水庫大壩除險加固防滲設計處理分析

祝愛華（湖南省水利水電勘測設計研究總院，湖南長沙）

水庫大壩除險加固防滲設計處理分析

祝愛華（湖南省水利水電勘測設計研究總院，湖南長沙）

眾所周知，開展水利工程的建設有著重要意義。水庫大壩是水利工程中最為常見的建筑之一，在水利工程中占據重要地位?；诖?，必須加強已建水庫大壩除險加固防滲工作，本文即針對此展開了具體分析。

水庫；大壩；除險加固；防滲；設計；處理

1 引言

目前，我國的水利工程建設處于快速發(fā)展的時期，對于水庫大壩的使用也不斷增多。而在水庫大壩工程中，做好防滲加固工作十分重要，對此必須重視水庫大壩的除險加固設計，以有效的保障水庫和河道的防洪安全。

2 水庫大壩的除險加固防滲設計處理的重要性

對于水利工程而言，水庫大壩是十分常見的建筑，且水庫大壩對于調節(jié)水源以及涵養(yǎng)地方經濟發(fā)展有著重要的作用。水庫大壩能夠在夏季雨量充沛的時期及時的儲存水源，在雨水較少的時期開閘泄水，從而確保農業(yè)長期穩(wěn)定的發(fā)展。我國水庫大壩的建設通常建設時間較長，因此可能會存在諸多病險水庫，加上設計的標準偏低，導致輸送水的能力較弱。為此，在進行水庫大壩除險加固防滲設計的過程中，需要及時的針對水庫大壩病害情況做好水庫大壩的改良設計，從而有效的做好降水量的調節(jié)。

對水庫大壩進行除險加固防滲設計的過程中，需要制定有效的設計方案，比如，針對大壩滲漏問題，需要采取有效經濟的防滲技術措施，結合水庫大壩的溢洪道泄流水面線實際情況，進行邊界加固工作，通過加厚地板等方法，保證開展水利工程建設更具科學性以及實用性。

3 水庫大壩除險加固的防滲設計具體處理方式

3.1 提高大壩壩體結構的穩(wěn)定性

3.1.1 具體水庫大壩的結構分類

水庫大壩防滲加固時，所采取的措施必須遵循遵守上堵中截下排的原則，需借助天然粘土以及人工填筑粘土的方式進行整體水平鋪蓋。此外，水庫大壩除險加固還可采用垂直防滲的方式，具體方法有：高壓噴射灌漿防滲、混凝土防滲墻、倒掛井防滲墻以及劈裂灌漿防滲等。大壩的壩體需要根據上下游坡度的陡緩度采取相對應系數放緩對策進行實際施工。

3.1.2 加強大壩其他建設項目的結構維護

要想穩(wěn)定大壩結構，還需要加強護坡工作，做好涵洞危險災情處理、排水棱體處理，從而提高泄洪道排水的能力，實現大壩改造除險加固的目的。滑坡對于水庫大壩有著直接的影響，因此需要結合滑坡作用特點、自身性質、形成原因、滑坡范圍、規(guī)模、滑坡的邊界條件等，做好力學參考工作，從而實現滑坡有效處理，保證其安全穩(wěn)定性。

3.1.3 做好大壩壩體加固，提升抗震能力

進行水庫大壩除險加固的工作中，還需要加強其抗震能力，做好地震震級、地震烈度的檢測工作，進行大壩壩體的加固。對于大壩壩體的抗震加固，還要做好水庫大壩壩頂的超高設計，從而放緩坡壩，以促進水庫壩體的上部壩坡穩(wěn)定性。因為水庫大壩的上部地震慣性較大，需要進行增厚加固，一般采用石塊/石塊砌體進行增厚，同時加設鋼筋槽籠以提高水庫大壩建設的穩(wěn)定性。要想做好鋼筋、土石方格的設置，需要注意做好水庫下游坡壩的加固，避免開閘泄洪出現下游壩坡被沖毀的問題。

3.2 提高水庫的除險加固能力

3.2.1 采取有效的水庫除險加固措施

水庫大壩除險加固設計，必須以簡便可行為主要原則，從而保證工程的經濟性。做好水庫大壩除險加固工作，要求施工人員在施工現場做好地質勘查工作，對大壩滲流情況進行具體分析。通常情況下，大壩壩體的裂縫產生后不進行及時處理則會導致出現大壩整體潰堤，因此在水庫大壩除險加固的過程中，第一步便要解決裂縫的問題，有效的達到加固的目的。如果滲流的情況不嚴重，則可采用高壓單管混凝土旋噴施工技術，保證滲流縫隙得以堵塞，從而有效避免混凝土板產生脹裂。此外還可采用翻砌的施工方式以處理裂縫滲水的問題，實現接縫處理。在水庫大壩的上游，還可選擇混凝土面板防滲技術。因為混凝土面板屬于剛性體，容易出現裂縫問題，所以進行水庫除險加固時一般采用單管高壓旋噴造防滲墻施工的方法，從而保證水庫大壩防滲工作的順利開展。

3.2.2 水庫的防滲技術

水庫一旦產生滲水問題，由于水庫大壩的內部基本結構在強大的水壓作用會出現松動或部位的變化，所以需要采用有效的水庫防滲技術，從而達到壩體防滲的目的。一般采用混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿、帷幕灌漿、深層攪拌連續(xù)墻等措施進行防滲，從而有效的提升水庫大壩整體施工的質量。

3.2.3 壩體的加固滲漏處理技術

大壩壩體加固主要是為了加強壩坡的整體結構堅固性，通過堅固壩坡的內部結構以提升工程整體的抗剪強度。其加固滲漏處理技術一般采用高壓旋噴防滲墻技術，通過設計、質量檢查保證施工質量，同時借助開挖回填、增設防滑體以及放緩壩坡等方式采取有效的防滑措施并摻合土料以達到防滲的目的，從而實現壩體加固，以確保水庫大壩整體的質量及穩(wěn)定性。

4 結合實例分析水庫大壩除險加固防滲處理設計

本工程為某水庫大壩工程，大壩壩址以上的集雨面積約為 0.85km2，最大壩高為 13.2m，水庫的總庫容面積約為20.7m3。本大壩為均值土壩，壩頂高程為900m，壩底的開挖高程約886.8m，壩體的平均建基面高程約886.8m，壩頂長度為54.1m，壩頂的厚度約4.4m。上游壩坡為單坡，以塊石砌護施工，坡比為1：2.2；下游壩坡種草，高程893.4m，且設置馬道，馬道的上坡比約為1：1.65，下坡比約1：2.27。壩趾處則設置堆石棱體以達到防滲的目的，棱體頂寬2.9m，內坡比為1：0.5，外坡比則為1：2.41。本水庫主要功能以灌溉為主，是結合養(yǎng)殖、防洪的綜合利用?。?）型水庫。該水庫大壩屬于5級建筑物，正常水位高約897.0m。對本大壩土體進行分析，其土工顆粒中粘粒含量約24～47%，粘粒含量較大，塑性約7.2～13.5，土料總體質量一般。

目前水庫大壩壩體出現滲流，經過調查分析其主要原因為：①壩身填筑的質量較差，造成壩體內部出現滲流通道。②壩體、壩基以及基礎接觸部位未做好防滲處理。所以需要及時進行壩體防滲高壓噴漿施工，進行壩基與接觸段帷幕灌漿施工，以減少滲流量。進行壩體的單管高壓旋噴防滲設計，制定相應方案。選擇旋噴防滲墻的軸線，按照大壩的地形特點以及應力條件，在土壩軸線的上游設置高壓旋噴防滲墻，采取平行原壩軸線的方式進行旋噴加固。

加固后需進行滲流安全性分析及評價，首先需要進行斷面計算。大壩屬于均質土壩，選擇大壩的最大斷面實施斷面計算，大壩滲流計算采用AutoBANKV6.1軟件進行計算分析。具體計算結果如下：

（1）上游水設計正常蓄水位，高度為897.8m，下游無水時分析滲流穩(wěn)定性。通過相關計算壩體的單寬總滲流量計算公式為q=9.0cm3/s·m，最大的水力坡降0.12，出現于大壩的上游面高程滲流口位置，高度為897.8m。

（2）上游庫設計洪水位，高度為898.59m，下游無水時分析滲流穩(wěn)定性。通過相關計算壩體的單寬總滲流量計算公式為q=11.0cm3/s·m，最大的水力坡降0.13，出現于大壩的上游面高程滲流口位置，高度為898.59m。

（3）上游庫、校核洪水位，高度為899.07m，下游無水時分析滲流穩(wěn)定性。通過相關計算壩體的單寬總滲流量計算公式為q=11.0cm3/s·m，最大的水力坡降0.14，出現于大壩的上游面高程滲流口位置，高度為890.07m。

（4）上游庫校核洪水位，高度為899.07m，驟降至溢洪道的堰頂高程897.0m，下游無水時分析滲流穩(wěn)定性。通過相關計算壩體的單寬總滲流量計算公式為q=11.8cm3/s·m，最大的水力坡降0.20，出現于大壩的上游面高程滲流口位置，高度為899.07m。

對所得結果進行分析，按照大壩填土顆粒進行分析實驗，確定大壩填土的滲透變形為流土類型。采用單管高壓旋噴防滲墻技術進行處理后，各部位滲流情況得以有效處理，達到了壩體除險加固防滲的效果，滿足水庫的使用要求。

5 結束語

總的來說，水庫工程有著重要作用，尤其在防御洪水災害以及確保國民經濟建設等方面有著重要地位。所以，一定要做好水庫大壩安全管理工作，加強除險加固防滲設計與處理，完善水庫的鑒定制度，及時的掌握工程的動態(tài)，從而確保大壩工程安全的運行。

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TV698.23

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2095-2066（2016）32-0115-02

2016-8-13

祝愛華（1969-），男，高級工程師，本科，主要從事水利水電工程設計工作。