水库大坝病害分析及整治措施应用

祁之来

摘要：近年来，我国的水利工程建设有了很大进展，水库大坝建设越来越多。随着水利工程建设也在不断对传统的发展模式进行创新和改良，极大地提升了水利工程事业的生命力，对我国社会经济的发展起到了重要的推动作用。在水利工程的水库大坝病害中，其病害的组成要素众多，对水库作用与价值的发挥形成了一定阻碍。为此，本文首先分析了水库除险加固工程概述，其次探讨了水库大坝病害，然后论述了水库大坝病害整治，最后研究了水库大坝工程质量的控制措施，以供参考。

关键词：水利工程  水库大坝  病害分析 整治设计

Analysis of Reservoir Dam Diseases and Application of Remedial Measures

QI Zhilai

（Water Affairs Bureau of Pingan District， Haidong City， Qinghai Province， Haidong， Qinghai Province， 810699 China）

Abstract： In recent years， my country's water conservancy project construction has made great progress， and more and more reservoirs and dams have been constructed. With the construction of water conservancy projects， the traditional development model is constantly being innovated and improved， which greatly enhances the vitality of water conservancy projects and plays an important role in promoting the development of my country's society and economy. Among the reservoir dam diseases of water conservancy projects， there are many components of the disease， which form a certain obstacle to the function and value of the reservoir. For this reason， this article first analyzes the overview of the reservoir reinforcement project， then discusses the reservoir dam disease， then discusses the reservoir dam disease remediation， and finally studies the quality control measures of the reservoir dam project for reference.

Key Words： Water conservancy engineering; Reservoir dam; Disease analysis; Remediation design

我國有许多老旧水库大坝工程，这些老旧工程由于建造时间比较久，又疏于养护，导致存在很多安全隐患。因此，需要针对存在病害的老旧水库大坝工程进行整治，在确保其安全性的前提下，使其基本功能得以保存。

1水库除险加固工程概述

水库除险加固工程指的是对水库土石坝出现的病险情况进行除险，并且对水库土石坝进行加固的工程。除险加固工程是水库在长期使用中必不可少的维修性施工。由于水库所处的地理位置、水文情况、地区经济发展情况、水库下游地区情况都不相同，所以水库的除险加固工程施工也不相同，需要根据具体的情况选择合适的施工技术和方法[1]。水库除险加固主要针对水库的土石坝，因为土石坝是钢筋水泥混凝土结构制造，在长期使用过程中，巨大的水体压力和水下暗流引发的冲击力会对土石坝产生较大的力学作用，再加上混凝土在长期浸水的情况下，内部结构产生变化，应力作用导致土石坝出现裂缝、缺口等情况，而这些缺口在水库土石坝使用中会产生较大的风险，如果不及时采取除险加固措施，就有可能导致水库泄漏甚至土石坝塌方等严重事故，因此水库的除险加固工程对水库维稳和土石坝坝体稳定有着重要作用[2]。

2水库大坝病害分析

2.1渗透病害

渗透问题是水库大坝的主要病害之一，其极大地降低了水库大坝的稳定性，对水库治水安全性形成了一定的威胁，需要相关单位和工作人员给予充分重视，及时做好渗透病害的防治工作。然而，在渗透病害的防治基础上，更要重视对发生渗透的原因和渗透情况进行分析（如图1），这样才能高效做好相应的预防工作，并对后续水库大坝的修建与病害治理提供依据。

2.2坝体渗漏

坝体渗漏也是水库病险的一大成因。相比起坝基，坝体的厚度更低，受到的水流冲击力更大，并且受到阳光直接照射的同时长期浸水，在热胀冷缩效应之下，坝体内部的钢筋混凝土结构出现变形或者内部应力，导致坝体出现裂缝等情况，引发渗漏。而坝体在修筑过程中，填筑质量差也会导致坝体渗漏。对于很多20世纪修建的水库大坝而言，由于当时的技术限制和资金条件限制，使得大坝修筑采用人工填筑的方式，填筑质量差，坝体不够紧密，在长期使用中就会出现渗漏的问题。加上当时的建筑材料质量也较差，所以很多使用年限较久的水库大坝都会出现坝体渗漏的问题。而坝体渗漏会直接导致坝体中的钢筋材料生锈，承载能力下降，如果不采取除险加固措施，就会导致水库大坝出现破损风险[3]。

2.3溢洪通道的结构、泄流安全性能不达标

小型水库通常是敞开型溢洪通道，在堰型方面选取宽顶模式的堰型，修建溢洪通道时多为浆砌石材结构衬砌进行坝体的保护，有的甚至没有进行衬砌操作。该病害体现在如下4 个方面：第一，水库未配备泄洪设施，造成无法符合泄洪方面的要求;第二，泄洪通道缺少衬砌，杂草多，造成过流能力下降以致无法满足需求;第三，岸坡进口位置出现淤积、坍塌以及过流断面偏小的情况，无法满足泄洪的要求;第四，泄洪通道处于调整阶段，进口位置高程布置不科学或其高于正常水位，无法正常发挥作用[4]。

3水库大坝病害整治措施

3.1坝坡加固设计

对于水库大坝的病害而言，做好坝坡加固工作是不可或缺的，加固坝坡可以提升大坝的稳定性和安全性，是加固设计的核心价值。就坝坡加固设计工作分析，最为主要的是上游的减载和下游的增厚工作，这样能够极大地提升坝坡强度，对坝坡阻滑力的提升也具有一定的作用。

3.2混凝土配合比

混凝土结构的质量水平很大程度上由混凝土的配合比决定，考虑混凝土的配合比控制对整个水库大坝的混凝土质量有着相当重要的影响，在实际施工的过程中，施工单位要充分考虑不同混凝土施工位置的实际需要，充分掌握不同施工部位对各个构件的强度需求，科学地调整混凝土配合水灰比，并在实际浇筑施工时进行彻底的复查。

3.3坝体填筑

坝体填筑是解决坝体渗漏病险的主要措施，由于很多水坝的建设时间都较为久远，当时的技术水平只能夠采取人工夯筑的方法，因此会存在夯筑不够紧密的情况，这也是导致坝体渗漏的主要原因之一。所以对这些坝体进行除险加固，采用填筑是非常有效的途径，将混凝土砂石从坝体的裂缝或者空隙之中填充进去，然后使用机械将坝体夯实，从而解决坝体渗漏的问题。坝体填筑在水库除险加固中使用非常普遍，土方填筑施工需要注重不能随意填筑，不能乱倒、乱铺。而应该统一填筑，统一碾压，填筑的厚度通常为15～20cm。土方填筑之后，使用拖拉机履带进行碾压，提升其密实度，采用的方法为轮迹排压法，而对于其中碾压不到位的地方，或者碾压不足的部位，需要使用人工夯实的方法予以辅助施工[5-6]。

3.4小型水库溢洪通道的强化及安全加固措施

水利工程相关技术人员在处理小型水库溢洪通道内部存在的典型病险状况的过程中，必须高度关注下面4点技术问题：第一点技术问题指的是小型水库的过流能力无法符合真实要求的溢洪通道，必须依据其真实情况实施加宽。第二点技术问题指的是水利工程相关技术人员在验证其可行性及合理性以后，针对过流表面暴露出来的溢洪通道，借助衬砌清理淤泥进行防护，衬砌一般选择将砂浆砌石和水泥混凝土现场浇筑的模式实施。第三点技术问题指的是优化框架及排布，最大限度地避免能量消耗地段和陡槽地段出现弯道，防止溢洪通道在地理方位非常差的地质条件区域发生。第四点技术问题指的是全方位评估小型水库的长久发展及运行，将溢洪通道的布置进行升级改进设计[7-8]。

3.5高压喷射灌浆

高压喷射灌浆是水库除险加固中使用非常多的技术，通过高压喷射灌浆可以在地下快速形成凝结体，而且不需要开挖地表，所以可以节约施工成本。并且高压喷射灌浆的施工设备与操作方式简单，适应性很强，所以有着很大的应用前景。

3.6加固土石坝

土石坝在受到重力和其他外力的作用下，会出现向外移动和向下移动的走势，这就对坝坡内岩土的抗剪强度提出了更高的要求，如果土石坝可以抵抗外力，说明其是稳定的，否则就会出现失稳滑坡等问题。同时，又由于土石坝滑坡受到多种因素的影响，比如雨水渗入、施工方式、施工进度以及地震等，这些不利因素的出现都会引起坝坡内孔隙水压力性质的改变，从而严重降低坝坡的抗剪强度。为此，当坝坡出现滑坡时，需要从以下几个方面做起：（1）对滑坡出现的原因进行全面勘探。（2）进行土工试验，从而确定滑坡产生的原因。（3）制订具有针对性的坝体滑坡加固方案。在通常情况下，土石坝加固需要通过人工填筑坝料完成。

3.7坝体混凝土养护

水库坝体混凝土结构的后期养护，也是质量控制措施中的重要一环，要积极为后期混凝土结构的硬化提供良好条件。考虑到恶劣天气环境下，混凝土的收缩、膨胀问题，还要通过自然养护和加热养护的方式，加强对混凝土的保温处理，以达到延长混凝土结构寿命，提升整体质量的目的[9]。

4水库大坝工程质量的控制措施

水库大坝工程的实施质量所涉及的要素众多，在具体的实施过程中也需要全面做好相应的质量控制措施，具体可以从以下几个方面推进：第一，做好各个环节的监控工作。在各个环节的施工中，施工单位需要做好严格的质量控制工作，严格按照制定的施工计划和施工流程进行施工，避免施工技术人员出现主观臆断的施工情况。此外，如果在施工监督管理中发现了大坝工程问题，便要及时叫停施工，对所存在的问题原因进行分析和解决。第二，提升管理人员的责任意识和安全意识。施工管理工作人员的工作态度也会对工程的质量造成影响，施工过程中需要对施工管理人员的综合能力素养进行强化，并由此建立起一套完整的施工管理系统，以此来强化施工技术。第三，做好维护工作，强化责任意识对于水库大坝病害的问题治理工作，就是需要做好后续维护工作。

5结语

综上，水库除险加固工程是水库病险排除和稳定性保障的重要内容，通过除险加固工程可以提升水库的使用寿命和安全性，促进水库更好地发挥其水利作用，并保障周边地区民生，而水库除险加固技术则需要根据具体的施工场景选择合适的技术方法，达到高质量的除险加固效果。

参考文献

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[2]区勤勇.水库大坝白蚁病害分析及治理措施分析[J].内蒙古水利，2019（11）：72-74.

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[4]谭界雄，位敏，徐轶，等.水库大坝渗漏病害规律探讨[J].大坝与安全，2019（4）：12-19.

[5]米鹏.探析水利水电工程的管理问题及施工质量控制措施运用[J].建材发展导向（上），2019，17（7）：323.

[6]马永进.水利水电工程水库大坝病害分析及整治措施[J].科技创新与应用，2018，240（20）：129-130.

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[8]仲述.丹东地区中小型病险水库的问题与对策[D].沈阳：沈阳农业大学，2020.

[9]肖汝诚，郭陕云，万姜林，等. 2020年中国土木工程科学和技术发展研究[C].中国土木工程学会.2020年中国科学和技术发展研究（下）.中国土木工程学会：中国土木工程学会，2004：253-330.