防洪坝体病害成因及防治方法

防洪坝体病害成因及防治方法

对防洪坝体病害成因的分析及防治方法要根据实地情况选择科学合理的方案，保防洪坝体的安全正常运行。文章将重点介绍防洪坝体病害成因及防治方法。

标签：防洪坝体;病害成因;防治方法

前言：

通过对大量防洪坝的实地考察和对大量数据研究表明，防洪坝病害可分为应力超强和稳定性差、裂缝和断裂、渗水和漏水、溶蚀和潜蚀、冻融和剥蚀、松石和脱皮、水质侵蚀以及强度衰减和刚度降低等类型。

1、防洪坝病害成因分析

防洪坝病害成因可大致分为两类：①自然因素;②人为方面，包括设计不严密、或施工过程中的偷工减料等因素。这些原因导致坝体的病害最终会影响到工程的安全性，有的会成为病坝，有的甚者会导致溃坝事故。

1.1自然因素

1.1.1遭遇难得的洪灾

大坝设计初期有其防洪标准等级，而多次的受到较大等级的洪水会导致其使用寿命的下降，从而加速其成为病坝。如《防洪标准》（GB50201-1994）中规定了灌溉和治涝工程主要建筑物的防洪标准。可见，不同的防洪等级水工建筑物如果遇到大于等级的洪水，会导致坝体负荷过大而损坏。

1.1.2地质活动

由于大坝的存在，当地的地质结构会受到影响。地质结构的变化会导致坝体内部出现裂纹，从而降低大坝的强度，即达不到设计使用等级，遇到洪水裂缝还会引起渗透，那么在洪水冲击下，而酿成悲剧。而对于此类病坝，由于外表很难看出存在问题，所以常常被人们所忽略。

1.1.3河道淤积

河道泥沙淤积导致河床增高，水位上升，从而使其对于洪水的抵抗能力减弱。这个原因对防洪坝本身破坏不大，但却降低了防洪坝的防洪能力。

1.1.4自然老化

防洪坝材料有其本身的强度和刚度。砌石体的强度有抗压、抗拉、抗剪等，

强度很大程度上将决定其承受荷载的能力。砌石体结构构件强度衰减和刚度降低，有多种原因。但材料本身性能这种病害表现在外观上是变形或位移明显，渗水漏水增加，结构开始出现破碎现象，结构超过其使用极限。

1.2人为因素

1.2.1勘测设计方面的原因

早年，我国由于技术的落后和人才的匮乏，在设计水库和防洪大坝时，未对其进行勘察设计，对于当地的流域面积、洪水大小和溢洪道大小不清楚，防洪标准不合理，导致后来大部分防洪坝等级不够，而水库也没有达到等级。当洪水暴发后，水库不能有效地排水，而防洪坝也不能有效抵御全流域洪水暴发，可谓损失惨重。

1.2.2管理问题

水库大坝的管理不当包括多个方面。如坝体超出使用年限依然使用、水库超负荷的运作等，这些都能导致病坝的出现。对于坝体病害的不及时加固是最主要的问题，裂缝、渗漏都是对于坝体极大的损坏，而不及时的加固则会导致垮坝。而在我国，防洪坝的管理缺乏相应的机制，也缺乏一套系统的大坝安全风险分析体系。因此，大坝的管理至关重要，是有效防止悲剧发生的重要手段。

1.2.3施工过程中的原因

不管哪项工程项目的施工，都是马虎不得的，尤其是防洪坝这样关系到千万民众的生命安全的工程，然而是工程都会有失误和不足。如1979年，陕西省失事的15座水库大坝中，属于施工质量差的就有8座，超过1/2以上。如地基未夯实、坝体与坝内埋管和岸坡结合不严密等都是造成工程质量的直接相关因素。

2、病坝防治对策

2.1合理设计防洪等级

正确的防洪等级是保证防洪坝能抵抗当地的正常性洪水。那么就需要在设计防洪坝前先对当地的水文、气候条件进行全面的分析总结，根据规范合理设计防洪坝的防洪等级。这是其他一切条件的前提。我们不妨假设，防洪坝等级比当地实际洪水等级要低，那么在使用中，防洪坝必然会受损。随之进行加固，那么在下一次的洪水冲击后，防洪坝又会受到损毁。这样基础上，再怎么加固也是无用的。所以保证合理的防洪等级永远要放在第一位。

2.2劈裂灌浆

劈裂式帷幕灌浆法对于加固堤身，防止堤身渗漏有较好效果，比较适合施工土质差，碾压不密实的堤防防渗加固。劈裂灌浆是运用坝体应力分布规律，用一

定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，并堵塞漏洞裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力，同时通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重新分布，提高坝体的稳定性。造孔深度应大于隐患深度2～3m。泥墙的设计厚度一般可采用5～20cm，应根据堤坝土质、碾压质量、隐患性质和坝高等情况合理确定。劈裂灌浆这一方法不仅可形成垂直连续的防渗帷幕，解决坝体的渗透问题，而且还能够通过浆坝互压和温化变形，调整坝体内部的应力，使浆脉两边3～5m土体得到密实，加大了防渗帷幕带，近几年来土坝坝体劈裂灌浆已由原来的中低土坝向高土坝发展，在某些地基条件下还可以使坝体和地基同时劈裂，形成坝体和地基同一的防渗帷幕。劈裂式灌浆对解决以下六种隐患有较明显效果：坝体碾压不实，密实度普遍较差的松堆土坝;坝体内有渗漏通道，软弱层，坝体浸润线过高，坝坡发生湿润区或“牛皮胀”或渗透破坏（管涌、流土）现象;坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝（不包括滑坡裂缝）;分期施工的土坝，分层和接头有软弱带和透水层;坝体和其他建筑物（如放水涵管、闸墙等）接合不好，存在空隙和接触冲刷;坝体内存在生物洞穴和腐烂树根等隐患。

2.3培厚加固

培厚加固也叫做加大截面加固法，就是将坝体有效断面面积增大，使坝体的应力减小。这种措施是防治应力过大、坝体稳定性差或者坝体断裂等病害的有效措施。同时，也能防治坝体的溶蚀、潜蚀、冲蚀。对于坝体进行培厚加固必须先进行病害分析，判断其类型，才能对其进行相应的培厚加固设计。

2.4改善材料性能

对于材料的自然老化，唯一能做的就是改善材料性能。要根据当地的水质水文条件，其后条件来选择材料。对于流域面积大，洪水泛滥次数多的地方，可使用混凝土防洪坝。

2.5对防洪坝及时检修加固

对于防洪坝，要设置一定的检修规范，如规定检修年限，检修中的病坝分类标准。只有制定了检测标准，才能得出更加准确系统的坝体信息。对于有病害的防洪坝，必须及时加固，切忌超标准、超极限使用。对于已经超过使用年限的大坝，要及时拆除重建。若地方经济原因，也必须对其进行加固处理，否则会酿成悲剧。

2.6及时进行河道清理

流域内植被裸露，泥土松散，遇到暴雨冲刷后会有大量泥沙流入江河。到了下游地段，由于水流缓慢，泥沙慢慢开始堆积，因此河床不断升高，防洪坝受水压增大，相对来说防洪等级也降低。因此，对于泥沙淤积较严重的河段要定期进行河道清理，有助于提供防洪坝到涝季的抗洪能力。