水利工程大坝加固施工技术实践

王庭飞

摘 要：近些年来，随着我国不断加大水利工程建设，对水库安全要求也随之提高。目前，我国大多数水库抗震要求不高，在地震液化作用下，导致饱和沙土缺失，水库抗剪强度丧失，固体状态逐渐转向液体状态。可以说，水利工程的水库大坝加固，是水利工程的重要部分。本文主要分析我国病险水利和加固基本状况，比较分析大坝主体、除险和防渗处理的相关技术，旨在提升水库大坝灵活性、安全性。

关键词：水利工程；大坝；加固技术

對于水利工程水坝，极易产生地震液化现象，因土体空隙压力逐渐上升，降低了骨架有效应力所产生。可以说，地震液化对水坝安全具有严重影响。目前，我国许多水库因历史原因，在传统设计中，并未重视地震液化问题。对地震可能产生的坝体变形或沙土液化问题，并未采取防范措施。同时，原勘探工作不够深入，施工不够严格，设计不合理，导致材料结构老化，引起坝体渗透压力增加，渗漏了增多，及浸润线增高问题。笔者根据自身多年的水利工程从业经验，主要分析我国病险水利和加固基本状况，比较分析大坝主体、除险和防渗处理的相关技术，旨在提升水库大坝灵活性、安全性。

一、水利工程大坝防渗劈裂灌浆法

1.基本原理。根据水力劈裂原理，在沿坝体应力方向进行布孔，并施加灌浆压力，对劈裂坝体进行计划控制，选择适度防渗压力泥浆进行灌注，通过坝体湿陷固结、浆坝互压作用，连接所有浆脉洞穴和裂缝，充分挤压密实水平疏松层，进而产生连续浆体防渗墙，可有效解决坝体渗漏。

2.施工方法。使用劈裂灌浆法，先灌浆河槽段和再灌岸坡段，选择孔底全孔灌注。在灌注过程中，对第一序孔优先轮灌，选择少灌多复方法，待第一序孔灌浆结束之后，再轮灌第二序孔。实际施工方法为“施工平台、钻孔、制浆、灌浆、下一孔施工。待灌浆开启几分钟后，坝顶表面会出现裂缝，产生冒浆。处于无压装台下，进行反复轮灌，在坝顶连续冒浆三次，如果缝内浆面未出现下降，可停止灌浆。

3.优缺点。施工劈裂灌浆方法，灌浆机理明确，施工工艺合理，施工工期短，效果良好，具有良好经济效益，但需多次灌浆，在压实质量差、裂缝层和洞穴内较为适用，主要应用于结构性强粉细沙、土砂夹层。

二、水利工程大坝出现加固施工方案

1.大坝加高，对于坝身较短，淹没较小和质量较好水库，具有良好优越性。待坝体加高后，泄洪库容、淹没损失增大水库，必须加强经济比较、仔细测算。对于较长大坝，加高坝体不经济合理。因此，选择方案前，需仔细核对洪水位下的优质土数量、分布，认真调查、分析水库渗漏影响。

2.拓宽溢洪道，需仔细分析溢洪道方案，对比起利弊，研究扩宽的泄流流态。对于溢洪道进口段扩宽，应加固出口段，使进口段单宽流量有所增加，如果大于护砌允许流速，容易引起水毁。同时，为降低工程量，可适度改变进口段和出口段扩宽坡降，使得泄洪不够均匀，对翼墙有冲击，引起墙开裂。另外，带溢洪道扩宽之后，因下泄流量增加，下游河道泄洪能力不高，引起水漫农田和泄洪扫坝脚问题。

3.非常溢洪道的新建。根据有利地形，新建非常溢洪道，可提升水库防洪标准，溢洪道可不护砌，且行洪年份较少，可降低非常洪水对溢洪道的泄洪压力。然而，非常溢洪道的新建，需注意如下几点：其一，启用标准。因小型水库的来水面积不大，洪量较小，洪峰来得快去得快，泄洪时间不长，通常选择20年一遇的非常溢洪道。其二，护砌。对于非常溢洪道的护砌，在溢洪道底部，通常为板结砂岩黏土或弱风化演示，可不用护砌。其三，排洪道问题。对于排洪道，应满足大水年泄洪要求，减少挖掘田地，通常选择50年一遇的非常溢洪道。

4.按照水库实际状况进行方案组合，对于坝体加高、溢洪道拓宽的方案结合，可通过调洪演算进行确定。在实际施工中，根据水利工程的水文、地形、气候等条件，选择合理的施工方案，不管是大坝加高、溢洪道拓宽或新建非常溢洪道，都必须根据实际情况施工，制定合理的坝体加固方案，保证坝体能够科学、合理除险加固。

三、水库大坝主体加固方案对比

针对水库大坝加固，需保证安全运行基础上，方可进行水库主体工程的加固处理，主要有如下措施：

1.山区水库的大坝护坡，根据因地制宜原则，选择当地大风化石进行护坡修建。对于丘陵地区的水库上游护坡，可选择混凝土、块石护砌，结合生物护坡，提高护砌高度，通常到水位50cm以上。还可种植巴根草植物，可节省30%左右的工程费用。

2.大坝老鼠防治。对于大坝的老鼠防治，在取土区进行检查，选择药杀和挖巢方式，或新建坝体毒土心墙。对于大坝渗漏部位，可选择粘土灌浆、挖巢方法，或选择药物粘土浆进行堵漏。

3.溢洪道消能工程。其一，对于溢洪道陡坡，链接土质河道，可选择底流消能，选择水力学公式，计算消力池深度、长度。其二，对于溢洪道陡坡河床，如果为岩石覆盖层或砂砾石覆盖层，可选择挑流消能方法。针对小型水库挑流消能，可选择整体式鼻坝，建立混凝土结构。对于承受高速水流鼻坝，可在混凝土面层布置钢筋网。因挑流效能受到河床基岩、两岸地形控制，可保质挑坝的水深，如果条件许可，可增加下游控制工程，促使挑流消能逐渐转向面流效能，降低冲刷力，确保挑坝稳定性；其三，对于山区水库，因溢洪道地形较为复杂，且流程较长，增加了护砌、效能难度，按照因地制宜方法，选择多级跌水消能，具有良好的消能效果。

四、结语

综上所述，大坝加固施工是水利工程的重要组成部分，水坝关系着水利工程的稳定性、安全性。因此，在实际施工中，应选择合理的施工技术。本文主要分析了劈裂灌浆方法，灌浆机理明确，施工工艺合理，施工工期短，效果良好，具有良好经济效益。同时，在实际施工中，要明确施工方案，按照水库实际状况进行方案组合，通过坝体加高、溢洪道拓宽的方案结合，对比分析大坝主体加固方案，保证水利工程质量。

参考文献：

[1] 黄振青.大坝加固的施工技术在水利工程中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（19）：425-425.

[2] 钱文杰.浅析水利工程大坝水下加固施工技术[J].建筑工程技术与设计，2014，（33）：627-627.

[3] 邹海波.试论水利工程中大坝加固的施工技术[J].建材与装饰，2015，（44）：255-256.