水利工程中坝体建筑加固设计技术的研究

2018-02-14张培峰

建材与装饰 2018年25期

关键词：溢洪道除险坝基

张培峰

1 水库除险加固设计前的技术要点分析

1.1 地质勘察

地质勘察在水库除险加固设计过程中尤为重要。如果坝体有渗漏或坝基不稳定，就必须加强对坝体、坝脚、坝基的勘探。地勘的方法包括钻探、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。

1.2 地形测量

水库除险加固，需要对水库除险加固范围进行详细的地形测量。主要建筑物的平面测量和横断面测量是关键点。设计（包括整个库区）所需的1：500总体规划以及主建筑1：100的横断面和纵断面。

1.3 资料收集

主要通过对周围村民和当地水管人员的访谈，并通过现场勘察，拍摄等方式，收集水库的基本历史和现状。

2 水库除险加固工程问题及其设计的技术要点

2.1 坝体问题除险加固设计的技术要点

水库存在的问题有：防洪能力不足，渗漏不安全，结构不安全等，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。当坝顶高度不符合计算洪水标高要求时，可采用加高坝体或增设防浪墙等方法。

2.2 坝基问题除险加固设计的技术要点

水库坝基设计存在的问题主要是由于先天性地质缺陷。由于缺乏足够的地质勘探，一些水库建在熔岩或深覆盖地区，施工开始前没有进行新基岩开挖，导致坝基渗漏。早期建造的一些水库受到当时的质量监测和施工技术的限制，这导致许多工程的碾压强度存在欠缺，或许多填筑材料未被完全粉碎就被施工使用。一些老水库经过数次加高加厚后，坝基和坝基两侧的边坡未得到妥善处理，造成渗漏问题。坝基除险加固处理主要采用以下技术：立式防渗漏处理技术。混凝土防渗墙的施工及高压喷射灌浆防渗施工技术的应用。水平防渗漏处理技术。水平防渗漏处理技术主要是指水平铺盖。水平铺盖物分为天然粘土铺盖和人造填充粘土覆盖物。粘土可以在当地获得，不仅成本低，而且简单易行。

2.3 溢洪道问题除险加固设计的技术要点

在对现有水库的调查中，发现大部分水库溢洪道一般存在以下问题：溢洪道位置不合理或无溢洪道、高程设置不合理、断面积小、岸墙损坏、底板冲刷严重、无消能防冲设施或根本没有溢洪道。由于溢洪道在水库中的特殊作用，笔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，必须给予足够的重视。

2.3.1 溢洪道的位置不合理或没有溢洪道

根据实际地形和地质情况，结合上游和下游河流的方向，在适当的位置建造新的溢洪道。高程不合理处理：根据对水库库区的调洪演算和兴利库容的计算，确定最合理的溢洪道的溢流堰顶高程，以实现水资源最大限度利用而不影响坝体的防洪安全的目的。

2.3.2 断面积小处理

如果计算出当前断面尺寸不能满足泄洪要求，则应适当扩大溢洪道宽度，或增加溢洪道侧墙高度以满足泄洪要求。

2.3.3 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，底板采用混凝土或钢筋混凝土进行防护，岸墙可以用砂浆砌筑或混凝土衬砌。

2.3.4 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，可考虑采用流式溢洪道；如果地形条件好，可以根据实际地形采用底流消能或底流加坎消能的防冲设施。

2.4 输水涵（洞）问题除险加固设计的技术要点

输水涵（洞）是水库除险加固的重要内容之一。主要问题是：涵管体内裂缝、侵蚀或漏水；涵（洞）外围的接触损伤甚至泄漏通道的形成；入口和出口闸门以及设备开启和关闭老化，缺失等。上述问题基本上是水库输水涵（洞）除险加固中的常见问题，如果涵（洞）的内径大于或等于1.0m，则可以采用灌浆防渗方法优先处理内套管。也可采用对原涵（洞）直接进行衬砌加固处理。如果涵（洞）的内径为1.0m或更小，采用上述处理方法将非常困难。笔者建议进行拆迁重建，以达到根除病险的目的。拆迁重建主要有四种治理方案：易址重建、原址破坝改造、顶管和倒虹吸。易址重建选址时，可优先选择开挖方式，这样可以永绝大坝因为涵管再次出现险情；对于原始水库，笔者认为坝高不足6m时可考虑破坝处理方式；当坝高超过6m时，由于破坝造成的开挖量大且不经济，或者在没有破坝条件时可以采用顶管法；最后一种处理方法比较简单，采用倒吸虹管和真空泵并设置入水口和出水消能设施，但难以维护和操作，对水库的维护和管理往往是当地村民，管理水平较低，笔者一般不建议采用。