水库除险加固的措施研究

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摘要：水利工程在我国经济发展中起到了举足轻重的作用，南水北调、三峡工程等工程建设表明我国对水利工程的建设非常重视，历年来国家对水利工程的建设都投入了大量的资金。水库在水利工程建设中有非常重要的地位，但是由于时间、环境等因素的影响，我国的水库，特别是中小型水库病险问题日益严重，呈上升势头，水库除险加固工程已迫在眉睫。本文主要提出了水库除险加固的措施以及一些意见。

关键词：水库病险；除险加固；措施；研究

Abstract: water conservancy project in the country's economic development plays an important role in the south-to-north water diversion project, the three gorges project shows that our projects for the construction of water conservancy projects very seriously, all previous years comes to the construction of water conservancy project country into a lot of money. The reservoir in the construction of water conservancy projects in a very important position, but due to the time, environment and other factors, the reservoir in China, especially small and medium-sized dilapidated reservoir becomes more and more serious is rising, reservoir reinforcement engineering problems is imminent. This paper puts forward the measures and the problems of strengthening some advice.

Keywords: reservoir seepage path; Strengthening problems; The measure; research

中图分类号： TV62文献标识码：A 文章编号

我国是一个以农民为多数的国家，水库的水对农民来说，其作用是用来灌溉，饮用，方便了人民的日常生活；另外，水库还具有蓄洪、泄洪、旅游、发电等功能。但由于我国的水库建设时间较早，特别是小型水库，受当时的技术、经济、政策等条件的影响，我国水库工程中存在很多安全隐患，病险问题较为严重。据统计，我国病险水库约三万座，占总体的百分之三十多，其中大中型水库的病险率接近30%，小型水库的病险率更高，垮坝数量也非常多。这是非常触目惊心的，一旦发生事故，将会给人民和社会造成非常大的影响。如1975年“75•8”河南省板桥、石漫滩水库垮坝，造成数万人死亡。所以水库的除险加固已迫在眉睫。

一、病险水库存在的问题

水库大坝、泄洪道、放水建筑物构成了水库的三大件。水库存在的大体问题是，技术落后，年久失修，不符合技术要求。具体表现在：一是破坏方面。溢洪闸地基渗透变形破坏, 扬压力过大失稳、土坝坝体变形渗透破坏、接触带冲刷、基岩漏水渗透变形、沙卵石地层渗透变形、坝后反滤堵塞、坝内埋管接触冲刷；二是病险水库勘察方面。对地质调查不够、勘探布置不合理，针对性不够、对设计意图不了解，野外勘探取样不符合要求，缺少岩土渗透和渗透变形参数、对岩土物理力学参数的取值原则和要求不清、对病险水库的工程地质评价内容和方法研究不够；三是材料方面。由于建设时间较早，一些工程材料的选取不符合要求，较容易出现问题；四是技术方面。技术相对落后，与国外的差距较大、特别是小型水库，而小型水库直接关系到人民的生活；五是其它方在。坝体渗漏、坝基或绕坝渗漏、坝体不均匀沉降、裂缝、滑坡、坝下埋管漏水、水工建筑物破坏（冲刷、开裂、不均匀沉陷等）。

二、病险水库的除险加固前期工作

一是积极筹措资金。水库除险加固工程是一个长期，高投资的工程，没有一定的资金支持是不行的。一般我国水库建设都是由国家出资，但是很大程度上加大了国家的经济负担，而且我国水库数量太多，范围太广，特别是于人民直接相关的小型水库，国家的出资不会太充足，而且照顾不到，加之技术落后，时间较长，所以造成很多小型水库病险程度加重，很多小型水库年久失修。对于资金缺口存在的问题，地方政府可以鼓励一些企业、个人出资，或以出租水面的方式让他们从养殖等，弥补资金的不足；二是大中型水库与小型水库分开治理，要轻重缓急。我国大中型水库相对比较集中，而且比较受国家重视，而且技术与小型水库也不同，建设质量，日常维持较好，安全系数高。而小型水库多地处偏远，交通不便，配套设施较大、中型水库薄弱，日常维护由于资金不足，历年都是防洪度汛的重点、难点。小型水库建设期质量控制难度较大，致使部分水库建成后即开始带病运行。小型水库还有很多为土坝，因此旨在消除质量隐患、完善配套设施的除险加固就成为了极为迫切的任务；三是引过先进科学的管理机制。在整个过程中科学的管理尤为重要，例如：制定科学的管理方法；强化水库除险加固工程中项目管理；积极响应我国的经济政策，建设新型经济管理体制使投资管理化，增加经费，避免出现资金不足的问题。

三、病险水库的工程除险加固措施

1、帷幕灌浆

坝基渗漏是水库的致命伤，是造成病、险水库的主要因素之一，所以采用帷幕灌浆就是解决坝基渗漏的工程措施。帷幕灌浆指用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成阻水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。规范依据（1）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）；（2）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T5148－2001）。其基本步骤及控制要点如下：（1）一般应在水库低水位期进行。（2）灌浆施工前应做灌浆试验。选有代表性坝段，进行布孔、造孔、制浆、灌浆。孔位控制：每孔开钻前应对孔位进行复核，确保孔位偏差不大于10cm，并做好记录。先导孔均不能一次钻到底（当帷幕钻孔孔深＜6m时除外＝。因为，帷幕灌浆一般采用分段灌浆法。（3）灌浆。应采用专用机械制浆。浆液各项指标应按设计要求控制。灌浆过程中浆液容重和输浆量应测定并记录。各灌浆孔（段）灌浆前均需进行钻孔冲洗。钻孔冲洗质量控制标准：孔段内沉积厚度≤20cm。灌浆方法：自上而下法、自下而上法；灌浆方式：循环式、纯压式。帷幕灌浆应优先使用循环式（有回浆管路）在灌浆中，应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。灌浆的浆液浓度应由稀变浓，逐级变换。灌浆工作必须连续进行；若因故中断，应及早恢复灌浆。（4）事后的质量控制包括帷幕灌浆质量检查和有关技术资料整理。

2、坝体填筑

土方填筑施工时，都应加强统一管理，不允许乱倒、乱铺；填筑作业应分层统一铺土、统一碾压，严禁出现界沟。铺土厚度：人工夯、机械夯 15～20cm。分段、分片碾压。拖拉机履带碾压实作业，宜采用进退错距法，铲运机兼作压实机械时，宜采用轮迹排压法。机械碾压不到部位，应辅以夯具夯实。铺料至设计边线外侧应超填一定余量。新、老坝结合部位的施工，应以斜面相接，坡度可采用1:3～1:5。遇雨天，应及时压实作业面，并做成中央凸起向两侧微倾。填筑土料宜选用亚粘土，粗粒含量为 15～30%，塑性指数为 10～20，且不得含植物根系、砖瓦垃圾等杂质。如果是土坝土料质量控制在现场以目测、手测法为主，辅以简易试验，鉴 别土料土质及天然含水量，土方填筑施工参数应与碾压实验相符。劈裂灌浆。理论依据：利用劈裂灌浆应力场、渗流场分布规律以劈裂为主。原理：采用劈裂充填灌浆原理。工艺：采用不分段灌注的工艺，劈裂灌浆全孔灌注、先从小主应力面劈开，最后达到应力平衡。适用范围：劈裂灌浆适于全坝体变形渗透破坏严重。对象:劈裂灌浆的对象为人工填筑的梯形断面。主要作用：建立防渗帷幕解决坝体渗透稳定，调整坝体内应力解决坝体变形稳定。劈裂灌浆的新发展：有限元和有限差分的应用验证了压力泥浆营造的防带对抗渗和应力调整的作用，打消了一些顾虑；由对坝体的劈裂到地基的劈裂、浅劈防白蚁等。劈裂灌浆的缺点：在理论上研究不够，至今在劈灌和充灌，劈灌和地基灌浆混渚不清，一些顾虑尚未解除，怕劈坏了大坝，高水位怕管涌，泥墙太薄不持久，泥浆不固结硬化等；设计和施工队伍远不适应，大部分施工队伍对劈裂灌浆工艺不掌握,出了不少问题；SD266－88规范已远远不适应，需要尽快修改。

3、混凝土浇筑

在进行混凝土浇筑时，钢筋必须按照图纸所示和有关规定要求进行裁制和加工。要根据结构物的形状和施工荷载条件审查承包人提交的模板图纸，在模板加工现场对模板的制作误差进行检查，误差应满足有关规范的规定。进行混凝土浇筑运输的检查。混凝土浇筑是一个相当有用的过程，也是必须的过程。它可以加固工程。

4、高压喷射灌浆

高压喷射灌浆凝结体结构形式：定摆喷折线连接；旋喷摆喷直线连接；半圆旋喷连接；旋喷桩的连接；旋喷桩的套接；旋喷摆喷折线连接。高压喷射灌浆优点：不需要开挖可以在地下一定深度营造任意形状的凝结体，节约大量资金；设备简单、施工速度快；适应性强，可以在多种地，层作业，目前主要用于防渗和加固；在水利、电力、民建、铁路、交通等已广泛应用，有大的发展前景。高压喷射灌浆的缺点：工艺上经验成分太大；几个基本参数受地层结构控制；成墙抗渗能力、成墙强度成墙厚度不均匀；设计施工规范尚未下达。

综上所述，水库对我们国民经济起到了非常巨大的作用，与我们的日常生活息息相关，我国水库病险问题非常严重，应加大力度进行水库的除险加固工程，积极引进国外的先进技术，学会运用“拿来主义”，将病险水库的潜在危险消除在萌芽之中，让水库更好的为人民生活服务，更好的促进我们的经济发展。

参考文献：

[1]《小型水库除险加固工程质量控制与管理》深圳市深水水务咨询有限公司，2010年4月。

[2]《怎样修建小型水库》科学普及出版社。

[3]《水库大坝加固技术》水利水电出版社。

[4]《病险水库土石坝加固设计30例》水利水电出版社。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。