論述水庫主壩主要安全隱患及加固措施

陳曉丹 梁峰

鶴崗市水務局

摘要：我國部分水利工程在施工中不盡如意，由于施工的技術水平有限，使水庫的壩體這安全隱患，這嚴重影響著水庫的使用功能。在解決水庫壩體的問題上，最有效的方法就是對壩體加固。本片文章結合具體案例分析水庫壩體，在使用中出現(xiàn)了安全問題，以及對壩體加固的方法。

關鍵詞：水庫主壩；安全隱患；解決；加固

水庫壩體出現(xiàn)問題這將會影響水庫的使用，從眼前看壩體的安全隱患，給水庫周圍的居民用水帶來不便。而從長遠的上看，壩體受損會影響我國經(jīng)濟增長。因此必須根除壩體上的隱患。而解決措施就要徹底清楚問題所在以及原因，然后對其加固。下面探討一些加固的措施。

一、工程概況

某個水庫的總庫容量有2.55億立方米作用。這一座以防洪、農(nóng)用灌溉為主的水庫，其中還起著對水產(chǎn)養(yǎng)殖、發(fā)電等綜合項目的作用。這座水庫的主要由幾個部分構成：主壩、副壩、泄洪發(fā)電隧道、溢洪道和發(fā)電站等等。主壩的主要建設材料是粘土木板心墻構成的砂殼壩，長四百六十米。壩頂高程達一百二十八點四米，最大高度為四十八米。其泄洪發(fā)電隧洞處于水壩的左岸，由進口、洞身和出口這三個部分構成，發(fā)電隧洞自身具有泄洪、發(fā)電、輸水等等多個較大的用途溢洪道則在主壩左邊的兩千米處，由粘土構成的斜墻壩。

該水庫自建設完成成功運行以來，在防洪、發(fā)電、灌溉和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)方面都做出了巨大的貢獻，不僅防治了水患，還利用水資源對社會的經(jīng)濟起著巨大的推動作用，還對下游的幾十個鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)，以及交通道路等帶來了安全保障但是該水壩以及使用了40余年，并且當初建設之時所使用的施工技術一般，經(jīng)過多年的使用，目前該水壩的防滲墻、發(fā)電隧洞、溢洪道等多個關鍵性的不穩(wěn)都開始出現(xiàn)了安全隱患，不經(jīng)影響到整個水壩的正常運行，還對周遭環(huán)境和下游帶來巨大的安全隱患和經(jīng)濟損失所以必須采取相應的措施防止任何可能發(fā)生的安全事故。

二、存在著主要問題

1、主壩存在的問題

在調查壩體出現(xiàn)問題的原因時，通過對壩體數(shù)據(jù)的分析可以知道主要的問題在哪。在對水庫壩體施工的時候，選擇的施工材料以粘土木板為主，在提高水庫防滲能力時，將木板與混凝土心墻相連，并且將數(shù)據(jù)記載在施工檔案中?？墒窃趯嶋H的施工中，技術受限而且施工材料的質量沒有保證，因此使施工的效果沒有達到預期的標準，還出現(xiàn)了質量問題。隨著水庫的使用次數(shù)增加，壩體的問題更加嚴重。質量問題體現(xiàn)在幾個方面。

1.1主壩心墻不符合工程施工的標準

（1）心墻不連續(xù)，其墻體的高度不符合相關的標準

為了讓人們對水庫主壩結構粘土木板心墻的現(xiàn)狀進行了解，人們對采用的地質測量方法對其進行相應的處理。而根據(jù)相關檢測結果表明，該水庫主壩粘土心墻存在著不連續(xù)性，并且其墻體的高度不滿足工程設計的要求，使得水庫的壩體的整體性和穩(wěn)定性達不到相關的質量標準。這就是使得水庫主壩的安全系數(shù)在水流的沖擊下逐漸的降低，其實壩體結構存在著一定的安全隱患。

（2）心墻太薄，滲透比降大于心墻土的允許滲透比降

根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》規(guī)定“：土石壩心墻厚度不宜小于水頭的l/4”。當庫水位處于校核洪水位126.66m時，主壩粘土心墻底部厚度約為水頭的l/12（水庫主河床底高程88.6m，主壩心墻底寬3m），與規(guī)范的要求相差甚遠雖然粘土中間放有一層木板，但木板心墻接縫太多，防腐處理不規(guī)范，采用木板心墻是受當時材料限制的臨時防滲措施，缺少理論基礎依據(jù)，而木板的防滲作用、使用年限目前也只能定性分析，無法定量研究由于粘土心墻薄，致使水庫運行過程中主壩心墻的滲透比降一直大于其允許滲透比降，滲透變形破壞的隱患一直存在。經(jīng)滲流分析計算，設計洪水位124.92m工況下，粘土心墻的計算滲透比降為9.6根據(jù)粘土心墻室內滲透變形實驗成果，粘土心墻的允許滲透坡降為2.0左右，其臨界滲透比降為l0左右，心墻滲透比降遠大于其允許滲透比降，滲透穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求。

1.2主壩主河床段清基較徹底

水庫壩體的壩基位置也有問題，檢查人員在檢查壩體的時候發(fā)現(xiàn)，壩體的壩基位置有堆積的土，按照標準，壩基結構中不能有積土，而且施工人員在施工的時候，要將積土清理干凈。如果結構中積土多，那么會影響結構中的強度，同時會是施工的要求無法滿足，進而使施工有質量問題。我國很多的水庫壩基都存在著積土現(xiàn)象，這也是影響壩體質量的一個重要因素。

1.2泄洪發(fā)電隧洞存在的問題

主壩中的泄洪發(fā)電隧洞的質量問題，對于壩體的整體質量影響大。調查中發(fā)現(xiàn)這個隧洞中的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）隧洞有進水閘與出水閘兩個閘口，而進水閘中的陡坡位置，本應該凝固的混凝土脫落，而且在結構內部中的鋼筋開始外露。甚至一些鋼筋出現(xiàn)了腐蝕。（2）隧洞的出口位置鋼板被水腐蝕嚴重。

三、除險加固設計

1、主壩加固設計

壩體出現(xiàn)問題是因為水壩的主體位置沒有可以防止?jié)B漏的防滲體，一般壩體中的防滲體都是連續(xù)的，但是我國很多水庫中的壩體都沒有這種防滲體，而且壩體上的粘土木板的厚度與規(guī)定不符。水庫處了有蓄水的功能外，還有防洪的作用，因此要完善壩體，加固防滲體。最初在設計壩體扥加固方案時，有兩個可以使用的方案，一個是混凝土防滲；另外一個是高壓旋噴防滲。在這兩個方案進行對比之后，最終選擇混凝土防滲方案。這是因為壩體中的風化層比較堅硬，以至于無法開展鉆孔工作，因此級采用了這個方案。新增的防滲體應該在粘土木板的上方，與壩體中原心墻的軸線有一定的距離，大概5m。在增加防滲體的時候，注意要保證壩體中原有的結構。水庫壩體的左邊部分還有壩體河床，這兩個位置的風化巖比較薄，混凝土的防滲墻就要在壩體中的微風化巖層。而壩體的右邊風化巖層相對比較厚，而混凝土的防滲墻就要在風化巖層的1m處。對于壩體墻底部的位置的風化巖層，處理的方法就應該是帷幕灌漿的方式。而這種方式要用單排孔，每個孔的距離在1.5m。我國在此之前也有過相類似的工程，而這些工程在使用混凝土防滲墻的時候，將滲透坡降到70°。但是由于工程的規(guī)模以及其他因素，坡度可以適當?shù)恼{整。在確定坡度的時候，可以參照以前的數(shù)據(jù)。

2、防滲墻結構計算

防滲墻結構計算中采用以下假定：防滲墻與壩體土的關系采用文克爾假定，防滲墻受荷載作用后直接支撐在壩體土上，防滲墻和壩體土之間變位相互協(xié)調，墻上各點的反力與在該點的變位成正比，壩體土反力系數(shù)隨深度直線變化并隨不同地層變化

四、結語

總而言之，在對水庫主壩進行施工的過程中，由于受到施工材料和施工技術的限制，使得人們在對水庫主壩進行施工處理的工程中存在著許多的質量問題，從而帶著水庫主壩在使用過程中村存在著一定的安全隱患，這不僅影響了水庫的正常運行，還時刻威脅著人們的生命財產(chǎn)安全。因此，我們就要這些安全隱患產(chǎn)生的原因進行分析，進而采用相應的加固措施對其進行處理，以確保水庫主壩的正常工作。

參考文獻：

[1] 陳嵬.淺析中小型水庫除險加固問題[J].科技致富向導 2011年33期

[2] 曹修森.病險水庫除險加固幾點建議[J].科技致富向導 2010年05期

[3] 楊偉峰.論述水庫主壩主要安全隱患及加固措施[J].黑龍江科技信息.2014（09）