【摘要】本文闡述了病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)壩體壩基存在的問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià), 從而有針對(duì)性地提出加固處理措施, 分別從壩體滲漏、滑坡、護(hù)坡裂縫等方面歸納病險(xiǎn)庫(kù)大壩加固處理研究現(xiàn)狀。以供參考。
【關(guān)鍵詞】病險(xiǎn)水庫(kù)大壩加固 處理研究 現(xiàn)狀
中圖分類(lèi)號(hào)：TV62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一．前言
土石壩以其取材方便、適應(yīng)性強(qiáng)、施工靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而在當(dāng)今世界中得到廣泛的應(yīng)用。由于土石壩的突出優(yōu)點(diǎn), 我國(guó)已建成了眾多的土石壩, 但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行, 這些土石壩都發(fā)生了不同程度的老化,有的已直接影響到正常運(yùn)行. 本文闡述了病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)壩體壩基存在的問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià), 從而有針對(duì)性地提出加固處理措施,希望有所幫助。
二．病險(xiǎn)水庫(kù)的主要病害及其原因分析
1.水庫(kù)庫(kù)壩區(qū)滲漏 主要原因在于壩址選擇不合理，壩基基礎(chǔ)處理不當(dāng)，壩肩處理不當(dāng)，壩前末設(shè)防滲鋪蓋。 2.壩體裂縫 主要原因在于：壩體斷面不安全,填筑質(zhì)量差,壩肩與岸坡接茬不良,在施工中清基不徹底。土壩塊石護(hù)坡在施工過(guò)程中,常常由于塊石砌筑不緊密墊層不實(shí),經(jīng)長(zhǎng)期自然沉落和冰脹、水沖等綜合作用,使護(hù)坡體局部坍陷、下滑,個(gè)別塊石從護(hù)坡體中擠出在外,造成整個(gè)壩坡凸凹不平,產(chǎn)生裂縫。3.庫(kù)岸失穩(wěn) 主要原因在于: 水庫(kù)蓄水后,庫(kù)岸長(zhǎng)期在水的浸泡作用下,巖土產(chǎn)生了物理化學(xué)、孔隙靜水壓力和動(dòng)水壓力等效應(yīng),并引發(fā)的中小型滑坡、崩塌和泥石流等,對(duì)水庫(kù)的安全運(yùn)用和水土保持以及庫(kù)岸邊人民生命財(cái)產(chǎn)的安全都構(gòu)成了較大的威脅。 4.水庫(kù)淤積由于淤積嚴(yán)重,使一些水庫(kù)己無(wú)效益,防洪和興利矛盾十分突出。
其主要原因:一是水庫(kù)上游水土流失嚴(yán)重;二是水庫(kù)本身缺少排沙底洞,累計(jì)淤積所致。據(jù)統(tǒng)計(jì),70%～85%的水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,主要原因是洪水分析成果不準(zhǔn),防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,泄洪能力不足。5.水庫(kù)防洪不安全。
其原因主要有:缺少水文分析， 以致泄洪設(shè)施設(shè)置不足; 或隨著水文系列資料的延長(zhǎng)， 洪水資料發(fā)生變化; 泄洪建筑物存在安全隱患， 不能正常發(fā)揮功能。
6.大壩結(jié)構(gòu)不安全。
造成的原因主要有: 土石壩壩體斷面不足， 壩坡導(dǎo)致安全系數(shù)降低。
7.抗震不安全。即水庫(kù)大壩的抗震性能不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。
造成的原因主要有: 原設(shè)計(jì)地震烈度小于新的地震烈度區(qū)劃圖確定的場(chǎng)地基本烈度; 原設(shè)計(jì)未考慮地震工況。
8. 輸水及泄洪建筑不安全。
造成的原因主要有: 輸水隧洞或涵管的襯砌結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量差或設(shè)計(jì)不完善， 出現(xiàn)裂縫、 露筋、 剝離、 沖蝕、 漏水， 影響建筑物結(jié)構(gòu)的整體性。特別是土石壩壩下埋管漏水， 容易產(chǎn)生接觸沖刷破壞， 危及壩體安全; 對(duì)于溢洪道， 主要存在結(jié)構(gòu)裂縫及失穩(wěn)破壞， 或溢流面及泄槽未襯砌或襯砌質(zhì)量差， 出現(xiàn)沖蝕破壞; 無(wú)消能工或消能工不完善， 無(wú)法保證洪水安全下泄。
9.金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備不安全。多數(shù)病險(xiǎn)水庫(kù)的金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備已運(yùn)行 30 ～ 50 a， 已超過(guò)或接近折舊年限， 老化、 銹蝕嚴(yán)重， 無(wú)法正常運(yùn)用， 嚴(yán)重影響水庫(kù)安全。
造成的原因主要有: 缺少維修更新與養(yǎng)護(hù)。
10. 管理設(shè)施不完善。多數(shù)病險(xiǎn)水庫(kù)的水文測(cè)報(bào)與大壩觀測(cè)系統(tǒng)不完善， 特別是小型水庫(kù)中大部分沒(méi)有水文測(cè)報(bào)及大壩觀測(cè)設(shè)施; 許多水庫(kù)的管理設(shè)施陳舊落后， 防汛道路標(biāo)準(zhǔn)低， 甚至沒(méi)有防汛道路。
造成的這種狀況原因主要是: 重建設(shè)、 輕管理。
三. 病險(xiǎn)水庫(kù)大壩加固處理
1. 面板堆石壩裂縫處理對(duì)于面板結(jié)構(gòu)裂縫，特別是貫穿性裂縫，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)膠壓力灌漿處理。 對(duì)于非結(jié)構(gòu)(溫度)裂縫的成因,根據(jù)混凝土面板堆石壩的不同裂縫成因,應(yīng)采用彈性結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行不同方法的處理。 壓力灌漿應(yīng)考慮面板底部、上部的密封處理，特別是應(yīng)慎重考慮底部灌漿前的密封問(wèn)題。對(duì)于貫穿性裂縫，或則嚴(yán)禁采用貫穿面板的灌注水泥類(lèi)漿液處理。
2.泄水建筑物與放空建筑物統(tǒng)一布置。
修建泄水建筑物，關(guān)鍵是要解決好消能防沖和防空蝕、抗磨損。對(duì)于較輕型建筑物或結(jié)構(gòu)，還應(yīng)防止泄水時(shí)的振動(dòng)。放空建筑物是水利樞紐的一種建筑物，主要用于放水用途，如在混凝土壩內(nèi)設(shè)放水孔，在河岸開(kāi)鑿放水隧道等，可考慮泄水建筑物與放空建筑物統(tǒng)一布置。
3.大壩加高加固
提高水庫(kù)防洪能力的措施歸納起來(lái)主要有兩種:一是加高大壩， 增加水庫(kù)調(diào)蓄能力; 二是加大泄洪建筑物規(guī)模， 擴(kuò)大泄洪能力。我國(guó)在 20 世紀(jì) 70 年代末至80 年代， 許多大、 中型水庫(kù)大多采取了以上加固措施來(lái)提高水庫(kù)的防洪能力。
4.土石壩滲漏處理措施
(一)混凝土防滲墻
混凝土防滲墻加固方法， 就是沿土石壩的壩軸線方向建造一道混凝土防滲墻。防滲墻可建在壩體部分， 也可深入到基巖以下一定深度， 以截?cái)鄩误w和壩基的滲漏通道。
(二)高噴灌漿
高噴灌漿最初主要用于粉土層和砂土層的防滲，近年來(lái)在砂礫層中也有許多成功應(yīng)用的例子。如河南弓上水庫(kù)， 土石壩填筑質(zhì)量差， 壩體變形、 開(kāi)裂， 壩下30 m 厚的砂卵石強(qiáng)透水層未清基， 加固前壩后滲漏出渾水， 滲漏量 90 L/s， 1999 年采用高噴灌漿法加固后，壩后滲漏消失。
5.土石壩壩坡穩(wěn)定及抗震加固
(一)壩坡穩(wěn)定加固
土石壩壩坡的穩(wěn)定加固， 主要有培土放緩壩坡和削坡放緩壩坡法。對(duì)上部局部壩坡偏陡的壩坡穩(wěn)定問(wèn)題， 可采用格構(gòu)護(hù)坡加固; 對(duì)于下游壩坡浸潤(rùn)線較高引起壩坡穩(wěn)定性不足的問(wèn)題， 可與防滲加固措施相結(jié)合，采用防滲墻加固。
(二)護(hù)坡加固
土石壩上游護(hù)坡加固可采用塊石護(hù)坡、 現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡及預(yù)制混凝土塊護(hù)坡; 下游護(hù)坡加固可采用草皮護(hù)坡、 格構(gòu)草皮護(hù)坡、 塊石護(hù)坡、 現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡及預(yù)制混凝土塊護(hù)坡等。對(duì)于具有旅游功能的水庫(kù)， 其上游坡可選用具有美化作用的預(yù)制混凝土塊護(hù)坡， 下游護(hù)坡除可選用與上游坡相同的形式外， 還可選用草皮護(hù)坡及格構(gòu)草皮護(hù)坡。
6．壩下涵管及隧洞加固
( 一) 改壩下涵管為隧洞。我國(guó)過(guò)去修建的許多水庫(kù)， 其灌溉、 發(fā)電及供水用的輸水建筑物采用壩下涵管。由于壩體變形、 涵管質(zhì)量差及結(jié)構(gòu)不完善等原因，大量涵管出現(xiàn)漏水， 發(fā)生接觸沖刷破壞， 危及大壩安全。因此， 涵管出現(xiàn)滲漏缺陷后最好廢棄封堵， 并在岸邊新建隧洞替代。
(二) 加鋼內(nèi)襯。即在原涵洞或隧洞中增加鋼襯使其達(dá)到結(jié)構(gòu)安全和防滲的要求。鋼襯與洞壁之間的空隙灌注水泥砂漿， 使鋼襯與原洞壁形成整體。
7.除險(xiǎn)加固應(yīng)與增容和恢復(fù)庫(kù)容同時(shí)考慮。在水庫(kù)的病險(xiǎn)得到有效排除的前提下,增容和恢復(fù)庫(kù)容是提高水庫(kù)自身經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,解決水資源緊張狀況的一條好的途徑。8.水庫(kù)的除險(xiǎn)加固建設(shè)應(yīng)與自身管理設(shè)施的改善相結(jié)合。病險(xiǎn)水庫(kù)加固規(guī)劃時(shí),應(yīng)考慮增設(shè)防汛指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通信預(yù)警系統(tǒng)、水文水情測(cè)報(bào)自動(dòng)化系統(tǒng)、大壩監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)等先進(jìn)的管理設(shè)施。對(duì)不能滿足需要的防汛道路及防汛物資倉(cāng)庫(kù)等管理設(shè)施一并予以改造。 9.努力提高病險(xiǎn)水庫(kù)加固的科技含量。在病險(xiǎn)水庫(kù)加固時(shí),應(yīng)通過(guò)各種途徑收集這方面的信息,廣泛依托科研、設(shè)計(jì)、施工、大專(zhuān)院校等方面的技術(shù)力量,加以推廣應(yīng)用。堅(jiān)持加固與提高、加固與技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合,力求在病險(xiǎn)水庫(kù)治理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面有所突破。 10.建立良性的水庫(kù)運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制。要建立嚴(yán)格的管理責(zé)任制,責(zé)任落實(shí)到人。應(yīng)抓好《水庫(kù)大壩安全管理?xiàng)l例》等法律法規(guī)的實(shí)施,使管理規(guī)范化、制度化。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)水庫(kù)大壩的監(jiān)測(cè)和觀測(cè)工作,配備齊全的監(jiān)測(cè)設(shè)備,建設(shè)必要的觀測(cè)設(shè)施,采用先進(jìn)的觀測(cè)手段,對(duì)大壩進(jìn)行及時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)大壩的隱患。
四.結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)絕大多數(shù)水庫(kù)遺留隱患較多,需要對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行加固處理, 已顯得十分必要和迫切。對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行加固處理有著重要的意義。
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