分析大中型水库大坝除险加固工程设计及施工技术

分析大中型水库大坝除险加固工程设计及施工技术

章赟

武义三江水利水电建设工程有限公司

摘要：采用除险加固的方法，对水库大坝进行维护，是当前进行水利工程维护工作的重要内容。本文结合实际案例，分析大中型水库大坝除险加固工程设计及施工技术，期望对于提高水利工程的结构坚固性具有技术参考作用。

关键词：水库大坝；除险加固；施工技术

大中型水库大坝担负着发电、浇灌、防洪泄洪的重要职能，。例如病害问题，建筑工程质量问题等会在多年的运行后给水库大坝主体以及其他建筑体系带来了很多安全隐患，需要不断采取有效措施加以维护，防止病害的出现给水库大坝的正常运行带来了很不利的干扰因素。使用除险加固技术的设计和施工无疑对于实现水库大坝延长使用寿命有利，能够保证水库大坝正常运行，推进和维护、提升水利事业效益。

1工程案例

下抱水库大坝坝址位于新前街道石捣臼村，是一座以灌溉为主的大型水库，水库由于建成年代较早，平时虽定期实施保养及每年冬春季节进行维修养护，但仍跟不上工程设施的自然老化。主要的病害问题表现在：由于大坝的清基不彻底造成了透水性的问题、防渗漏处理的不完善的问题等，导致坝体出现渗漏，施工时的防渗体的填筑的质量较大，压实度和渗透系数不能满足规范要求等，导致防渗体的设计厚度不足[1]。病险主要存在于坝坡、坝体等位置；放水洞的洞身出现裂缝、漏水等情况，进口和洞身的结构强度不能满足规范，闸门发生变形、磨损，设备需要被淘汰更新，机房不能正常使用，溢洪道的标准较低，出口的泄流没有通道导致的泄流量的不足的问题，溢洪道的控制端出现基岩风化、无衬砌的问题等。还有护坡石的风化破碎的问题，厚度薄块茎小的问题，没有排水设施的问题，防浪墙的墙底与放渗体的结合度的问题，裂缝、断裂和变形问题、结构老化的问题，等等。

2水库大坝除险加固工程的施工技术

2.1施工设计阶段

针对安全复核结果及水库大坝目前存在的主要问题，对大坝及各附属建筑物进行除险加固设计，主要加固内容包括：

（1）大坝加固：前坡按1:2.75与1:3.5两级进行培厚4~6m，原干砌石护坡拆除，新护坡采用150mm厚混凝土面板，对大坝采取塑性砼防渗墙+防渗帷幕处理。重建后坡排水系统及监测系统，重建排水陵体。

（2）原址重建岸边溢洪道：溢洪道布置于大坝左岸坝肩，由进水渠段、控制段、泄槽段、消力池段组成，控制闸堰顶高程202m，采用两孔，每孔净宽6m，采用底流消能形式，消力池底高程174.50m，池长57.4m。

（3）进水口重建与输水涵管加固：对原进水口采取拆除重建方案，新建进水口方案采用进水塔型式，闸门采用卷扬机启闭；出口采用蝶阀的型式控制。将原输水涵管内套钢管拆除，再内套内径1.14m的钢管方法进行加固处理，并对管外壁土体进行充填灌浆。

（4）新建上坝道路：在大坝左岸另建一条上坝路，路始于目前正在进行施工的下游河道堤顶路，终点为溢洪道闸顶交通桥，路宽6m，总长约为709m。

（5）滑坡体加固：处理方案采用坡顶卸载及坡脚设置抗滑桩相结合的方式。

2.2坝顶和坝坡的设计

第一步是对坝顶和坝坡的设计，这是水库大坝除险设计的重要一项。坝顶担负的是排水任务，因此对坝顶的设计首要考虑的是排水设计的合理性。在对坝顶进行设计时，先保证坝顶倾斜的角度大约在下游方向的2%左右。之后让坝顶路面上的排水系统的排水口链接在一起，以保证坝顶的排水性能始终保持良好运行。对坝顶的高程的设计是水库大坝出现加固设计的重要一项，坝顶的高程本身是经过了精确的计算的。为了达到更加严谨的标准，就要在水库上下游之间的坝坡位置架设高台，进一步加大大坝的横断面积，为大坝的稳定提供有力的支撑。在设计这个台面的时候，设计人员要在保证规范施工的基础上，在大坝的加固设计方面采取一些措施。例如对坝顶和坝坡的设计，要就地取材，增加除险加固的有效性，按照实际需求节约成本[2]。

2.3截渗、返滤和排水加固设计

在水库大坝的加固工程中，大坝的水流量的控制是非常重要的。在实际施工中，首先要求设计人员先要进行坝体和坝基的钻探和勘测，计算出大坝的极限的承受力和水流对大坝的腐蚀程度。然后在精确的参数的指导下，控制大坝的水流量。抗渗的问题，需要采取钻孔注水的实验，先对水库大坝的运行情况进行分析和计算，得到大坝的真实的渗透量的数据，然后使用高压旋喷混凝土的技术，在大坝的下游进行截水槽的设置，以实现对坝基渗漏的阻截。除了截止渗漏的设计，设计人员还要对返滤层的厚度进行设计，也是先要对大坝进行实际情况的勘察，然后对滤层的基本设计厚度进行计算，在抱枕给施工设计方法与施工材料都能沟发挥大效益的基础上，做好反滤层的设计工作。排水的方法通过实践证明，贴坡排水的方法较为有效，就是在坡脚的位置进行排水沟和集渗沟的设置。

放水洞的设计属于水库大坝加固设计中的重要组横部分，防水洞的构成有很多，本文以矩形涵洞为例，谈到除险加固设计中的隐患部分的填补漏洞的设计。这种设计思路是使用环氧砂浆、高强砂浆等防水材料进行应用，补救涵洞内的缺陷和损伤。另外通过放置PE管材、玻璃钢管、内衬钢管等材料将放水洞的质量加以提升。溢洪道的除险加固是根据大坝的具体情况来设计的，包括控制端、泄槽段、消力池、尾水渠道等，还有对溢洪道的补强。

2.4施工技术的实施

2.4.1坝体的增厚

这一技术的是坝体内外坡加固除险技术的重要技术之一，多用于土石坝体。主要施工流程为：使用挖掘机对基础进行开挖，然后采用人工的方法进行辅助和清理工作，填筑堆石料、风化料，然后填筑坝体的反滤料。在施工过程中，人工和机械施工的方法并用，保证施工进度的同时，提高施工质量。

2.4.2帷幕灌浆施工技术施工步骤为：布孔-冲洗-压水试验-灌浆-封孔

（1）压水试验：采用单点法，试验孔数一般不宜少于总孔数的5%。

（2）帷幕灌浆：主要参数有防渗标准、深度、厚度、灌浆孔排数和灌浆压力等。

（3）化学灌浆方法：浆液的混合方式分单液法灌浆和双液法灌浆。单液法是在灌浆前，将浆液的各组成部分先混合均匀一次配成，经过气压或泵压压到孔段内

（4）双液法是将预先已配制的两种浆液分别盛在各自的容器内不相混合，然后用气压或泵压按规定比例送浆，是两液在孔口附近的混合器中混合后送到段孔内。

帷幕施工在水库大坝除险加固工程中属于重要的技术类型之一。施工流程为，采用大量的浆体进行灌注前，先做好供电系统和灌浆系统的布设，包括供水系统，首先要在保证水量供应量的基础上，建立高位水池，通过潜水泵的抽力将水输送到基础供水的水池中，设计人员在供水系统外做好供电系统的设置，然后通过电力支持灌浆泵、搅拌机等设备进行实时运作。设计人员对于供电系统的设置要配备柴油发电机、灌浆基础材料等，并且掌握好水泥、水、骨料等的配合比，保证灌浆施工的技术达到施工要求。

3结语

提高水库大坝除险加固方面的研究和实际实施过程中，对于技术的选取和质量的把控非常重要。做好水库大坝除险加固工作，是水库大坝的建设与维护的重要工作内容，目前我国水库大坝除险加固工作技术实施中还有很多有待完善的地方，需要进一步各环节的质量控制，应继续加大对水库大坝除险加固工程的研讨力度，彻底消除水库大坝存在的安全隐患。

参考文献：

[1]叶鹏飞,戚礽家.探讨水库大坝除险加固施工措施[J].建筑工程技术与设计,2017,(13):3497-3497.

[2]俞秀霞.病险水库大坝除险加固设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2014,(28):363-364.

[3]罗泽旻.水库大坝除险加固工程设计探究[J].建筑工程技术与设计,2016,(23):2733-2733.

[4]冯靖,李亚雪.水库大坝除险加固设计[J].中国科技投资,2017,(25):35.

[5]王聪辉.水库大坝除险加固工程设计分析[J].科技风,2014,(13):143-143.