水库大坝除险加固防渗设计处理分析

祝爱华（湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南长沙）

水库大坝除险加固防渗设计处理分析

祝爱华（湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南长沙）

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。

水库；大坝；除险加固；防渗；设计；处理

1 引言

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AutoBANKV6.1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。

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TV698.23

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2095-2066（2016）32-0115-02

2016-8-13

祝爱华（1969-），男，高级工程师，本科，主要从事水利水电工程设计工作。