水库大坝除险加固防渗设计处理

水库大坝除险加固防渗设计处理

谢天旋

海南江海工程咨询有限公司， 海南 海口 570203

摘要：目前，我国的水利工程建设处于快速发展的时期，对于水库大坝的使用也不断增多。而在水库大坝工程中，做好防渗加固工作十分重要，对此必须重视水库大坝的除险加固设计，以有效的保障水库和河道的防洪安全。

关键词：水库大坝；除险加固；防渗设计处理

引言：

水利工程的开展建设利国利民，水库大坝作为水利工程中最常见的建筑，针对水库大坝除险加固防渗设计的重要性，要对以往修建的水库大坝进行定期的维护和检修，已建的水库大坝当出现渗流时，要进行加固防渗的设计，并进行加固、防渗处理，真正地将我国的水库大坝建设管理质量提升。

一、水库大坝除险加固的防渗设计具体处理方式

1.加强大坝其他建设项目的结构维护

要想稳定大坝结构，还需要加强护坡工作，做好涵洞危险灾情处理、排水棱体处理，从而提高泄洪道排水的能力，实现大坝改造除险加固的目的。滑坡对于水库大坝有着直接的影响，因此需要结合滑坡作用特点、自身性质、形成原因、滑坡范围、规模、滑坡的边界条件等，做好力学参考工作，从而实现滑坡有效处理，保证其安全稳定性。

2.混凝土防渗设计

一般在对水库大坝进除险加固防渗施工的时候使用的施工材料大多为混凝土，并且在坝基的竖直面设置相应的防渗墙，这样能够加强水库大坝的除险加固防渗性能。结合云浮市新兴县天堂镇五二水库除险加固设计施工经验和茂名化州市长湾河水库除险加固工程设计情况分析，在进行混凝土防渗设计的时候，首先要结合实际的施工情况而选择相应的施工设备，当坝基出现渗流现象时能够对该位置进行造槽作业，在此之后就可以进行清孔换浆作业，将之前设置好的槽孔按照顺序进行连接，最后在进行混凝土浇筑，防渗墙的设置施工也就完成了。特别需要注意的就是，在对槽孔进行设置的时候要严格按照相关的设计方案进行，而且孔内的泥浆面不能够低于导墙最顶端30cm，也不能高于导墙最顶端50cm，槽孔位置的偏差不能高于3cm，经过清孔后孔内的泥浆厚度不能超过10cm，在确定工作完成之后的4个小时内进行混凝土浇筑。不过这种除险加固防渗设计还是存在一定的缺陷，对施工设备太过依赖，而且防渗墙与地基的连接处也不太稳固。

二、坝体加固渗漏技术的处理案例

大坝的加固是提升整个坝坡结构坚固性的基础，坚固的坝坡内部结构才能提升整个工程的抗剪强度，高压旋喷造防渗墙设计、高压旋喷墙质量检查、并且还可以利用开挖回填、放缓坝坡、增设防滑体的方式进行相对应的防滑设施增添，并将土料进行掺和。从而确保坝体加固渗漏技术的有效性，全面保障整个水库大坝的质量稳定性。

例如：海南某水库大坝坝址以上集雨面积0.85km²，最大坝高13.2m，水库总库容为20.7万m³。水库大坝于1959年11月动工兴建，1963年12月大坝工程完工并蓄水运行。大坝为均质土坝，最大坝高13.2m，坝顶高程900.0m，坝底开挖高程886.8m，坝体平均建基面高程886.8m，坝顶长54.1m，坝顶厚度4.4m。上游坝坡采用块石砌护，单坡，坡比为1：2.2，下游坝坡种草，高程893.4m设置马道，马道下坡比为1：2.27，上坡比为1：1.65，坝趾处设置堆石棱体式防渗措施，棱体顶宽为2.9m，内坡为1：0.5，外坡为1：2.41。

根据土工颗粒分析成果，其粘粒含量为24.4%~47.1%，粘粒含量偏大，塑性指数7.2~13.5，总体土料质量一般。本次对坝身填土采用土样室内分析结合野外现场注水试验方法，素填土土样室内试验渗透系数范围值KV20＝6.3E-06-4.0E-05（cm/s），平均值为2.45E-05（cm/s）；Kh20＝6.9E-06～4.8E-05（cm/s），平均值为2.22E-05（cm/s）。钻孔现场注水试验渗透系数K＝5.85E-05～4.60E-04（cm/s），平均值为1.98E-04（cm/s），属弱-中透水性，坝体填筑土以残坡积（粉质粘土）混凝灰岩风化砂土挖方回填为主，物质成分不均一，坝体填筑料差，施工质量差，大坝土体实验最大干密度为1.66g/cm3，实际干密度平均值1.37g/cm3，压实度平均值82.5%，达不到现行设计参考标准要求的96%（针对3级以下中坝，规范未对4～5级大坝作出规定）。分析造成大坝渗流的主要原因有：1.坝身填筑质量差，导致坝体内部存在渗流通道。2.坝基、坝体与基础接触部位没有进行防渗处理。因此对坝体进行防渗高压喷浆，对坝基及接触段进行帷幕灌浆，减少渗流量。

1.加固后渗流安全性态的分析与评价

计算断面和计算方法大坝为均质土坝，计算断面选用大坝最大断面进行计算，大坝渗流计算采用河海大学编写的“水工结构有限元分析系统（AutoBANK V6.1）”软件进行分析，该软件为加入边界条件后应用有限元进行分析。计算工况a.上游库水位为正常蓄水位897.8m，下游无水时渗流稳定分析；b.上游库水位为设计洪水位898.59m，下游无水时渗流稳定分析；c.上游库水位为校核洪水位899.07m，下游无水时渗流稳定分析；d.上游库水位为校核洪水位899.07m，骤降至溢洪道堰顶高程897.0m，下游无水时渗流稳定分析。

1.1计算成果

a.工况1正常蓄水位情况：上游水位为正常蓄水位897.80m，下游无水时，坝体单宽总渗流量q=9.0cm3/s·m，最大水力坡降0.12，出现在大坝上游面897.8m高程渗流入口处。b.工况2设计洪水位情况：上游水位为设计洪水位898.59m，下游无水时，坝体单宽总渗流量q=11.0cm3/s·m，最大水力坡降0.13，出现在大坝上游面898.59m高程渗流入口处。c.工况3校核洪水位情况：上游水位为校核洪水位899.07m，下游无水时，坝体单宽总渗流量q=11.6cm3/s·m，最大水力坡降0.14，出现在大坝上游面899.07m高程渗流入口处。d.工况4水位骤降情况：上游水位为校核洪水位899.07m骤降至溢洪道堰顶高程897.0m，下游无水时，坝体单宽总渗流量q=11.8cm3/s·m，最大水力坡降0.20，出现在大坝上游面899.07m高程渗流入口处。

1.2成果分析

根据大坝填土颗粒分析试验成果，判定大坝填土渗透变形类型为流土。参照太沙基公式JB=（G-1）×（1-n），计算得流土临界坡降为JB=0.88，允许坡降为［JB］=0.59。由上计算可知，各工况下渗透坡降均小于［JB］，大坝渗流性态安全。

结语：

水库大坝的除险加固防渗设计要从具体的施工项目上进行设计和施工，在更加具体的施工问题上进行相对应的施工技术的改进，提高大坝水库的实际使用能力和抗震能力，整个的工程施工和建设才具有科学性可言，水库大坝作为水利工程的一部分，为了能够让其进行正常的运作，相关部门就要对其进行除险加固防渗设计处理，进一步提高水库大坝防渗加固性能。

参考文献：

［1］李霞.水库大坝除险加固防渗设计处理分析［J］.城市建设理论研究（电子版）,2017（08）：66-67.

［2］王堂振，王堂钊.浅析中小型水库大坝除险加固防渗设计的处理措施［J］.科技经济市场,2017（4）:27-28.