水库大坝渗流稳定分析及加固设计

水库大坝渗流稳定分析及加固设计

发表时间：2019-09-10T17:11:45.890Z 来源：《工程管理前沿》2019年第14期作者：张弛刘帮超杨高翔[导读] 建国以来，由于水库大坝构造简单、运行管理方便，适应地基变形的能力强等特点，被广泛运用，特别是随着渗流技术的不断提高，

陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安 710001 摘要：建国以来，由于水库大坝构造简单、运行管理方便，适应地基变形的能力强等特点，被广泛运用，特别是随着渗流技术的不断提高，土石坝的筑坝技术得到了迅速的发展。土石坝渗流数值模拟方法层出不穷。然而，根据国内外相关统计数据，由于渗透破坏而导致土石坝失事的概率，中国是29%（2391座），可见研究土石坝的渗流稳定意义重大。基于此，本文阐述了水库大坝渗流稳定分析及加固设计进行研究，以期为我国土石坝渗流理论的研究提供参考。关键词：水库大坝;渗流;稳定性中图分类号：TV698 文献标识码：A 引言

研究表明，水库大坝病害主要是由坝体密实度较差和抗渗能力不足引起的。常见的病害形式有:坝体渗漏、蚁洞渗漏、涵洞渗漏、绕坝渗流、坝基渗流等。渗流是指水在大坝坝体缝隙中的流动，其流动特性与渗流骨架的混凝土性质有关，由于水坝十分庞大，各部位受外界因素的影响力度不同，因此坝体内部的孔隙大小形状十分复杂，很难计算出水流质点的真实流速。所以工程上一般用综合性参数表征其渗流性质。

1水库大坝进行除险加固防渗的意义 1.1提升水库大坝的整体质量

水库大坝是水利工程建设过程中比较重要的部分，不仅能够对水资源进行合理的利用，而且还能够对水源进行很好的调节。国家建设水库大坝的目的在于在雨季的时候能够将部分水量保留下来，这样在一定程度上能够让水利工程的价值充分的发挥出来，在降雨量较多的季节能够进行有效的调整，在降雨量较少的季节可以通过开闸放水的方式对水资源进行利用，这样不仅能够让农业得到进一步的发展，而且附近居民的日常用水也得到了保证。我国大部分的水库大坝都是以前遗留下来的，虽然基本功能还是保留下来了，但是随着时间的推移而导致出现了多方面的问题，从而导致输水能力大大降低。为此，对水库大坝进行除险加固防渗措施是十分必要的，通过除险加固防渗设计处理能够在很大程度上改善水库大坝的基本性能，并且相关问题也得到了有效的解决，这样才能够保证水库大坝能够进行正常的运作。

1.2保证水利工程建设工作能够正常进行

为了能够让水利工程建设工作能够正常进行，相关部门要对原有水库大坝改良予以高度的重视，对使用时间较长、存在病害较多的水库大坝可以采取针对性的措施对问题进行解决。设计人员在对水库大坝进行除险加固防渗设计的时候，要从水库大坝所处的地区出发，对该地区的实际用水需求和水利工程具备的基本特点进行充分的考虑，从而能够找到导致水库大坝出现病害的原因，并且能够采取科学有效的办法进行解决，这样能够让水库大坝的防渗性能得到进一步的提高，将病害彻底的清除，这样在提高水库大坝安全性的同时，还能够让水库大坝能够进行正常的作用，水利工程的设计工作也具有一定的科学有效性，在一定程度上也促进了地区的整体经济发展。2水库大坝导致的渗漏原因

2.1水库大坝的土质问题

水库大坝建造时对土质有一定要求，由于采用的土质较差的或者不达标，使坝体的承重能力大大下降，防渗能力较差，较差的土质是导致大坝渗漏的关键因素之一。

2.2水库建造时材料不合格

在施工建造中使用的建筑材料不达标，直接影响水库日后的使用。由于使用质量较差的水泥，大坝经过长时间的风吹日晒、水体冲刷及风化作用，水坝的防渗漏能力逐渐减弱，严重时会出现裂缝，最终导致大坝出现渗漏现象。

2.3大坝建造质量不达标

大坝的建造质量直接影响水库的运行效果。过去由于技术的落后，基本是人工建造，土坝压实度不能达到设计要求，难免会存在一些质量问题，使得水库的防渗漏能力较弱。

2.4建造过程不严谨

建造大坝是一项非常庞大的工程，所以大坝的建造工期较长，若在施工的过程中出现差错，可能导致日后大坝发生渗漏问题。如果大坝的建造是在冬天进行的，若坝体中的冻土得不到及时的解决，当冻土解冻后，也会出现渗漏问题。

2.5水库地理位置

水库的选址要因地制宜，并不是所有的地方都适合建造水库。如在熔岩、很深的覆盖层地区就不适合建造水库。由于一些水库在建造前并没有进行完整的地质考察，导致水库建造的位置并不是十分有利，还有一些水库，为了节约建造成本，竟然在受到风化影响的山体上直接建造，把这当做坝基的一部分，从而使水库出现渗漏问题。3水库大坝除险加固防渗设计处理措施 3.1混凝土防渗设计

一般在对水库大坝进除险加固防渗施工的时候使用的施工材料大多为混凝土，并且在坝基的竖直面设置相应的防渗墙，这样能够加强水库大坝的除险加固防渗性能。结合云浮市新兴县天堂镇五二水库除险加固设计施工经验和茂名化州市长湾河水库除险加固工程设计情况分析，在进行混凝土防渗设计的时候，首先要结合实际的施工情况而选择相应的施工设备，当坝基出现渗流现象时能够对该位置进行造槽作业，在此之后就可以进行清孔换浆作业，将之前设置好的槽孔按照顺序进行连接，最后在进行混凝土浇筑，防渗墙的设置施工也就完成了。特别需要注意的就是，在对槽孔进行设置的时候要严格按照相关的设计方案进行，而且孔内的泥浆面不能够低于导墙最顶端30cm，也不能高于导墙最顶端50cm，槽孔位置的偏差不能高于3cm，经过清孔后孔内的泥浆厚度不能超过10cm，在确定工作完成之后的4个小时内进行混凝土浇筑。不过这种除险加固防渗设计还是存在一定的缺陷，对施工设备太过依赖，而且防渗墙与地基的连接处也不太稳固。

3.2高压喷射灌浆防渗设计

在通常情况下，部分水库大坝会使用高压喷射灌浆防渗设计，通过高压喷射装置将浆液灌注到水库大坝的地基孔隙当中，在一系列的作用下。地基与浆液之间会形成一个相互结合的整体结构，从而达成对水库大坝地基进行科学的改造，地基的整体密度和稳定性也因此得到进一步提高，水库大坝的整体防渗性能也得到相应的提高。本次主要结合肇庆市德庆县利垌水库除险加固工程项目设计经验，项目采用的高压喷射灌浆防渗设计实际施工范围较小，施工的任务量跟其他除险加固防渗设计都要少，而且在实际的施工过程中也不会对水库大坝造成较大的破坏，对设计好的套管进行充分利用，水库大坝的防渗加固处理工作也能够快速完成，具有一定的可靠性和可控性。不过，这种防渗设计在进行施工过程中会需要大量的资金，而且整体经济效益较低，从经济发展的角度来说，这种设计方案还是存在一定的局限性。

3.3进一步完善水库设施建设

包括道路进行修建，确保溢洪道能够有效泄洪，做好水库渠道的防渗透处理等。通过渠道防渗处理等工程措施，对于水库的设施等进行维护和升级。例如在水库的关键的灌溉渠道的防渗漏的处理技术上，要达到对水量的节约，保证水资源能够得到合理的利用，才能发挥出水库的功能和作用，提高水库的效益和利用系数。目前从地方政府和水库管理部门以及水库农业灌溉多方面进行渠道防渗漏处理的工作，最终达到了水库价值的保障的目的。

结束语

水库大坝的渗流稳定直接影响水库的使用效率及价值，造成水量损失，因此，必须对渗漏问题采用措施加以解决，将水库大坝的渗漏发生率降到最低。

参考文献

[1]甄文学.水库大坝浸润线观测及坝坡稳定性分析[J].工程建设与设计,2018(18):123-124.

[2]陈丹蕾,魏海,金格飞.关于水库坝体渗流与坝坡稳定的研究[J].价值工程,2018,37(31):253-254.

[3]杨轼初.运用渗流测量设施改善坝体安全监测[J].水利水电快报,2018,39(09):13-16.

[4]王晓翠.水工建筑物基础渗流场数值模拟研究[J].居舍,2018(26):218-219.

[5]骆秀萍,易平.非稳定渗流期解析法在均质土坝浸润线确定中的应用[J].水利技术监督,2018(05):181-183.