病险水库大坝防渗加固设计探微

【摘要】水库大坝在水利工程中起着重要作用，在调节水源、支持地方经济中起着关键作用。在雨季，水库大坝能及时泄洪排涝。在干燥季节，使用涵洞及时蓄水蓄水，灌溉农田，为农作物的正常生长做出贡献。大坝加固对维持正常供水具有重要意义。

【关键词】病险水库大坝；防渗加固；设计

前言

随着时间的推移，早年建成的水工建筑物不断老化，出现了一批病险水库大坝。病险水库大坝防洪标准低、坝基渗漏严重、坝体稳定性差、输水及泄洪建设物老化等问题逐渐凸显，不仅影响工程安全，还给下游人民群众的生命财产带来安全隐患，甚至还会引发一系列环境生态问题。据不完全统计，全国已建的水库大坝8万多座，其中病险水库大坝3万余座。

1、病险水库渗漏问题的出现诱因探析

1.1坝体渗漏的诱因

水库运行过程中坝体可谓是极为重要的部分，但也是病险水库出现渗漏的重要位置，引发坝体渗漏这一问题的主要诱因有多个，其一，坝体之内的土壤质量不达标，杂质较多，致使土壤的渗水能力较强，如若在水压的长期渗透下，坝体很容易出现密实度较差以及结构不合理的问题，最终引发坝体渗水故障。其二，坝体厚度不够，在水库设计环节中没有参照水利技术标准完成设计工作，这就极易使坝体过于单薄，无法发挥自身的填补功能，不能自行填补深水路径，最终引发坝体渗漏问题 。其三，坝体下游侧为专用排水棱体，主要是排除坝体内的积水，如排水棱体失效将导致渗水无法从排水棱体内高效排出，进而在薄弱环节很容易出现渗水。其四，坝体容易出现漏洞，未能对其进行及时封堵，会出现渗水通道，最终为坝体的局部渗水问题提供有力的条件。其五，坝体的管理和维护工作落实力度不足，容易出现继发性蚁巢或是鼠洞等现象，如若在水位较高的环境下，发生渗漏问题，进而引发溃坝事故，给人们的生产生活造成极大的不便，甚至会带来巨大的经济损失。

1.2坝基渗漏诱因

水库坝基施工行为不合理，缺乏规范性，也会为间接的引发坝基渗漏问题，比如，填筑工作落实之前未能进行全方位的清理、夯实以及碾压等，水压之下的水库坝基容易形成透水通道和透水层，此时若水库坝基截水槽的设计尺寸也相对较小，加之水压过大，则极易击穿坝基，进而引发坝基渗漏事故。

1.3绕坝渗漏的诱因

水库坝肩的岩石具有较强的破碎性，在未能实施防渗工作的前提下，会在水库薄弱部位产生绕坝渗漏。水库截水槽深度不够，碾压不密实，水库施工填筑过程中，与岸坡之间的衔接不合理，以及水库建设施工过程中，上游其它截渗及防渗措施等出现质量问题，都可引发绕坝渗漏。

2、加强病险水库大坝防渗加固设计的途径

2.1稳定坝体结构

防渗加固要遵守一定的原则，即上堵、中截、下排，因此可利用天然黏土或人工填筑黏土构建水平铺盖。病险水库大坝经常采用具体的垂直防渗方式来除险加固，例如高压喷射灌浆技术，即利用钻孔机，将装有特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置，再用高压水泵或高压泥浆泵将水或浆液通过喷嘴喷射出来，使土体在冲击的作用力下瓦解，土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。浆液凝固后，就形成一定形状的固结体，最终达到防渗漏的目的。为了稳定整体大坝结构还要注意对护坡的建设以及涵洞危情处理的能力，提高泄洪道排水能力的同时对相关硬件设施进行除险加固。另外，还要加固坝体以提高其抗震能力。地震对水库大坝造成的冲击是毁灭性的，检测地震的震级及强度，对坝顶进行超高设计，坡坝坡度放缓，增强坝坡稳定性。尤其要注意水库大坝上部的加厚，可采用石块砌体，并设置钢筋槽笼。

2.2加强病险水库除险加固能力

病险水库大坝的除险加固措施要以经济型为前提，并且操作简单，具有可行性。要对现场地质、水质进行实地勘察，将情况汇总，对渗漏可能性与重点部位进行分析。尤其需要注意的问题就是裂缝，千里之堤溃于蚁穴，如果放任裂缝不管，裂缝继续扩大极有可能造成整个大坝溃堤，因此防渗加固设计首先要解决的问题就是裂缝。若出现轻微渗漏，可采用高压胆管混凝土的旋喷技术将渗漏缝隙堵塞，或者采用翻砌的方式进行接缝处理。

2.3加固排水减压设施

水库坝体经常受到大面积水流冲刷，压强较大，硬件设施极易损坏。因此，要加固排水减压设施。此设施一般利用导渗沟、减压井、水平盖等实现减压目的。加固导渗沟时要严格控制层间关系，一旦出现堵塞情况或者局部遭受破坏，及时将堵塞物清除并且进行翻修。还要定期对减压排水设施进行巡检，防止人为破坏。

2.4防渗材料的应用

除了创新、改进防渗技术外，还应加强防渗材料的使用，目前复合土工膜的应用比较广泛。其具有质量轻、延展性好、抗老化、成本低、制造工艺简单的优点。应用要点包括：选择合适的土工膜。土工膜的种类较多，质量良莠不齐，尤其是接缝处经常出现不符合质量规范的现象。因此，要谨慎选择土工膜的抗压能力、透明度、渗水情况；确保土工膜与防渗体间链接的方式正确，是否无缝连接是能否成功防渗的关键；按照规范设计上垫层与保护层，做好防护；加强检修，及时发现漏洞。

2.5防渗墙的处理工作落实

其一，高压喷射灌浆法的应用，就是借助钻机的应用优势，通过特制喷嘴的传递性作用，高效完成灌浆工作任务，将其灌注到土层预先确定的位置，在此过程中，钻杆的旋转速度也可以进行把控和调节，随着速度的变化逐步提升钻杆的位置，待到提升至一定高度时，此时的高压水枪会把破坏土体冲击开来，而后使其与水泥浆液、土体等进行充分融合，待到浆体处于凝固状态之后，此时的土体将会极具强度和稳固性，构成固结防渗墙体。其二，可在大坝顶中心位置，运用冲抓钻的作用，把大坝土体中质量较差的土及时取出，而后运用分层的方式，将粘土进行分层充分回填，构成一道强度较高的防渗心墙。其三，还可运用塑形混凝土防渗墙，完成防渗墙的处理工作，在此过程中，应当严格参照混凝土配合比的要求，强化此工作落实环节的质量控制力度，极大的提高混凝土坝体的实际防渗能力。

2.6做好蚁巢和鼠洞的封堵工作

若想提高病险水库的实际防渗性能，还需在枯水期，对蚁巢和鼠洞的位置加以确定，如有需要可通过投放诱饵的方式，将虫蚁和鼠害及时灭杀，在此过程中，也应注意药品残留问题的处理，结合防渗墙和高喷墙两种防渗措施，重点对蜂巢和鼠洞易出现的区域进行加固处理，进而使水库大坝的功能得以凸显，发挥其社会价值。

结束语

每个水库大坝从设计、施工到使用都有着独一无二的特性，所以病险水库的加固设计方案，也不能千篇一律。首先要考虑水库大坝的固有特性，并从技术、经济角度进行分析，综合考虑水库大坝所处地区的工程地质条件、周围建筑材料分布情况、施工难易程度等多种因素。

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