病险水库大坝加固处理研究现状

 【摘要】本文阐述了病险水库除险加固工程的技术特点，对坝体坝基存在的问题进行评价, 从而有针对性地提出加固处理措施, 分别从坝体渗漏、滑坡、护坡裂缝等方面归纳病险库大坝加固处理研究现状。以供参考。 

【关键词】病险水库大坝加固 处理研究 现状 

　　 中图分类号：TV62文献标识码： A 文章编号： 

　　一．前言 

　　 土石坝以其取材方便、适应性强、施工灵活、结构简单等优点而在当今世界中得到广泛的应用。由于土石坝的突出优点, 我国已建成了众多的土石坝, 但经过长期的运行, 这些土石坝都发生了不同程度的老化,有的已直接影响到正常运行. 本文阐述了病险水库除险加固工程的技术特点，对坝体坝基存在的问题进行评价, 从而有针对性地提出加固处理措施,希望有所帮助。 

　　二．病险水库的主要病害及其原因分析 

　　1.水库库坝区渗漏 主要原因在于坝址选择不合理，坝基基础处理不当，坝肩处理不当，坝前末设防渗铺盖。 2.坝体裂缝 主要原因在于：坝体断面不安全,填筑质量差,坝肩与岸坡接茬不良,在施工中清基不彻底。土坝块石护坡在施工过程中,常常由于块石砌筑不紧密垫层不实,经长期自然沉落和冰胀、水冲等综合作用,使护坡体局部坍陷、下滑,个别块石从护坡体中挤出在外,造成整个坝坡凸凹不平,产生裂缝。3.库岸失稳 主要原因在于: 水库蓄水后,库岸长期在水的浸泡作用下,岩土产生了物理化学、孔隙静水压力和动水压力等效应,并引发的中小型滑坡、崩塌和泥石流等,对水库的安全运用和水土保持以及库岸边人民生命财产的安全都构成了较大的威胁。 4.水库淤积由于淤积严重,使一些水库己无效益,防洪和兴利矛盾十分突出。 

　　其主要原因:一是水库上游水土流失严重;二是水库本身缺少排沙底洞,累计淤积所致。据统计,70%～85%的水库防洪标准偏低,主要原因是洪水分析成果不准,防洪标准偏低,泄洪能力不足。5.水库防洪不安全。 

　　其原因主要有:缺少水文分析， 以致泄洪设施设置不足; 或随着水文系列资料的延长， 洪水资料发生变化; 泄洪建筑物存在安全隐患， 不能正常发挥功能。 

　　 6.大坝结构不安全。 

　　造成的原因主要有: 土石坝坝体断面不足， 坝坡导致安全系数降低。 

　　 7.抗震不安全。即水库大坝的抗震性能不满足现行规范要求。 

　　造成的原因主要有: 原设计地震烈度小于新的地震烈度区划图确定的场地基本烈度; 原设计未考虑地震工况。 

　　 8. 输水及泄洪建筑不安全。 

　　造成的原因主要有: 输水隧洞或涵管的衬砌结构施工质量差或设计不完善， 出现裂缝、 露筋、 剥离、 冲蚀、 漏水， 影响建筑物结构的整体性。特别是土石坝坝下埋管漏水， 容易产生接触冲刷破坏， 危及坝体安全; 对于溢洪道， 主要存在结构裂缝及失稳破坏， 或溢流面及泄槽未衬砌或衬砌质量差， 出现冲蚀破坏; 无消能工或消能工不完善， 无法保证洪水安全下泄。 

　　 9.金属结构和机电设备不安全。多数病险水库的金属结构和机电设备已运行 30 ～ 50 a， 已超过或接近折旧年限， 老化、 锈蚀严重， 无法正常运用， 严重影响水库安全。 

　　 造成的原因主要有: 缺少维修更新与养护。 

　　 10. 管理设施不完善。多数病险水库的水文测报与大坝观测系统不完善， 特别是小型水库中大部分没有水文测报及大坝观测设施; 许多水库的管理设施陈旧落后， 防汛道路标准低， 甚至没有防汛道路。 

　　 造成的这种状况原因主要是: 重建设、 轻管理。 

　　三. 病险水库大坝加固处理 

　　1.  面板堆石坝裂缝处理对于面板结构裂缝，特别是贯穿性裂缝，应采用结构胶压力灌浆处理。 对于非结构(温度)裂缝的成因,根据混凝土面板堆石坝的不同裂缝成因,应采用弹性结构胶进行不同方法的处理。 压力灌浆应考虑面板底部、上部的密封处理，特别是应慎重考虑底部灌浆前的密封问题。对于贯穿性裂缝，或则严禁采用贯穿面板的灌注水泥类浆液处理。 

　　2.泄水建筑物与放空建筑物统一布置。 

　　修建泄水建筑物，关键是要解决好消能防冲和防空蚀、抗磨损。对于较轻型建筑物或结构，还应防止泄水时的振动。放空建筑物是水利枢纽的一种建筑物，主要用于放水用途，如在混凝土坝内设放水孔，在河岸开凿放水隧道等，可考虑泄水建筑物与放空建筑物统一布置。 

　　3.大坝加高加固 

　　提高水库防洪能力的措施归纳起来主要有两种:一是加高大坝， 增加水库调蓄能力; 二是加大泄洪建筑物规模， 扩大泄洪能力。我国在 20 世纪 70 年代末至80 年代， 许多大、 中型水库大多采取了以上加固措施来提高水库的防洪能力。 

　　4.土石坝渗漏处理措施 

　　 (一)混凝土防渗墙 

　　混凝土防渗墙加固方法， 就是沿土石坝的坝轴线方向建造一道混凝土防渗墙。防渗墙可建在坝体部分， 也可深入到基岩以下一定深度， 以截断坝体和坝基的渗漏通道。 

　　(二)高喷灌浆 

　　高喷灌浆最初主要用于粉土层和砂土层的防渗，近年来在砂砾层中也有许多成功应用的例子。如河南弓上水库， 土石坝填筑质量差， 坝体变形、 开裂， 坝下30 m 厚的砂卵石强透水层未清基， 加固前坝后渗漏出浑水， 渗漏量 90 L/s， 1999 年采用高喷灌浆法加固后，坝后渗漏消失。 

　　5.土石坝坝坡稳定及抗震加固 

　　(一)坝坡稳定加固 

　　土石坝坝坡的稳定加固， 主要有培土放缓坝坡和削坡放缓坝坡法。对上部局部坝坡偏陡的坝坡稳定问题， 可采用格构护坡加固; 对于下游坝坡浸润线较高引起坝坡稳定性不足的问题， 可与防渗加固措施相结合，采用防渗墙加固。 

　　 (二)护坡加固 

　　土石坝上游护坡加固可采用块石护坡、 现浇混凝土护坡及预制混凝土块护坡; 下游护坡加固可采用草皮护坡、 格构草皮护坡、 块石护坡、 现浇混凝土护坡及预制混凝土块护坡等。对于具有旅游功能的水库， 其上游坡可选用具有美化作用的预制混凝土块护坡， 下游护坡除可选用与上游坡相同的形式外， 还可选用草皮护坡及格构草皮护坡。 

　　6．坝下涵管及隧洞加固 

　　( 一) 改坝下涵管为隧洞。我国过去修建的许多水库， 其灌溉、 发电及供水用的输水建筑物采用坝下涵管。由于坝体变形、 涵管质量差及结构不完善等原因，大量涵管出现漏水， 发生接触冲刷破坏， 危及大坝安全。因此， 涵管出现渗漏缺陷后最好废弃封堵， 并在岸边新建隧洞替代。 

　　 (二) 加钢内衬。即在原涵洞或隧洞中增加钢衬使其达到结构安全和防渗的要求。钢衬与洞壁之间的空隙灌注水泥砂浆， 使钢衬与原洞壁形成整体。 

　　7.除险加固应与增容和恢复库容同时考虑。在水库的病险得到有效排除的前提下,增容和恢复库容是提高水库自身经济效益和社会效益,解决水资源紧张状况的一条好的途径。8.水库的除险加固建设应与自身管理设施的改善相结合。病险水库加固规划时,应考虑增设防汛指挥调度网络系统及通信预警系统、水文水情测报自动化系统、大坝监测自动化系统等先进的管理设施。对不能满足需要的防汛道路及防汛物资仓库等管理设施一并予以改造。 9.努力提高病险水库加固的科技含量。在病险水库加固时,应通过各种途径收集这方面的信息,广泛依托科研、设计、施工、大专院校等方面的技术力量,加以推广应用。坚持加固与提高、加固与技术进步相结合,力求在病险水库治理的技术经济方面有所突破。 10.建立良性的水库运营管理机制。要建立严格的管理责任制,责任落实到人。应抓好《水库大坝安全管理条例》等法律法规的实施,使管理规范化、制度化。同时应加强水库大坝的监测和观测工作,配备齐全的监测设备,建设必要的观测设施,采用先进的观测手段,对大坝进行及时跟踪监测,及时发现大坝的隐患。 

　　四.结束语 

　　我国绝大多数水库遗留隐患较多,需要对水库大坝进行加固处理, 已显得十分必要和迫切。对水库大坝进行加固处理有着重要的意义。 

　　参考文献: 

　　[l] 董哲仁. 水库加固处理现状 [ M ] . 中国水利水电出版社. 2008 

　　[2] 杜雷功． 全国病险水库除险加固处理［J］.水利水电工程设计，2003( 3) :1 －5 

　　[3]厉志海, 李雪. 病险水库大坝加固处理研究现状 [ J] . 中国水利, 2009 

　　[4］ 顾群． 全国病险水库除险加固绩效评估分析［J］．海河水利， 2006( 5) :40 －43．