大坝除险

大坝除险（通用9篇）

大坝除险 篇1

针对小型水库安全隐患多, 管理薄弱易发生失事事件的现状, 对小型水库的安全问题给予应有的重视, 做好除险加固工作, 加强水库工程的管理, 以确保工程的安全, 使之更好的为经济建设服务。

小型病险水库大坝 (土坝) 常见的问题有土坝裂缝、顶基渗漏、坝体渗漏、坝头绕渗、土坝滑坡和白蚁滋生等, 下面就以上提到的常见问题简单谈谈其处理方法。

1 土坝裂疑的处理

裂缝对土坝危害较大, 特别是贯穿坝本的横向裂缝和水平裂缝, 以及滑坡裂缝。对非滑动性裂缝处理, 多采用开挖回填的办法。

(1) 如裂缝宽度不大, 深度在1m以内, 且已稳定, 一般可用于细的砂壤土, 从缝口灌入, 再用竹条木棍捣实, 重要的和比较重要的小型水库最好挖槽到裂缝深度以下0.3m, 然后回填夯实, 处理工作可分段进行, 同时注意新老土的结合。

(2) 如裂缝较宽, 裂深在5m之内, 裂缝已停止发展, 一般都应开挖后回填, 开挖时采用梯形断面, 或开挖成台阶形的坑槽, 在回填时削去台阶, 保持梯形断面, 便于回填的土料和原坝体紧密结合。

2 坝基渗漏的处理

坝基渗漏的根本原因是设计和施工时没有采取有效的防渗措施, 或坝基处理不彻底而造成的。处理坝基渗漏的基本原则是“上截下排, 以排为主”。

截水的具体办法, 应根据不同坝型、渗漏部分、危害程度等实际情况, 因地制宜的采用。

(1) 均质土坝或斜墙坝采用粘土截水墙处理渗漏方法比较简单, 防渗效果也较好在坝基不透水层埋置深度较浅, 便于和坝内防渗体结合, 一般在施工条件允许的情况下被广泛采用。

(2) 如坝基不透水层很深, 处理坝基渗漏施工困难的水库, 可以在迎水面做粘土防渗铺盖。粘土防渗铺盖的作用主要是延长渗径, 以减少坝基渗水量, 但不能截断渗水, 设计时要求把渗水流速控制在安全允许的范围之内。因此必需有定的深度、长度和厚度。

(3) 帷幕灌浆是通过钻孔用灌浆机把水泥粘土浆压入坝基砂卵层中, 将砂卵石胶结成有一定厚度的防渗墙, 它运用于透水层较深的各类坝型。

坝下游的排水可以因地制宜地采用多种措施, 如反滤排水沟、反滤盖重、排水暗沟与盖重结合及排水井等。

3 坝体渗漏的处理

由于设计不同, 施工质量不好或管理运用不当, 都会造成坝体渗漏。渗漏的表现是有的坝面上出现湿润水珠, 称为散浸, 有的形成集中渗漏, 出现成股水流外泄。渗漏给坝体安全带来很不利的影响。坝体渗漏的处理都是围绕“堵”和“排”来进行的, 除上游的堵漏, 还要在下游做好反滤排水设施。土坝坝体渗漏常见的处理方法有抽槽填土法、粘土斜墙截漏、灌浆堵漏、开沟导渗法、导渗培厚法等。

4 坝头绕渗的处理

库水绕渗途径可以沿着大坝和岸坡的结合面, 也可能经过坝头山体内渗往下游, 绕坝渗流会损失水量, 影响坝头山坡的稳定, 造成坍破、滑坡而引起失事, 因此对坝头绕渗也不能忽视。

处理前必须详细调查施工情况, 检查渗漏位置, 分析渗漏原因, 然后做出恰当的处理方案, 处理的原则和坝体坝基渗漏相似。

(1) 粘土灰土铺盖防渗法。

一般的渗漏可以在坝上游山坡和大坝防渗体相界的地段经过开挖和清理, 按稳定坡度用黄泥或石灰黄泥铺盖并夯实, 以延长渗径, 减少渗水。

(2) 堵塞漏洞裂缝。

在进口处灌注水泥砂浆或水泥粘土砂浆再将洞用混凝土堵塞。

(3) 截水墙法。

在坝端山坡开竖并检查漏水深度和部位, 然后采取开槽做粘土截水墙、混凝土防渗墙或帷幕灌浆等防渗办法封堵, 对于心墙坝、截水墙必须和坝身心墙连接;对于斜墙坝或均质土增, 还需在上游坝坡与岸坡连接处加做粘土斜墙铺盖并适当向上游延伸扩大覆盖范围。

(4) 铺设排水反滤层。

在下游岸坡绕坝渗流的出口段, 铺设导渗排水反滤层, 防止土粒被渗水带走, 也可在坝端与山坡相接处, 结合排水做干砌石明沟, 砌石下面做反滤层, 以排除雨水和渗水。

5 土坝滑坡的处理

如坝基有软弱夹层、软粘土层或坝体填筑时选用土料不当, 碾压不实, 坝坡太陡或背水坡浸润线出溢点因排水失灵而提高, 以及运行中的水位骤降和地震、暴雨等影响都可能引起滑坡。

对已经发生滑坡的坝面, 其处理原则主要是上部减载、下部压重。

(1) 坝基良好, 滑坡出现在基础面以上的下游面, 坡面局部坍滑, 可以适当降低水库蓄水位, 并采取导渗排水措施, 待滑动部分的土料失水固结以后, 再清除已松动的土体, 然后用透水性强的土料自下而上修复, 必要时可适当放缓坝坡或在坝脚用透水材料做撑台。

(2) 由于坝基有淤泥夹层或湿陷性黄土层而引起的滑坡, 可先在坝脚外一定距离, 修筑一道抛石固脚的防滑齿墙, 并适当高出地基面, 然后在坝脚与齿墙间回填透水料或堆石, 做成压重平台, 平台与齿墙间应做好反滤层。

6 土坝白蚁的灭治与蚁穴的处理

我国南方各省多数水库的土坝, 不同程度地受到土栖白蚁的危害。在大坝上一旦发现白蚁时, 往往大坝已遭到破坏。因此, 在蚁害严重的地区, 防止白蚁应当贯彻“防重于治, 防治结合, 综合治理”的方针。

(1) 压烟灭治法。

对于土栖白蚁的大型蚁巢, 常用压烟法来灭治。这种方法简单易行, 效果好。原理是利用烟剂燃烧时激剧产生的膨胀压力把药烟自动压入蚁巢毒杀蚁群。白蚁毒杀后, 坝体内留有空隙和通道, 还应剖巢再回填土来堵塞蚁道蚁巢的空隙, 因此, 压烟时要注意观察面上的冒烟情况, 在活动期的白蚁巢顶常有小通道及气孔, 烟入蚁巢经各道孔喷出地表, 密集处就是巢顶。在白蚁活动期间压烟灭蚁, 应尽量在距蚁巢较近的道口压烟, 便于破巢回填。

(2) 灌浆灭蚁法。

把灭治白蚁和堵塞蚁道结合起来, 把带药剂的泥浆用灌浆机从钻孔中压入蚁巢, 蚁道, 杀死白蚁, 同时也堵塞了洞穴。这一方法的优点可代替人工开挖填塞蚁道, 蚁穴, 避免破坏坝的原来结构, 能常年施工不受季节影响, 并可结合压密坝体孔隙;缺点是不易达到全歼白蚁的目的, 同时要防止污染水源, 以免对地下饮用水带来不利影响。

(3) 人工开挖灭蚁。

通过观察检查, 探得蚁道和巢位后, 用人工开挖追杀, 然后把蚁巢分层填土夯实。这方法的缺点是:开挖量大, 费工多, 还有相当部分的蚁道挖不到, 可能因处理不彻底而留下隐患:同时破坏了大坝原有结构, 如回填夯实不好, 也会增加大坝不安全因素:汛期也不宜施工。

大坝除险 篇2

关键词：水库大坝；除险加固；防渗措施

中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）26-0136-02

兴修水利是关系到国计民生的大事，而兴建水库，能够使水资源得到充分利用，合理灌溉，还能排除洪涝灾害，保护了人民生命财产安全，对国民经济的发展有很大的推动作用。如果从我国的水利工程发挥出来的排洪能力来看，还应该正确地看到我国人民生命财产安全受到的危害程度。最近几年，对水库的加固除险已经成为21世纪水资源的有效利用和社会主义经济建设持续发展的重要策略。当一些出现险情的水库被修缮恢复防洪能力以后，对农田的灌溉、人们的生活用水的支配、水产养殖、旅游发电等都起到很大的作用。还能够改善当地生态平衡，同时，也为水利体制改革造就了便利条件，进一步加快了我国水利事业的发展步伐，为人类

造福。

1 我国病险水库的特点

由于历史条件的原因，许多以前兴修的水库，水利工程质量不高，防洪标准很低，后期管理工作没有很好地落实，又由于自然条件和时间久远等方面的原因，使水库险情严重，更谈不上经济效益。水利管理部门缺乏必要的技术指导，很多水库根本没有较为完整的水文观测资料，也没有防止洪涝灾害的有关方案和洪水来临时的调度计划等，即使有一些规章制度也根本不按照执行。所以，水库加固工作进展迟缓。从20世纪80年代开始，我国投进很多资金，并培训上岗大量技术人员，但由于我国水库数量巨大，对于水库的加固除险，任务还是非常艰巨。

2 治理水库大坝的措施

2.1 坝体结构的稳定性

为保证坝体结构的稳定性，如果水库大坝的坝坡很陡，很容易出现滑坡，并且当坝坡的抗滑能力不能符合水库大坝的安全系数要求时，可以加厚坡脚，使坝坡的坡度减小，逐渐增加其抗滑能力。

2.2 护坡

尽量不要改变原来坝基，如果损坏不严重，可作部分更换或者整修，以达到护坡的稳定性和牢固性。假如大坝高度不大于20m时，砼六方预制块厚度应在10cm左右，如果大坝高度超过20m时，预制块的厚度可以在13cm左右，大坝下游使用草皮护坡就可以。

2.3 大坝涵洞治理

大坝如果出现涵洞，并且涵洞比较大，有近1～2cm左右的，并且涵洞周围没有出现结构性毁坏，可以使用填充水泥浆液、整修裂缝、内部加固等方法实施修整。如果涵洞很大，而且严重影响了大坝的安全，或者涵洞埋得较深，要作深挖重新建设修整。如果埋得很深不能对涵洞险情处理，应该全部封阻，重新建设用水工程。当然封堵设计要细致研究裁断外管壁和大坝坝体相接的地方出现渗漏。如果大坝不是很高，可使用虹吸管替代涵洞抽水。但大坝很高的工程，虹吸管不能取水时，应该重新开凿隧洞取水。

2.4 排水棱体处理

如果出现排水棱体排水很不通畅，经常采用深挖进行翻修，防止出现更大险情。使用的方法是在水库下游垂直向下深凿导渗井，把渗水输入堆石棱体中。垂直导渗井可以作为导渗沙井或者设立毛细透排水管。对于有些水库没有建造排水棱体的水利工程建设，经常建造毛细透排水带。

2.5 对泄洪道的加固

在洪水到来之前，应该做好水库泄洪能力、水面线、消能防冲能力的计算，还要对水库大坝的消能方式进行核定。同时对于消力地护坦、控制段、边墙作结构、泄槽底板进行有目的的复核；并依据审核结果，作出适合水库大坝加固的方案，如果有些地方泄洪道危害严重，要进行及时整修，确保洪水来临时水库大坝能够顺利泄洪。

2.6 滑坡处理

要想处理水库大坝涵洞、泄洪道等的滑坡现象，必须认真研究山体滑坡的原因，了解当地山体的地质状况，理清山体滑坡的规模、性质、范围、形成的原因等，以及周围地质条件、滑坡体的土层力学参数，从而对滑坡体的最小稳定安全系数进行确定，然后采用相应的方案进行处理，如减缓坡度、减轻水库大坝坝顶的负载、进行坡脚加固、疏通排水系统等处理方法，经过处理以后，再进行检测，看滑坡是否稳定。同时要注意坡体部分塌陷和滑坡的不同，对水库大坝部分塌陷的情况，只要清理掉不稳定的岩石层、挂网喷锚就可

以了。

2.7 抗震及加固措施

2.7.1 地震震级和地震烈度。怎样在地震时对水库大坝进行提前加固呢？要根据地震反应谱特征周期以及地震动峰值加速度，并结合有关的地震参数进行确定。依照地震基本烈度的有关资料进行查找地震动峰值加速度，然后依照表1确定工程抗震设防类别。

水利工程抗震设防类别应该依照工程的重要性和工程场地基本烈度来确定。

2.7.2 抗震时的加固措施。进行抗震时的加固措施，首先要坝顶高度增加，坝坡的坡度变缓，增强坝体上部的稳定性。由于水库大坝上部受地震惯性影响较大，有些地方可以使用水泥浆砌石护住坝坡，也可以用钢筋或者土石格栅纵横钢筋砼梁紫坪对下游坝坡进行加固，有时候还可对反滤垫层实施加强厚度，对砂土地基进行夯实加固等方法，有效地提高抗震加固

能力。

3 水库除险加固防渗

对于水库大坝的加固除险防渗漏的处理，要制定一定的处理方案，制定方案时一定要根据水库大坝当地的实际情况，内容简单，切实可行，真正起到除险加固的目的。

经过对大坝渗流的研究分析，并依据水库大坝勘测后的实际情况发现的渗流现象，经常可以使用沿着大坝的中间轴线，用单管高压旋喷的方式，建造防渗墙，同时建造迎水坡并且铺上一层605g/㎡复合土工膜，或者在水库大坝坝顶上面水泥防渗面板处进行防渗处理。通常用的方法主要有三种：第一，当前最好的防渗处理方法是单管高压旋喷造防渗墙，防渗效果好，但是造价很高。第二，翻砌迎水坡并且铺上一层605g/㎡复合土工膜，但复合工模很容易在施工时被石块等物体刺破，同时在接缝处处理难度较大。第三，在水库大坝上游面使用水泥面板，但是水泥面板很容易产生裂缝，防渗效果也不好。所以，最好选择单管高压旋喷造防渗墙处理方法，从而保证坝体防渗效果，确保施工质量。

参考文献

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大坝除险 篇3

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。

2 水库大坝的除险加固防渗设计处理的重要性

对于水利工程而言, 水库大坝是十分常见的建筑, 且水库大坝对于调节水源以及涵养地方经济发展有着重要的作用。水库大坝能够在夏季雨量充沛的时期及时的储存水源, 在雨水较少的时期开闸泄水, 从而确保农业长期稳定的发展。我国水库大坝的建设通常建设时间较长, 因此可能会存在诸多病险水库, 加上设计的标准偏低, 导致输送水的能力较弱。为此, 在进行水库大坝除险加固防渗设计的过程中, 需要及时的针对水库大坝病害情况做好水库大坝的改良设计, 从而有效的做好降水量的调节。

对水库大坝进行除险加固防渗设计的过程中, 需要制定有效的设计方案, 比如, 针对大坝渗漏问题, 需要采取有效经济的防渗技术措施, 结合水库大坝的溢洪道泄流水面线实际情况, 进行边界加固工作, 通过加厚地板等方法, 保证开展水利工程建设更具科学性以及实用性。

3 水库大坝除险加固的防渗设计具体处理方式

3.1 提高大坝坝体结构的稳定性

3.1.1 具体水库大坝的结构分类

水库大坝防渗加固时, 所采取的措施必须遵循遵守上堵中截下排的原则, 需借助天然粘土以及人工填筑粘土的方式进行整体水平铺盖。此外, 水库大坝除险加固还可采用垂直防渗的方式, 具体方法有:高压喷射灌浆防渗、混凝土防渗墙、倒挂井防渗墙以及劈裂灌浆防渗等。大坝的坝体需要根据上下游坡度的陡缓度采取相对应系数放缓对策进行实际施工。

3.1.2 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。

3.1.3 做好大坝坝体加固, 提升抗震能力

进行水库大坝除险加固的工作中, 还需要加强其抗震能力, 做好地震震级、地震烈度的检测工作, 进行大坝坝体的加固。对于大坝坝体的抗震加固, 还要做好水库大坝坝顶的超高设计, 从而放缓坡坝, 以促进水库坝体的上部坝坡稳定性。因为水库大坝的上部地震惯性较大, 需要进行增厚加固, 一般采用石块/石块砌体进行增厚, 同时加设钢筋槽笼以提高水库大坝建设的稳定性。要想做好钢筋、土石方格的设置, 需要注意做好水库下游坡坝的加固, 避免开闸泄洪出现下游坝坡被冲毁的问题。

3.2 提高水库的除险加固能力

3.2.1 采取有效的水库除险加固措施

水库大坝除险加固设计, 必须以简便可行为主要原则, 从而保证工程的经济性。做好水库大坝除险加固工作, 要求施工人员在施工现场做好地质勘查工作, 对大坝渗流情况进行具体分析。通常情况下, 大坝坝体的裂缝产生后不进行及时处理则会导致出现大坝整体溃堤, 因此在水库大坝除险加固的过程中, 第一步便要解决裂缝的问题, 有效的达到加固的目的。如果渗流的情况不严重, 则可采用高压单管混凝土旋喷施工技术, 保证渗流缝隙得以堵塞, 从而有效避免混凝土板产生胀裂。此外还可采用翻砌的施工方式以处理裂缝渗水的问题, 实现接缝处理。在水库大坝的上游, 还可选择混凝土面板防渗技术。因为混凝土面板属于刚性体, 容易出现裂缝问题, 所以进行水库除险加固时一般采用单管高压旋喷造防渗墙施工的方法, 从而保证水库大坝防渗工作的顺利开展。

3.2.2 水库的防渗技术

水库一旦产生渗水问题, 由于水库大坝的内部基本结构在强大的水压作用会出现松动或部位的变化, 所以需要采用有效的水库防渗技术, 从而达到坝体防渗的目的。一般采用混凝土防渗墙、高压喷射灌浆、帷幕灌浆、深层搅拌连续墙等措施进行防渗, 从而有效的提升水库大坝整体施工的质量。

3.2.3 坝体的加固渗漏处理技术

大坝坝体加固主要是为了加强坝坡的整体结构坚固性, 通过坚固坝坡的内部结构以提升工程整体的抗剪强度。其加固渗漏处理技术一般采用高压旋喷防渗墙技术, 通过设计、质量检查保证施工质量, 同时借助开挖回填、增设防滑体以及放缓坝坡等方式采取有效的防滑措施并掺合土料以达到防渗的目的, 从而实现坝体加固, 以确保水库大坝整体的质量及稳定性。

4 结合实例分析水库大坝除险加固防渗处理设计

本工程为某水库大坝工程, 大坝坝址以上的集雨面积约为0.85km2, 最大坝高为13.2m, 水库的总库容面积约为20.7m3。本大坝为均值土坝, 坝顶高程为900m, 坝底的开挖高程约886.8m, 坝体的平均建基面高程约886.8m, 坝顶长度为54.1m, 坝顶的厚度约4.4m。上游坝坡为单坡, 以块石砌护施工, 坡比为1:2.2;下游坝坡种草, 高程893.4m, 且设置马道, 马道的上坡比约为1:1.65, 下坡比约1:2.27。坝趾处则设置堆石棱体以达到防渗的目的, 棱体顶宽2.9m, 内坡比为1:0.5, 外坡比则为1:2.41。本水库主要功能以灌溉为主, 是结合养殖、防洪的综合利用小 (2) 型水库。该水库大坝属于5级建筑物, 正常水位高约897.0m。对本大坝土体进行分析, 其土工颗粒中粘粒含量约24~47%, 粘粒含量较大, 塑性约7.2~13.5, 土料总体质量一般。

目前水库大坝坝体出现渗流, 经过调查分析其主要原因为: (1) 坝身填筑的质量较差, 造成坝体内部出现渗流通道。 (2) 坝体、坝基以及基础接触部位未做好防渗处理。所以需要及时进行坝体防渗高压喷浆施工, 进行坝基与接触段帷幕灌浆施工, 以减少渗流量。进行坝体的单管高压旋喷防渗设计, 制定相应方案。选择旋喷防渗墙的轴线, 按照大坝的地形特点以及应力条件, 在土坝轴线的上游设置高压旋喷防渗墙, 采取平行原坝轴线的方式进行旋喷加固。

加固后需进行渗流安全性分析及评价, 首先需要进行断面计算。大坝属于均质土坝, 选择大坝的最大断面实施断面计算, 大坝渗流计算采用Auto BANKV6.1软件进行计算分析。具体计算结果如下:

(1) 上游水设计正常蓄水位, 高度为897.8m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=9.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.12, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为897.8m。

(2) 上游库设计洪水位, 高度为898.59m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.13, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为898.59m。

(3) 上游库、校核洪水位, 高度为899.07m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.14, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为890.07m。

(4) 上游库校核洪水位, 高度为899.07m, 骤降至溢洪道的堰顶高程897.0m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.8cm3/s·m, 最大的水力坡降0.20, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为899.07m。

对所得结果进行分析, 按照大坝填土颗粒进行分析实验, 确定大坝填土的渗透变形为流土类型。采用单管高压旋喷防渗墙技术进行处理后, 各部位渗流情况得以有效处理, 达到了坝体除险加固防渗的效果, 满足水库的使用要求。

5 结束语

总的来说, 水库工程有着重要作用, 尤其在防御洪水灾害以及确保国民经济建设等方面有着重要地位。所以, 一定要做好水库大坝安全管理工作, 加强除险加固防渗设计与处理, 完善水库的鉴定制度, 及时的掌握工程的动态, 从而确保大坝工程安全的运行。

摘要：众所周知, 开展水利工程的建设有着重要意义。水库大坝是水利工程中最为常见的建筑之一, 在水利工程中占据重要地位。基于此, 必须加强已建水库大坝除险加固防渗工作, 本文即针对此展开了具体分析。

关键词：水库,大坝,除险加固,防渗,设计,处理

参考文献

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大坝除险 篇4

【摘 要】病险水库是防洪体系的薄弱环节，时刻威胁着广大人民群众的生命财产安全，也严重危及国家建设和经济发展，始终是我们水利人的痛。实施病险水库除险加固，与广大人民群众的根本利益密切相关，是当前水利建设中的一项重要工作。

【关键词】水库大坝；前期工作；除险加固；质量分析

0.引言

大坝是水库枢纽建筑物的重要组成部分，也是除险加固工程中对稳定性、安全性、技术性要求较高的施工项目之一。我国小型水库大部分始建于20世纪50～70年代，在边勘测、边设计、边施工中建成，普遍存在着大坝坝体滑坡、水库渗漏，放水洞淤积、漏水严重和溢洪道泄流能力不足等安全隐患。不仅造成水库不能正常运行，不能充分发挥其效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全。近年来，各地进行了中小型水库除险加固工程建设，但由于设计理念、施工工艺、技术模式、质量标准等方面存在的问题，往往导致部分中小型水库大坝的加固施工质量难以达到规范的质量标准，达不到工程预期要求，极少数坝体出现了的裂缝、渗漏、失稳等质量问题。

1.水库大坝除险加固原则

水库除险加固遵循的基本原则，一是以安全加固解除病险为主，不增大水库工程的规模；二是突出解决防洪标准达不到国家防洪标准要求、已发生明显的坝体坝基和放水洞漏水危及工程安全、工程结构破坏或稳定安全系数达不到规范要求，以及放水洞不能正常运行、溢洪道不能安全泄洪等主要问题；三是尽量利用原有的工程设施以节约投资，并做好新老工程的衔接，防止留下新的隐患；四是尽量减少土地占压，方便群众，并与水资源利用充分结合。根据以上基本原则，针对水库的具体情况，采取相应的工程措施。

1.1做好前期工作，打下坚实基础

首先要认真搞好设计工作。初步设计一定要做实、做深、做透。做实，就是概算编制要实，设计要科学合理，工程量计算要实事求是，单价和定额取费要符合标准，严禁虚报冒领；做深，就是设计深度要够，要符合初步设计的技术规范，无论是设计、审查还是上级单位的技术复核，都要严把质量关；做透，就是要把技术问题分析透，安全隐患分析透。病险水库除险加固项目没有项目建议书和可行性研究，从安全鉴定直接到初步设计，所以在安全鉴定环节，要把安全隐患找准，不能在前期阶段就留下工作缺口和安全隐患。病险水库除险加固能够做到真正根治病险，诊断要准确，方案要合理。二是要加强前期工作管理。要建立前期工作管理责任制，各级要建立病险水库除险加固的前期工作领导负责制度，要把领导责任人上报备案，前期工作出了问题要追究负责人的责任。三是要严格前期工作设计资质准入机制。严格资质审查，原则上设计单位资质的门槛要提高。

1.2加强监督管理，完善制度措施

继续实行并不断完善大坝安全鉴定核查和初步设计指导巡查、复核等制度，各承建单位要认真履行职责，使这几项制度在提高前期工作质量方面真正发挥作用。要继续加大对病险水库除险加固项目的稽察和监督检查力度。对于三项制度落实、工程进度和质量、地方资金到位率、竣工验收率和水库管理"两项经费"落实，领导要加大工作力度进行落实。

2.中小型水库大坝除险加固中常见的质量问题

2.1坝体裂缝

坝体裂缝是中小型水库大坝加固施工中最为常见的质量问题，也是导致坝体整体稳定性下降的重要影响因素。大部分水库大坝施工多在冬、春两季枯水季节进行，由于处于低水位运行，施工完成初期坝体基本可以保证通过质量检验。但到了蓄水期，由于受到水流的推动作用，使处于不稳定的护坡块石运动加剧，形成隆起、堆积等现象，经过1-2个汛期蓄水后，水库上游坝坡遭到破坏，进而出现不同程度的裂缝问题。

2.2水库坝基渗漏

目前，根据行业规范，在水库大坝加固施工前，必须进行专业的地质勘探工作，并且根据勘探结果制定施工方案和验收标准。但在实际施工中，很多修筑于石灰岩地区或隔水岩层的大坝存在清基不彻底的问题，并且存在粘土防治层厚度过薄的现象，进而导致坝基的渗漏处理难以达到理想的效果。

2.3坝体滑坡

在水库大坝的加固施工中，通过有效的技术措施提高坝体的稳定性是极为重要的。因为当库水位整体上升时，上游坝坡滑动面的有效应力会随之减小，同时水流的浮力作用也使滑体抗剪阻力降低，但水面以上岩土体的滑动没有发生变化，从而降低整个滑坡体的稳定性并引起滑坡。

3.除险加固采取的措施

3.1大坝基础防渗

在国内水库大坝加固施工中，坝基加固的技术方法主要是遵循“上堵下排”的基本处理技术原则。水库大坝基础防渗的上堵措施包括：水平防渗和垂直防渗两种。水平防渗有粘土铺盖和水下抛土等；垂直防渗有混凝土防渗墙、灌浆、截水槽回填粘土和高压定向喷射灌浆构筑防渗板墙等。水库大坝基础防渗的下排措施主要有：减压井降压导渗、背水坡脚开挖导渗沟和坝后盖重压渗透等。一般情况下，垂直防渗处理的效果较为彻底，对于大坝基础渗漏问题的处理最为有效，也是采用最多的形式。

3.2振冲加固

水库大坝设计图纸进行技术交底时，首先要准确定位平面控制点，并且逐渐定出各桩体的具体位置。在应用振冲加固施工技术时，为保证放样准确，在振冲坝段两端坝坡上，标出每一排孔的位置桩，并每隔20-25米设置一个断面桩，振孔桩位定好后，由吊车吊起振冲器就位，利用振冲器的强力振动和自身重量，并在高压水的冲击下，造孔至设计深度。另外，在振冲器的强力振动下，坝坡必然会产生向下滑动的趋势，工程技术人员可以根据实际情况，采取平台振冲的施工法。

3.3混凝土截渗墙及粘土铺盖

在水库大坝的加固施工中，混凝土截渗墙技术是国内较为常用的施工技术之一。由于部分水库工程项目在设计中未设置坝前防渗铺盖，往往容易导致坝体及左右岸坡在清除时出现大量淤泥工程，不但增加了工程量，而且加大了人力、物力、财力的投入。为了解决上述问题，国内部分水库大坝的加固施工中，通过设置混凝土截渗墙或其他防渗帷幕，不但达到坝基及坝体防渗的效果，而且与其他防渗体形成整体，全面提升了大坝的整体稳固性和安全性。另外，粘土铺盖技术在水库上游坝坡的加固施工中应用也较为广泛，特别适用于粘土料场丰富的工程项目。对于已投入使用的上游坝坡，在发现坝基出现渗漏现象时，特别是当不透水层比较深的情况下，可以采用粘土铺盖的技术措施。粘土铺盖长度一般不小于3-5倍坝前水深，铺盖厚度一般在上游段不小于0.5m。

4.大坝除险加固达到的效果

4.1控制渗流，要求坝基不产生渗透变形，保证坝体及坝基渗流出处的渗透稳定；减少渗漏，将渗漏量控制在允许范围之内；降低坝体浸润线，减少下游的淹没和浸没。

4.2进行稳定控制，使坝基具有足够的强度，不致因坝基强度不足而使坝体及坝基发生整体或局部的滑动，软土层不致被挤出，砂土不致发生液化，粘土不致产生过大的空隙压力。

4.3控制变形，要求沉降量控制在允许的范围之内，以免影响大坝的正常运用；防止产生不均匀沉陷，以免坝体开裂。

5.结束语

大坝除险 篇5

水库大坝的防洪标准和工程等级划分是水库建设与管理的标准, 也是除险加固标准。除险加固工程设计 (包括大坝安全鉴定) 时, 应依据原建设标准 (或依据水库改建后最新审批的标准) 。当原标准不合理时, 应按照《防洪标准》 (GB50201-94) 和《水利水电工程等级划分及洪水标准》 (SL252-2000) , 根据工程实际规模, 下游的影响范围, 对原标准做必要的认证, 提出新标准。建三江小型水库大多建于大跃进年代或文革时期, 由于当时特定的历史条件, 存在严重的“三边”现象, 原设计防洪标准低, 经水库大坝安全鉴定, 大多水库实际抗御洪水能力都不满足现行部颁防洪标准中的校核洪水标准。设计洪水、校核洪水标准均按水库现状总库容、调节性能重新确认。现状总库容接近规定上限的取上限标准, 接近规定下限的取下限超标准, 中间的取规定取值的下限, 原则能低不高。造成防洪能力不达标的原因主要是原设计标准偏低, 个别水库特别是小型水库中不达标原因是水库缺少必要的泄洪设施或由于当时投资所限, 泄洪设施未按原设计完建, 或已完建不具备启用条件。如八五九农场的阿布胶水库、勤得利农场鸭绿河水库, 均属设计标准偏低, 溢洪道没有完建, 解决此类病险问题的主要工程措施是增设泄洪设施 (溢洪道或泄洪洞) , 需要注意的是在提出提高防洪能力的工程措施时, 应与水库增容和恢复库容同时考虑。许多病险水库存在安全隐患, 汛期只能降低水位运行, 调蓄能力大减;有些水库淤积严重, 直接影响其效益发挥;有些险库, 只要采取一些投资, 就可新增部分库容, 如阿布胶水库在解决防洪不达标问题时, 由于原设计标准偏低, 若单纯从除险角度增加泄洪设施, 需在原溢洪道 (40m宽) 基础上增加一个同等规模的溢洪道, 如果下切现状溢洪道, 现状溢洪道进口要下切8m深。

2 小型水库安全管理工作中存在的突出问题

2.1 小型水库基础薄弱, 病险状况复杂

2.1.1 防洪能力不足

主要表现为防洪标准低或防洪设施不健全。洪水漫顶导致小型水库垮坝的事例所占比例最高。有不少水库根本无泄洪设施, 即使有, 也大多存在泄洪能力不足、溢洪道结构安全不满足要求、洪水不能安全下泄等问题。由于小型水库大多为“串联库”、“头顶库”, 因此一旦发生漫坝、溃坝事故, 对下游防护的村庄和重要设施将产生毁灭性的后果。

2.1.2 大坝渗 (漏) 严置

小型水库绝大多数无安全观测设施, 往往到了肉眼能够看到时渗漏才被发现, 对下游坡散浸、集中渗流、绕渗严重、坝后管涌、沼泽化等问题还多数说不清原因, 给判断带来难度。

2.1.3 坝形体单薄, 坝坡过陡, 结构安全不能满足规范要求

有的大坝坝顶宽度只有1米左右, 根本不能满足土石坝设计规范要求。

2.1.4 输 (引) 、泄水建筑物存在严重隐患

小型水库的输 (引) 水建筑物多数为坝内埋管、污工结构, 大多存在因老化失修造成不同程度的裂缝漏水, 对大坝安全构成严重威胁;溢洪道多为简易结构, 消能防冲设施不完善, 无法保证洪水安全下泄。

2.1.5 管理落后, 经济基础差

(1) 体制不顺, 机制不活。小型水库绝大部分属农场集体所有。管理主要分集体管理和个人 (承包、租赁) 管理两种形式。部分水库存在产权不清, 受益不明, 管理单位既不像事业单位, 也不像企业, 运行管理与维修养护经费无来源, 由于产权、体制、机制上的问题, 给小型水库的管理带来很多的问题和困难; (2) 亏损经营, 难以为继。小型水库管理单位其主要经营收入是灌溉水费。由于灌区不配套, 水价低, 水费收取率低, 造成管理单位入不敷出, 连简单的再生产都无法维持, 更谈不上维修养护, 许多工程老化失修严重、甚至积病成险; (3) 病险水库多, 处理包袱重。全垦区小型水库病险率高, 数量多, 这些病险水库没有稳定可靠的除险加固经费渠道, 水库病症长期得不到有效治理。为度汛安全, 需要降低水位或空库运行, 严重影响水库效益发挥。而小型水库都是当地农村的重要水源, 有些甚至是当地农村经济和农民生活的“生命线”, 因此, 为了多蓄水, 带病带险运行普遍存在, 给水库安全运行造成极大隐患;许多水库特别是大量的小 (二) 型水库, 交通与通信极为不便;管理队伍整体素质较差, 无法满足规范管理和科学管理的需要, 管理手段落后, 技术含量低。

2.2 从兴利角度来看, 小型水库的安危也影响了其效益的发挥

水资源紧张局面不会在短时间内有根本性缓解, 小型水库将不仅承担农业的水源供给任务, 而且也是当地城市和工业的水源支撑点。另外, 现在许多有条件的大中型水库已转向城市和工业供水, 小型水库在广大农村和小城镇建设中扮演着越来越重要的角色, 成为了改善农业生产条件、发展农村区域经济、提高农民生活质量的坚实依托。而目前, 由于小型水库存在险情, 就迫使我们采取提前泄水、降低溢洪等措施, 使大量水库蓄水白白流走, 造成水资源的巨大浪费。

3 小型水库除险加固的主要做法

3.1 落实政策, 加大投入

各农场拿出专项资金进行引导、启动和扶持, 积极争取上级资金补助。在资金使用上, 坚持先干后补, 以奖代补的原则, 明确目标、明确治理时限、明确补助和治理标准, 极大的调动了农场和水库所在连的积极性。各农场紧紧抓住这次病险小型水库集中治理的政策机遇, 加强政策研究, 拓宽思路, 实行政策引导与市场运作相结合, 干方百计拓宽资金渠道, 广泛吸纳个人、集体、企业等社会资金, 确保了小型水库除险加固的资金投入。

3.2 规范管理, 确保质量

为确保小型病险水库加固质量, 我们按找国家和省有关规范要求, 认真抓好安全鉴定、设计审批施工招投标、质量管理、工程验收等每一个环节, 严格实行项目法人责任制、招标投标制、建设监理制合同管理制和竣工验收等建设管理制度, 确保工程质量。由于严把了工程设计、方案审批、施工控制竣工验收四关, 从而确保了治理一座, 验收一座, 销号一座。

参考文献

[1]吴树鸿.水库小型水利工程建设管理存在的问题及对策[J].中国农村水利水电, 2006 (9) .

大坝除险 篇6

1.1 水库大坝发展现状

水库大坝同时具有多重作用, 可用于常规的农业灌溉, 也可在自然灾害中作为防洪挡水设备使用。经过多年的研究设计, 传统的边坡土坝以演变为如今的水库大坝, 可将水储备起来, 用于干旱季节, 为区域内带来了显著的经济效果。现阶段的技术以经可以满足人们对水坝的使用需求, 但仍存在一些安全上的问题有待解决。在使用过程中遇到地震山洪等自然灾害坝体很容易出现裂缝, 从而影响后续的使用安全。对水库大坝的加固处理一直是设计工作中的要点, 加固施工也会在使用一段后进行, 对已存在的水利工程进行二次修补。达到加固目的需要在材料和坝体结构上重点探讨, 充分预知在使用过程中可能出现的问题, 并对其稳固性进行测试。水库大坝施工技术不断进步, 同时也衍生出很多发展中的冲突, 传统的坝体结构已经不能满足灾害频繁的地理环境, 全面加固耗费巨大, 严重阻碍了地区水利工程行业发展。

1.2 除险加固的重要性

日常使用中水库需要承载大量的水, 底端受到的压力较大, 坝体在挡水过程中会受到源源不断的冲击。这两种破坏力长时间得不到排解, 很容易对建筑结构造成损伤, 随着使用念想的增长, 这种破坏会急剧增大, 最终导致坝体大面积损坏, 丧失使用功能。新建造的大坝经过严格的设计以及材料创新可以满足使用者的需求, 并且在短时间内不会出现质量安全问题, 这是因为在设计初期融入了加固理念, 由此可见出险加固对水库大坝的重要性。使用时间较长的坝体需要结合最初的施工方案进行检修, 发现问题后第一时间处理, 可有效延长水利工程的使用时间, 帮助形成牢固的坝体结构。加固施工可分阶段性进行, 根据不同使用时间制定, 对场地进行全面的考察可帮助判断险情出现的位置。根据地区灾害种类有针对性的开展加固工作, 全面推动农业发展。

2 水库大坝除险加固工程具体对策

2.1 严格把关坝体、培厚以及帷幕灌浆的施工

坝体是水利工程的重点施工项目, 修筑过程中要对质量严格把关。首先是对施工现场进行清理, 并根据工程图纸的设计规模来开展挖掘工作, 在短时间内快速完成前期准备。随后便可开展基层加固修筑, 使用混合骨料将挖掘区域回填, 地基的处理关系到坝体建成后的稳定性, 因此要严格监管。由于水利工程规模庞大, 需要使用的建筑材料相对较多, 需要不断的运输至现场, 在进行填充时要观察材料的种类, 避免发生使用混乱的情况。按照指令将各类骨料添加其中后便可开展夯实工作, 可使用大型机械设备进行碾压。完成基层加固工作后再次对场地进行清理, 保障水平准度在规定范围内。灌浆施工前要对现场情况进行充分的调查, 判断是否可满足大型设备连续作业, 对浆料的比配情况进行检查, 控制在合理强度内。帷幕灌浆是坝体加固的有效途径, 需要技术人员深入现场指挥引导。浆料在灌注前需要具有强流动性, 可在其中添加外加剂, 帮助到达加固点后快速凝固。对水分的控制可通过添加搅拌来实现, 若水分含量过多影响浇筑也可在其中添加减水剂, 帮助在短时间内达到使用标准。

2.2 重视除险加固资金筹集与设施管理

我国很多水库大坝出现问题, 但是一直没有得到解决, 造成水库大坝无法正常使用。水库大坝之所以未能及时进行除险加固工程, 主要原因是资金问题。在大坝水库除险加固工作中, 国家赞助的资金有限, 工程所需的费用大部分都需要地方进行筹资, 得到地方相关部门的大力支持工程才可开展。因此, 在筹集资金方面要采用多种渠道, 多种方法筹集, 筹集到的资金为水库大坝除险加固工程作保障, 避免由于资金缺乏问题导致工程无法进行。另外, 还需要重视管理设施, 水库大坝除险加固工程中, 常常出现管理设施不配套的问题, 很多工程中没有通讯设施、防汛公路等, 所以在开展除险加固工程时, 要注意设置测压管水位观测设施、大坝位移观测设施等, 通过设备掌握水情雨情与渗流量的情况, 若是没有建设防洪公路, 则及时增设, 并对已经有防洪公路进行检修。

2.3 高压喷射灌浆防渗凝结体的使用

高压喷射灌浆形成截渗墙的作用原理比较复杂, 首先高压喷射灌浆需要通过高压喷射流作用于土体, 土体被破坏后形成水泥浆, 喷射浆作用于水泥浆液, 水泥浆将在此作用下向周围充填、扩散以及置换, 与周围的土体接触掺混搅拌从而形成凝结体, 最终具有切断渗流作用的连续防渗墙在此形成。防渗墙的主要结构是防渗凝结体的横段面, 从外到内依次是渗透凝结层、泥皮层、搅拌混合层、最后是浆液主题层, 土粒按照体积的大小进行排列, 大颗粒一般情况下都聚集在外侧, 在中间的是小颗粒。高压喷射灌浆凝结体具有强度高的优点, 所以不容易被渗蚀或是剥蚀, 即使实在没有反虑的保护之下, 也可以起到良好的密封作用, 极难产生渗透破坏, 渗透稳定性强。由于高压喷射灌浆防渗凝结体大多数是多层复合防渗的结构, 若是出现渗水现象, 渗水首先要通过渗透凝结层, 其次再进入泥皮层, 泥皮层防渗性能极好, 只有通过泥皮层后才到达木纹状的墙体核心, 随后再沿着与之相反的层次穿过防渗墙, 由此看来削减渗水压力的效果比较理想。

2.4 确定泄洪道的防洪以及泄洪能力

加固施工结束后要对坝体功能进行全面检查, 确保发生洪涝灾害时不会出现坍塌事件。泄洪道是保障坝体使用安全的重要组成部分, 当洪水上涨至坝体的承受极限时, 泄洪道可将其排向对群众无害的方向。其使用性能与设计方案有着必然连续, 多数坝体的泄洪道在使用中丧失了这部分功能, 最终造成严重后果。检查过程中要考虑综合因素, 计算可以承受的灾害级别, 并结合地区内对历史洪涝灾害的记载资料来分析, 合理设计结构强度。泄洪道丧失使用功能可能是因为结构的形变, 或者垃圾废弃土壤的阻塞, 通过加固技术以及清洁处理便可实现检修目的。

2.5 水库上游坝坡除害加固施工设计办法

由于部分水库建设时间较早, 上游坝坡只能够利用由砂砾等物质构成的粉质坝壳, 这种材料的透水性非常差, 已经不能满足现代水库的需求。就此需要使用堆石体等具有较强透水性的物质、材料替换当前的上游坝坡材料。堆石体能够提升坝坡的抗滑坡性, 降低上游坝坡的坡度大小, 增强坝坡的安全性以及稳定性, 已经成为坝坡的主要替换材料。

3 结论

为了保证水库项目除险加固施工质量, 首先应当做好除险加固设计工作。这是由于良好、有效的除险加固设计可以降低洪水事故的出现频率, 能够提升水库的使用年限, 保证当地人民群众的财产安全以及生命安全, 满足当地企业的基本生产需求。就此基于水库的实际情况以及问题开展除险加固设计, 以增强除险加固设计质量, 提升除险加固施工质量, 提高水库的防洪能力。

摘要：文章首先分析了水库大坝的修筑现状, 结合使用需求对除险加固工作的重要性进行总结。其次重点分析水库大坝加固的设计要点, 并结合工程方案对施工所用的技术进行详细介绍。帮助工程团队明确施工的目的, 结合现场情况选取科学的加固方案。

关键词：水库大坝,除险加固,工程设计

参考文献

大坝除险 篇7

1 大坝现状

主坝总长243 m, 最大坝高15 m。现发现主坝两侧坝坡有渗水明流出现, 且略带土, 时间一长非常容易形成管涌, 直接影响大坝安全。经详细勘察, 主坝0+060~0+177长度160 m, 坝顶3.0~8.0 m, 土质非常松软, 8.0 m以下土质含水量较高, 处于饱和状态。经专家分析, 大坝年久失修, 浸润线过高, 土质湿陷, 产生不均匀沉陷、开裂, 坝体处于不稳定状态, 危机坝体安全。

2 问题原因分析

主坝工程修建时, 没有清除河道内厚2~6.9 m的卵砂石层, 而是直接将坝基灰土垫层坐落在第4层卵砂石层之上, 副坝清基仅清除浮土, 使水库中的水通过坝下卵砂石层以潜流的方式渗流溢出。坝体填筑土料主要为当地红粘土, 采取人工上土, 人工夯实的方法, 受当时条件限制, 由于上坝土料较杂, 土层厚度没有有效控制, 使每层铺土的中下层达不到有效压实, 接头处土料压实不彻底, 有架空现象, 已产生不均匀沉降。

3 加固方案选择

坝体加固可采用搅拌桩、高压旋喷桩及静压灌浆等方案, 但搅拌桩、高压旋喷桩两种处理方法造价较高, 且桩体与坝体结合宜产生应力分布不均匀, 易变形断裂, 影响范围也小, 对坝体未碾压密实处起不到填充作用。静压灌浆利用劈裂灌浆与填充灌浆两种灌浆方法相结合, 对坝体布多排灌浆孔, 通过浆坝互压、充填及湿化等作用, 提高坝体及坝基土体密实度, 提高坝体的稳定性, 降低坝体、坝基渗透性, 使整个坝体灌浆后趋于稳定。

施工时, 现场先确定50~100 m坝体作为试验段, 在特征断面人工开挖探井一座, 以查明裂缝深度和走向, 同时根据实际情况用钻机钻勘探孔若干, 弄清坝体质量情况, 确定施工参数。

4 灌浆设计

(1) 灌浆孔布置。沿坝顶线布3排孔, 中、上、下游排距1.5 m, 中间排布置在坝轴线上, 始孔距3.0 m, 终孔距1.5 m, 分二序施工, 先施工中间排, 后上下排同时交叉灌浆, 呈梅花形布置。

(2) 钻孔。采用汽车钻机麻花钻成孔或锤击成孔, 坝两头孔深12~14 m。中间孔深16~18 m。

(3) 灌浆浆液。选用中粉质壤土、中重粉质壤土或相接近的壤土。该种壤土具有析水固结快、流动性能好及防渗性能好的特点。灌浆采用粘土水泥浆液, 水泥含量10%~20%, 浆液比重控制在1.35~1.4 g/cm3。

(4) 灌浆压力。灌浆压力按孔口压力控制, 根据计算和经验, 控制孔口压力即坝体孔口压力0.1~0.2 MPa。

(5) 灌浆。钻机成孔后, 将钻杆提起, 下入注浆管距孔底0.5 m左右。孔口填入粘土分层夯实, 孔口封孔深3 m。采用“孔底注浆, 全孔灌注法”, 先灌中间排, 后灌上下游排, 每排先灌I序孔, 后灌II序孔。每孔灌3~5次, 每次每延米灌浆量不大于0.2 m3/m, 每2次间隔时间3天。粘土水泥浆灌注完成后, 间隔4h左右, 再用纯稀粘土浆冲孔, 以防堵管。

(6) 灌浆质量综合控制。对静压灌浆来说, 灌浆质量综合控制是保证灌浆质量和灌浆期间安全的重要措施。要控制灌浆孔口压力不超过设计值;控制灌浆间隔时间不少于3天;控制坝顶裂缝不超过3.0 mm, 要求停灌后坝体壁裂缝能基本闭合。

(7) 灌浆结束标准。 (1) 达到设计的灌浆压力。 (2) 经灌浆后, 基本不再吃浆。 (3) 坝顶出现小于3.0 mm的裂缝。达到以上3条之一, 即可终孔。

(8) 封孔。灌浆结束后, 将注浆管拔出, 反复向孔内注粘土水泥浆, 直至浆液面不在下沉为止。待孔口浆液不再流动时, 向孔口内填粘土捣实, 粘土捣实深1.0 m。孔口上部留20.0 cm, 用M15水泥沙浆与路面抹平。

5 加固效果

大坝除险 篇8

据统计, 在出现问题的土石坝中, 有近一半是由于渗流的原因造成的, 这与大坝渗流监测方法过时、监测数据可靠性差、监测不全面、难以对坝体问题及时查觉等有关系, 所以对大坝渗流一定要采取科学监测方法[1]。在现代科技日益发展的新形势下, 我国土石坝的渗流监测的自动化程度不断提高, 且制定了许多内容详尽的技术规范。目前渗流监测已是水库土石坝除险加固过程中的主要项目。

1 工程概况

某大型水库建于1958年, 完工于1960年, 在1959年即开始拦洪, 有近1.5亿m3的库容, 可以用来发电、灌溉、养殖、防洪等。水库使用以来, 多次成功抵抗了洪水, 方便了下游居民的用水。但由于当时的条件限制, 其质量不佳, 使其在使用当中出现一些隐患。而且, 因当时设计时存在漏洞, 运行多年以来由于工程维修经费的不足, 没有系统地进行维修, 已属于重点险库。在这次施工中, 改造了此水库以前的有线渗流监测系统, 提高了监测方面的自动化程度, 在监测坝体与坝基的渗流过程中已全面应用了自动化与电算化技术。

2 现有大坝渗流监测系统存在的主要问题

尽管这个水库大坝目前的监测系统对监测水库的隐患与保证其安全使用具有很大的作用, 但监测项目还不够全面, 未符合水库工程管理的有关技术要求;本次施工后, 原渗流监测的部分设施将被取消, 这是由于在渗流监测上尽管已有输水洞渗漏监测等7个监测断面, 但监测设施是根据大坝以前渗流情况安设的, 一是以前监测仪器的布设不适合对完成灌浆体后的渗流监测[2]。坝体渗流监测仪等布设在坝轴线下游的监测设施在灌浆体的不断作用下, 其功能会有所减弱, 因此, 要根据新的防渗规定来重新布设好渗流监测测点。二是坝顶及上游监测仪器易被坝基高喷灌浆施工破坏。

3 大坝渗流监测系统的优化方案设计

3.1 更换无线渗流监测系统

经参考一些类似工程大坝的监测, 在加固中更换了原有的监控系统, 以无线监控系统取代了以前的有线系统, 使之更加先进, 新的系统不仅能够弥补原有线监控系统运行时间短、易受雷击的不足, 而且还不破坏已施工完的路面等建筑物。这个水库大坝将无线传感设备应用在监测当中, 不必再另行外接线, 在进行监测中每个监测点的无线传感设备都是由电池供电的[3]。大坝监测区设备与中心监测站是构成系统的两部分。中心监测站设备含有大坝监测软件、无线数据转换器, 还有后备电源、打印机、计算机等计算机设备。水库水位由无线智能库水位计不间断地监测, 它的供电是通过太阳能电池来进行的, 若水位有发生1cm的变化时, 中心监测站就会收到无线智能库水位计向其输来的ISM频段的无线数据;或者由监测站向无线智能库水位计传来发送指令, 以获取所需的实时数据。水位传感器的体积小、分辨率高、非常灵敏, 是属于低功耗的数字压阻式传感器。布设在目前测井内的死水位之下。在测井房顶之上布设太阳能电池系统与数传无线设备。一般用干电池作为无线渗压计电源, 大部分时间都处于停用状态, 可数年换一回电池, 在收到中心监测站传来的指令时, 开始收集好数据再经由无线电波传到中心监测站。

3.2 渗流监测断面及测点设计

为彻底解决大坝坝基渗透问题, 须将坝基高喷灌浆作为加固施工的重点。在灌浆完毕要在适合的部位设好监测仪器, 以对大坝渗流场的变化以及防渗效果进行监测。在设计这次渗流监测时已分析了坝基地质及本次施工的具体要求, 且参考以前渗流监测系统的安设, 共确定了14个监测截面, 本文以2+005、1+911、1+805、1+591、1+405、1+205截面为例说明了监测系统的布点原则:这个坝段坝基渗透问题十分严重, 在这段内大坝有很大的变形, 须将其确定为监测重点。所以, 在2+005、1+911、1+805、1+591、1+405、1+205桩号分别设立一个监测截面。其中, 在1+205截面中的下游马道及灌浆截面前、后各有一条监测垂线, 在各垂线的坝基坝体都设有测点, 这样可对高压灌浆下坝体浸润线、坝基渗流压力情况、坝基坝体防渗情况进行监测。0+405断面与2+005、1+405端截面的监测意图及布置是一样的。在截面1+911中坝脚下游与下游马道的两条垂线仍使用以前所用的测点, 另外将一个测点安在灌浆截面前坝基, 这个断面的全部测点都是坝基测点, 是为了对灌浆在坝基的防渗效果进行监测。在截面1+805设有4条监测垂线, 灌浆截面前、后情况和截面1+591的情况基本一样, 将一个测点设在下游坝脚外坝基, 和灌浆断面前、后坝基测点组成坝基监测截面, 对本截面坝基渗流压力情况进行监测。另一个坝体测点设在下游马道垂线上, 对坝体浸润线监测。在截面1+591设有4条监测垂线, 灌浆截面前、后各有一个钻孔, 每孔坝基坝体都有一个测点, 以监测高压灌浆, 在各垂线的坝基坝体都有一个测点, 这样可对灌浆下坝体浸润线、坝基渗流压力情况、坝基坝体防渗情况进行监测。坝脚下游与下游马道的两条垂线仍使用以前渗流监测所用的测点, 来对坝体浸润线与坝基渗流压力情况进行监测。

3.3 大坝渗流监测系统优化方案的优势

1) 大坝安全监测系统在使用有线连接时, 其各种连线易于产生一些干扰的现象, 影响设备的使用, 甚至会使系统停止运转。而使用无线连接, 则产生的干扰会减少许多, 即使局部设备损坏, 整个系统仍能运行[4]。

2) 大坝监测系统的连接采取有线方式时, 因全部的设备都连为一体, 增加了覆盖范围及距离, 在雷击下, 易出现损坏。而无线的方式可使各个设备保持独立, 其抗雷击能力要强。

3) 有线的方式所花费用为90多万元, 其中有近80万元为直接费。无线的方式所花费用近80万元, 其中有约90%为直接费用。由两种不同连接比较可知, 后一种连接在直接费与总费用上要比前一种分别少近13万元。

4) 分布式的构成方式在现在的大坝监测系统中应用较广, 它通过有线将中心控制站与监测系统各监测点连接。因为监测点在布置上集中程度较差, 以前的有线连接使大坝安全监测系统存在许多不足, 例如监测点移动不便、费用过高、布线网络作业量大等。而使用无线连接有利于安装调试设备, 且在适合的条件下, 便于进行维修。

4 结束语

综上所述, 在水库日常管理中一定要注重监测大坝的渗流情况, 为确保大坝安全使用须将自动化技术应用在监测之中, 这个系统通过长时间的试运行, 很少出现问题, 且利于维护, 所得数据真实准确, 十分有利于大坝渗流的监测, 是一套简单适用可不断工作的系统。水利管理机构经由监测渗流情况, 便于对大坝的实际状态进行了解, 可评价大坝运行的安全性, 增强运行能力, 能够使其产生更大的效益。

摘要：随着水库的长年运行, 老化现象严重, 需要及时进行除险加固工程施工, 而渗流监测技术的相应优化, 能够消除以往渗流监测中存在的隐患, 获得准确的监测数据, 防止因渗流破坏造成土石坝失事意义重大。基于此, 本文主要针对除险加固中大坝渗流监测系统的优化进行了探讨。

关键词：除险加固,大坝渗流监测系统,优化分析

参考文献

[1]胡军.土石坝自动化安全监测系统设计[J].水电能源科学, 2010, 28 (4) :127-129.

[2]李子阳, 戴群.长潭水库大坝安全综合评价报告[R].南京:南京水利科学研究院, 2012:23-24.

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大坝除险 篇9

随着我国科学技术水平的提高, 水利工程的设计和施工要求越来越严格, 有效地实现水利大坝的除险加固, 可以稳妥地消除水库运行的安全隐患, 更加完善城乡防洪体系, 同时也能最大程度地发挥出工程的实际效益。文章主要以五华县某水库为例, 分析当前水利工程的现状。

1 水利工程的现状

五华县某水库是一个大中型复合水库, 能够灌溉、防洪、发电等, 此水库为浆砌石变半径拱坝, 其坝底宽11.6m, 弧长可达121.5m, 坝顶高达820.5m, 该水库在长期运行过程中, 受到方方面面因素的影响, 出现了很多安全隐患和其他问题, 其中最严重的是渗水现象, 这给当地水治理带来很大负担, 同时也造成了很大的经济损失, 虽然在管理过程中多次进行了不同程度的加固和灌浆, 但所起到的效果并不明显。

该水库在长期运行过程中存在渗水、坝体开裂等现象, 经过相关人员鉴定和评估之后, 决定对其进行加固处理。研究表明, 右坝肩拱座以及推力墩的稳定性达不到设计要求, 同时坝体应力达不到指标, 此外, 该坝体的岩体层出现龟裂, 导致整体支架不稳定。相关技术人员研究发现, 造成此问题的原因主要有以下几条: (1) 坝肩两岸的推力墩对坝体无约束效果。 (2) 封拱温度不稳定, 施工时温度和事故发生期间温差变化太大, 其应力差可达2.36Mpa, 严重超出工程允许范围, 给整个坝体带来很大的不稳定性。 (3) 坝体填筑质量不达标, 根据左右两个推力墩鉴定结果, 砂浆在填充时密实度达不到要求, 中间存在蜂窝、麻面等现象, 无法和砌石胶形成整体连接, 此现象和施工有着很大的关联。 (4) 坝体形成原因, 该坝体采用的是拱冠梁直线设计, 其设计坡面和下游面形成一种剪切关系, 从而促使坝体应力均匀分配。

2 水库大坝除险加固工程设计

2.1 坝顶和坝坡工程加固设计

坝顶和坝坡的设计是水坝设计的第一个环节, 此环节的第一步需要保证水坝排水, 需要完成一定的排水任务, 对坝顶进行设计时, 要保证坝顶路面稍微向下倾斜, 并将其倾斜程度控制在2%~3%, 如此可以有效保证坝坡排水沟和坝体排水系统形成统一整体, 提高坝顶的排水性能。在水库坝体坝坡设计中, 应综合设计戗台, 加大坝体横断面面积, 同时设计人员要保证戗台的施工行为达到行业规范标准, 此外, 在此环节的设计过程中还要综合考虑除险加固的可行性和有效性, 并对工程成本作出预计。

2.2 截渗、返滤与排水设计

在水库的除险加固工程设计中, 对水流量的控制也至关重要, 在工程设计之前, 需要对坝体的地质情况进行勘探和检测, 对坝体所承受水流量和防腐蚀程度进行分析, 从而全面计算大坝的渗漏量, 同时还要在大坝上设置截水槽, 实现对渗漏的阻截。

2.3 放水洞及溢洪道加固设计

对于放水洞和溢洪道的设计, 设计人员应以除险补强为主导进行设计, 实现涵洞内部的缺陷修补, 同时, 还可以在涵洞内辅以PE管、玻璃管等设备, 来提高放水洞的质量。在溢洪道的除险加固设计中, 应把控制端、泄槽段及消力池等部位作为重点关注对象。此外, 在整个坝体的设计中必须对坝体的整体结构进行分析, 例如确定坝坡的抗滑稳定性, 在设计中需先测量基本参数: (1) 风速, 据统计, 多年来该坝平均风速为9.3m/s, 正常运用条件风速W=13.95m/s, 非常运用条件W=9.3m/s。 (2) 地震动反应谱特征周期0.35s, 加速度为0.05g以下, 地震的基本烈度为VI度以下。根据相关规范 (SL274-2001《碾压时土石坝设计规范》) , 运用公式1 和公式2 计算出波高与波长, 通过公式3 计算出风浪爬高 (其中正常运行条件下浪高0.36h·m-1, 波长为4.56λ·m-1。非常运用条件下浪高为0.21h·m-1, 波长为3.04λ·m-1。

根据《碾压式土石坝设计规范》确定坝体抗滑稳定系数, 对坝体稳定性进行分析计算 (采用《STAB》) 对坝体除险加固后的稳定性分析, 其结果见表1。

3 水库大坝除险加固施工技术

3.1 坝体培厚施工技术

坝体培厚施工是保证坝体内外坡加固设计和施工的重要方法, 对于坝体的整体稳定性和安全性都有很大的影响, 在具体施工过程中应采用挖掘机完成基础开挖, 同时人工进行清理, 然后进行石料堆放以及相关材料的填筑 (风化材料、反滤料等) 。培厚施工环节中, 主要是以机械为主导, 人工配合施工, 这种方法可以大大提高施工质量。

3.2 坝体帷幕灌浆施工

在主坝除险加固的施工中, 可以采用帷幕灌浆的方法进行灌浆处理, 同时修筑防渗墙。此环节是整个除险加固施工中最为重要的一个环节, 需要大量的浆体进行灌注。同时施工人员还应建立一个高位水池, 保证能够将水输送到每一个施工环节。

4 结束语

对水库坝体采用除险加固措施, 可以有效地提高坝体的坚固情况, 文章只对坝体的设计和施工环节进行了简要分析, 对坝体的具体压实度和受力情况没有做出具体研究。在设计过程中, 还应对水库所在地的常年气候以及地理环境进行分析, 并针对相应问题做出预案, 提高水库坝体的安全性。

摘要：水库除险加固的设计和施工对水库有着很大的影响, 文章主要通过工程实例简要分析水利工程的当前现状, 同时针对工程的实际情况实现水库各个环节的除险加固设计, 综合论述大坝在各环节中施工要点和技术要求等。

关键词：水库大坝,渗水,除险加固,设计及施工

参考文献

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