水利水电工程中水库加固的施工管理措施

水利水电工程中水库加固的施工管理措
施
摘要：为了解决水库大坝渗漏量大，不符合水库大坝正常运行的安全标准要求的问题，开展对水库大坝除险加固工程的设计研究。

首先针对水库大坝渗漏现象及原因进行分析，其次通过大坝病害探测与检查、坝体与坝基防渗处理和溢洪道与输水隧洞加固，完成对除险加固工程的设计。

通过实验证明，设计成果可以起到降低水库大坝渗漏量的作用，以此促进其安全系数的进一步提升，证明该工程设计方案具有更好的防渗加固效果，进一步实现为地区水利工程建设发展、经济产业开发提供助力。

关键词：水利水电；水库；加固
1 水库大坝渗漏原因分析
通过地质勘查与现场采样等方式，对水库大坝在运行中出现的渗漏现象原因进行分析，总结包括下述两个方面。

第一点原因是水库大坝的面板层发生变形。

采用压力推算法，对大坝整体结构进行分析，发现上游地区中的坝体与坝坡砌石结构已由于长年受到冲击发生了严重的损坏，下游地区的坝体与坝坡由于植被与草皮缺失，遭受到雨水冲刷现象较为严重，整体结构发生变形，已无法满足水库大坝防渗需求。

第二点原因是水库大坝工程中的接缝止水结构发生损坏。

止水结构层受到外界环境的侵蚀与干扰，已出现了严重的破损，针对此种问题不采取措施进行及时处理与解决，最终会造成水库大坝止水结构失效，最终使大坝发生泄洪、失稳等运行风险。

因此，要实现对大坝结构的稳定化处理，应当及时进行坝体、坝坡、坝基的检查与维修，定位损伤点，对其进行加固与防渗漏处理。

2 水库大坝除险加固工程设计
2.1 大坝病害探测与检查
针对水库大坝的渗漏问题，为了防止影响范围的进一步扩大，需要在最快时间内完成对其除险加固工作。

为了查明渗漏问题的具体原因，确保工程施工时具备客观的依据，首先需要完成对水库大坝病害的探测和检查。

在探测的过程中，引入地球物理高新技术，主要探测区域为水库大坝输水涵洞渗漏情况、范围及通道；水库大坝坝体溢洪道渗漏情况、范围及通道；坝体有无内部损伤问题，损伤程度以及可能引发的安全事故的隐患。

在探测的过程中，采用高精度探底雷达装置，通过宽频带短脉冲的形式，由天线发射装置发送到地下，并经过地下目的体反射到地层表面，通过天线接收装置接收，根据这一过程中产生的信号信息完成对大坝病害的探测。

由于水库大坝含水区域与周围介质之间存在差异较大的电磁性，因此可以通过这一特点，对大坝具体渗漏范围进行探测，在对上述雷达装置的天线进行选择时，通常选用100MHz型号和500MHz型号两种，根据不同探测需要对其进行合理选择。

表1为两种型号天线参数对应表。

表1 两种型号雷达装置天线参数对应表
表1 两种型号雷达装置天线参数对应表
根据表1中的内容对雷达装置天线进行合理选择，并根据上述论述完成对大坝病害的探测与检查。

除上述内容以外，在探测的过程中，还可以引入单点投射探测方法，在大坝一侧安装检波装置，在大坝的另一侧设置多个激振点，通过人为的方式控制激振点产生振动，并利用检波装置对波的信息进行获取，针对波在介质当中的传播速度、振动特性等完成对坝体各个测点位置局部范围内的密实度检查，并以此实现对坝体胶结质量的检查。

2.2 坝体与坝基防渗处理
按照上述论述内容，完成对大坝病害的探测与检查后，结合水库大坝的稳定结构特征，对其坝体与坝基进行防渗处理。

图1为水库大坝稳定结构示意图。

图1 水库大坝稳定结构示意图
在明确图1水库大坝稳定结构的基础上，采用防渗轴线选择和防渗边界确定
的方式，实现对坝体和坝基的防渗处理。

水库大坝的防渗范围包括坝体、坝基以
及两坝肩结构。

防渗过程中，采用垂直防渗方案，将防渗轴线设置在原坝土的轴
线附近。

同时，为了能够实现对原有坝土、坝体等结构的利用，将其作为工程施
工的平台，以此减少了对施工平台开挖的步骤，节省大量人力和物力。

为了达到
预期理想防渗效果，选择将原坝体的轴线作为防渗轴线。

根据水库大坝的特点，
在确定渗漏边界时，可选择将水库大坝正常情况下的蓄水位与地下水位线延长交
点作为边界点，通过对渗流量的计算，确定其边界设定是否满足渗透变形的要求。

若满足，则继续完成下一步工程施工操作，若不满足则需要将防渗底界作为底，
继续向下延伸5m～10m，重新选定边界点。

结合水库大坝原有坝土的土地特征和
地基特点，确定防渗处理的具体方案为：
坝体结构采用混凝土防渗薄墙，将其深度控制在30m以内，将混凝土防渗墙
的厚度控制在40cm以内。

针对坝体以下的坝基位置，可以直接采用常规的帷幕
灌浆的方式进行防渗处理，设置单排孔布孔结构，每两个相邻钻孔的间隔为2m，
按照常规方式完成水泥灌浆操作。

在实际灌浆施工过程中，若渗漏现象严重，则
针对严重位置的灌浆需要采用填充式灌浆处理方法，并布设双排孔结构，将排距
设置为1.0m，将相邻钻孔之间的距离设置为1.5m，将最大灌浆孔的深度设置为
35m，以此完成对坝体和坝基的灌浆操作，实现防渗处理。

2.3 溢洪道与输水隧洞加固
渗漏通道的产生是由于在以往水库大坝除险加固过程中布置溢洪道时的渗漏
问题没有得到彻底解决，最终在坝体上形成了一个集中的渗漏通道。

在渗漏通道
当中渗漏量通常能够达到0.50L/S以上，若不对其进行及时处理，则会造成肩坝
发生沼泽化，严重影响水库大坝的正常运行。

因此，针对这一问题，还需要对溢洪道进行加固处理。

图2为水库大坝溢洪道加固结构示意图。

图2 水库大坝溢洪道加固结构示意图
图2中，1为水库大坝溢洪道；2为注浆管；3为水库大坝两侧边坡内的注浆板结构；4为周围坝土。

将溢洪道设置在渗漏严重的肩坝，在完成对溢洪道的开挖后，用75#浆砌石衬砌，进行挑流效能设计，并在出口位置上设置消能设施。

同时，在原有溢洪道的基础上，采用等宽矩形下挖式消力池设计方案，以此能够进一步降低工程的施工量。

针对出口尾渠的设计，在出口跌水段采用与消力池轴线相互垂直的布设方式，并将下泄流量控制在5.5m3/s～6.5m3/s范围内，将单宽下泄流量设置在1.052m3/s·m以下。

针对溢洪道的出口，采用跌水效能的方式与河道直接连接，以此减少对河道的破坏，从而确保河道能够正常运行。

在完成对溢洪道的加固处理后，还需要对输水隧洞进行加固，以此确保下游农田灌溉具有充足的用水条件。

根据水库大坝所在位置的地形以及地质条件，综合完成对输水隧洞的布置。

针对输水隧洞的出口消能采用消力池布置方式，并同时增加开挖的工程量以及衬砌的工程量。

除此之外，输水隧洞当中还细化分为有压洞段、无压洞段，前者的轴力通常设置在200KN以上，后者的轴力通常设置为80KN。

综合上述论述，完成对输水隧洞的加固处理。

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