，更严重的是会威胁到当地人民的生命财产安全。

1.水库病害主要特点

根据数据统计，我国水库大坝中土石坝居多，大量水库工程采用土法施工，坝体填筑质量标准低，碾压密实度及渗透系统要求低，大坝清基及坝基防渗处理不得当，大坝运行后，导致下游坝坡和坝后基础出现渗漏，甚至出现沼泽化，很容易出现管涌等严重渗透破坏问题。同样，浆砌石坝、混凝土坝、溢洪通道、输水洞等工程上，由于施工质量和基础处理的问题，加之使用年限较长，大量问题出现，尤其以碳化、裂缝、剥离、露筋、冲蚀、渗漏、熔滤问题突出，直接影响到建筑物的安全。

2水库病险加固技术

2.1采取提高水库防洪能力的主要措施有以下两种，一是加高大坝，增加水库调蓄能力；二是加大泄洪建筑物规模，扩大泄洪能力。

2.1.1大坝坝体加高

对于土石坝，有设防浪墙和加高大坝两种方式。对无防浪墙的大坝，在坝体结构满足正常运用的条件下，可以在坝顶上游以加设防浪墙的方式加高大坝，防浪墙的高度以1米左右为宜；大坝加高通常情况下是在下游坡培厚加厚为佳，不用放空水库，保持水库运转，当坝坡稳定安全性低时，应该通过坝坡稳定选择在上游或下游培厚加高。

对于混凝土大坝加高主要有两种方法：一是在大坝顶部以浇筑混凝土方式加高大坝，同时在大坝上游面或下游面扩大断面；二是可以采取竖向预应力锚索的施工方式进行，将上部新浇混凝土与原坝体及坝基锚固成整体。

2.1.2提升大坝泄洪能力

提升泄洪能力可以通过挖掘已有泄洪建筑物，此外也可以在原溢洪道上进一步扩宽或者加深，有施工条件的通过新建溢洪道来提高泄洪能力。

2.2土石坝渗漏病险处置措施

土石坝的主要病险问题是渗漏问题，处理此类问题的主要方法有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆、劈裂灌浆、膏状稳定浆液灌浆、土工膜防渗等措施。

2.2.1混凝土防渗墙

混凝土防渗墙加固的主要特点是能够适应各种复杂地质条件，在水库运转条件下也可进行施工；防渗体采用置换方式，相对其它隐蔽工程施工此方法更容易监控，耐久性好，防渗性能高。此法主要是沿土石坝的坝轴线方向建造一道混凝土防渗墙，防渗墙可以选建在坝体部分和基岩以下一定深度处，从而截断坝体和坝基的渗漏通道，混凝土防渗墙已经普遍应用于病险水库加固中。

2.2.2高压喷射灌浆

高压喷射灌浆是通过钻机钻孔，将喷射管置于孔内，通过喷射出的高压射流冲切直接破坏土体，同时将水泥浆液与被冲切土体掺搅，喷嘴及时上提，浆液凝固达到防渗效果。该技术是沿坝轴线方向布设钻孔，逐孔进行高压喷射灌浆，通过灌浆凝结体相互搭接，从而形成连续的防渗墙，防渗加固大坝的目标

2.2.3劈裂灌浆法

劈裂灌浆是较多使用的一种方法，在土坝沿坝轴线上竖向钻孔，通过一定压力灌浆将坝体沿坝轴线方向劈开，灌注泥浆，从而形成5～20厘米的连续泥墙，从而达到防渗加固的目的。劈裂灌浆可以起到防渗加固作用，该加固方法的主要特点是施工相对简便，投入少。存在的缺点主要是该方法主要适于坝高50米以下的均质坝和宽心墙坝，必须配合水库低水位进行施工；灌浆压力控制难度较大，施工过程中容易失稳、滑坡现象；灌入坝体中的泥浆固结时间相对较长，耐久性不强；灌浆与刚性物结合处耐冲刷能力弱；对施工队伍的技术要求高。

2.2.4土工膜防渗法

土工膜防渗加固是普遍使用的一种技术，主要是在上游坝坡通过铺设土工膜达到坝坡防渗要求。有较好的防渗能力和适应能力，普遍應用于土坝防渗加固。土工膜加固的优点是适应性较强，柔性较好，能适应坝体变形；施工相对方便，速度快，投入少。存在的问题是施工需要放空水库；比混凝土等材料的抗老化能力弱。

2.2.5膏状稳定浆液灌浆

膏状稳定浆液灌浆能在坝体孔隙率大和有地下水流的堆石体或砂卵石中形成防渗帷幕达到防渗效果，该技术主要是在水泥浆中掺入适当比例的黏土或膨润土，形成较大黏度和稳定性强的膏状浆液，在防渗区域形成帷幕。膏状稳定浆液灌浆主要应用于砂卵石地基及石渣料填筑体的防渗工程。

2.3土石坝坝坡稳定及抗震加固

2.3.1坝坡稳定加固

土石坝坝坡的稳定加固主要有以下几种：培土放缓坝坡法和削坡放缓坝坡法；上部局部坝坡偏陡的坝坡选用格构护坡加固；下游坝坡浸润线较高可采用防渗墙加固。上游坝坡培土放缓加固，一般采用比原坝坡材料透水性大的材料，有利于库水降落时排水，如采用块石料、石渣料、砂砾料及砂土等。下游坝坡培土放缓加固，其下部培土应采用透水性好的材料，以利降低下游坝体浸润线。

2.3.2护坡加固

土石坝上游护坡加固方法主要有块石护坡、现浇混凝土护坡及预制混凝土块护坡；下游护坡加固的方法主要有草皮护坡、格构草皮护坡、块石护坡、现浇混凝土护坡及预制混凝土块护坡等；旅游功能的水库，加固方法主要有在上游坡选择美化作用的预制混凝土块护坡，在下游坡选择可额外选择草皮护坡及格构草皮护坡。

2.3.3坝体抗地震液化加固

地震作用下可造成密实性差的砂土产生液化破坏，在加固方法选择上可用置换法、加密法和压重法三类技术。置换法是将液化区砂土除去，填筑石渣料等抗液化性能较好材料达到加固效果；加密法的是通过振冲加密方法，提高液化区域的密实度，使砂土达到抗地震液化能力；压重法是在液化区砂土表面加压重，提高砂土的有效应力，使砂土具有抵抗地震液化的能力。

2.3.4坝下涵管及隧洞加固

坝下涵管及隧洞加固方法较多，主要有以下四种：改坝下涵管为隧洞，涵管出现渗漏缺陷后最好废弃封堵，并在岸边新建隧洞替代；加钢筋混凝土衬砌方法，在原隧洞内增加钢筋混凝土衬砌，使其达到结构安全或防渗要求；加钢内衬方法，在原涵洞或隧洞中增加钢衬使其达到结构安全和防渗要求，钢衬与洞壁之间的空隙灌注水泥砂浆使钢衬与原洞壁形成整体；加贴高强碳纤维布内衬方法，碳纤维布是一种柔性较好的高强抗拉材料，在其洞壁黏贴1～3层高强碳纤维布内衬，可以达到对隧洞混凝土衬砌进行强度和防渗加固的目的。

2.4其它病害加固

病险水库多数已经陈旧老化，维护保养不及时，金属结构闸门、启闭机及其控制设备存在问题较多，且可能达到折旧年限，在资金充足的情况下进行设备更换。

3结语

从数据来看，大部分水库兴建于上个实际五、六十年代，由于当时技术条件的限制，大多数工程存在先天不足，运行几十年后，加之管理落后，多数水库已经成为病险水库，想进一步消除病险，是一件长期而艰巨的任务，在资金投入、水库管理、技术研进、维护保养等方面都提出了相当高的要求，因为本文意在提高水库管理者的管理和防护意识，提高突发事件的应急能力。