浅析小型水库除险加固处理及技术
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摘要：本文针对小型水库，病险水库大坝出现的问题,简述对应的处理方法。除险加设计中常见问题进行分析，研究小型水库除险加固中有关技术问题，就小型水库除险加固中的几个技术问题作了简要总结。
关键词：小型水库；研究分析 ；除险加固
1土石坝坝坡滑动破坏加固技术
1.1土石坝坝坡在重力和其他作用力作用下都有向下和向外移动的走势。如果坝坡内岩土的抗剪强度能够抵抗住这种走势，则此坝坡是稳定的，否则就会失稳而发生滑坡。土石坝滑坡是多种因素共同作用的结果，是一种复杂的失稳破坏现象。产生土石坝滑坡的基本因素，实质上是滑动力的增加与抗滑力的不足。
1.2滑动力与抗滑力取决于库水和雨水入渗、施工方法、施工速度、地震等外部条件所引起的坝体或坝基内孔隙水压力及筑坝土料的性质，包括与孔隙水压力有关的抗剪强度。为此，首先必须进行滑坡勘探、土工试验及观测工作，从而确定滑坡的性质及其主要原因，并定出滑坡加固设计，以便进行滑坡加固的施工与质量检查。
1.3土坝坝体是由人工填筑坝料而成，而坝基与岸坡是隐蔽工程。根据滑坡加固的设计标准，应按SDJZ13-83《碾压式土坝施工技术规范》做好滑坡加固的施工。滑坡加固的施工方法主要有:清理坝基及岸坡，清除和处理好对大坝安全会造成隐患的树根、泉眼、洞穴、风化岩石、滑坡体等；抛石固脚阻滑，稳住滑坡体；在稳住滑坡体的基础上及时处理滑坡裂缝；全面培厚，放缓坝坡；下游坝坡堆石压载，做贴坡式反滤层等等。
2 坝体和坝基的密实加固技术
2.1石坝的最大隐患是坝体填筑质量达不到设计要求，以及对软弱坝基处理不当，因此提高坝体和坝基密度是消除病险库的首要课题。提高坝体和坝基密度更是兴建土石坝的关键技术之一。
2.2对于新建坝，坝体与坝基的密度一定要进行严格的论证，精心设计，选择最优施工加固方案，精心施工。对于坝体密度主要控制填筑质量，包括坝料的选择，碾压试验，碾压方法及碾压施工各项参数等，均应严格按有关规范进行，以确保坝体填筑质量。
2.3新建坝坝体密度除用碾压法进行填筑施工外，也不排除采用振冲压密法进行填筑施工。新建坝的软弱坝基的加固有很多方法可以选择，如振冲压密法，排水砂井分期填筑法，深层搅拌法，强夯法，换填法以及化学灌浆法等等。
2.4已建坝，坝体与坝基已形成一个整体，假如坝体和坝基密实度都有问题，那么选用加固方法时尽量选用同一种方法处理。在上面提到的诸多加固方法中，振冲法具有较好的适用性。对于筑坝的砂石、土料以及坝基的软弱土质(粘性土或砂性土)都能进行加固处理。因此，振冲法不失为一个较优的加固方案。 坝基为粘性土地基时，深层搅拌法也是可选择的加固方案之一。
3 土工合成材料加固技术
3.1随着高分子化学工业的迅速发展，自20世纪以来，相继出现了各种不同的合成纤维，诸如:聚乙烯纤维、聚乙烯醇、聚酞胺纤维等等。由于合成纤维比人造纤维具有优越的性能，逐渐被人们所接受，实践也表明土工合成材料是一种理想的新颖工程材料。
3.2作为崭新的土工建筑材料，土工合成材料历时甚短，但发展颇快。目前，已出现若干系列产品。其中主要产品及其主要应用功能为：①土工织物为应用于岩土和土木工程所有合成纤维或天然纤维制成的透水的织物，主要作用为排水、过滤、隔离、加筋、侵蚀控制和防护等；②土工格栅为受张力元件连接成规则网状结构，其开孔面积远大于张力元件，应用于加筋；③土工网为重叠肋所连结成规则致密的网状结构，应用于液体和气体的输送；④土工膜为相对不透水的聚合物薄片，在岩土和土木工程中作隔截液体和气体的输送；⑤土工席垫为单纤维粘合成三维透水的聚合物垫，用于侵蚀控制中保护土粒、底脚和微小织物；⑥土工格室为用织物、格栅或薄膜条交叉连结成蜂窝或蜘蛛网状的三维结构，应用于侵蚀控制和保土；⑦土工复合材料为用两种以上土工合成材料经人工组合的复合体，用于排水、截水及加筋等。
4大坝的处理
4.1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纵向裂缝，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。
4.1．1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。
4.1.2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。
4.2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。
4.2．1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。
4.2.2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。
4.2.3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。
4.3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。
4.4坝头绕渗的处理。
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。
4.4.1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。
4.4.2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。
4.4.3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坝，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。
4.4.4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。
5.1 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, 再清楚已松动的土体, 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。
5.2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土料或堆石, 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。
6.1 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。
6.2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。
6.3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。这种方法的缺点是: 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。