水库土石坝除险加固技术的应用

浅析水库土石坝除险加固技术的应用

摘要：近年来，随着水利事业的发展，人们对于水库的安全工作也越来越重视，因此，必须进行长期和全面地观测,及时的发现隐患,采取准确的加固技术。来保证土石坝的安全及水库的正常运行。本文通过对水库土石坝的病险进行分析，然后提出土石坝各种除险加固技术措施。

关键词：水库；土石坝；加固技术；措施

中图分类号：tv641文献标识码： a 文章编号：

在我国各个行业都迅速发展的同时，水利事业也越来越受国家的关注，土石坝可以说是我国水利工程中应用范围最广的一种，由于使用年限较长、管理维护不当，土石坝存在着各种安全隐患。春节前后，我国新疆、黑龙江、山西等地连续发生了三起中小型水库垮坝事故，给水库下游人民生命财产安全和春节期间生产、生活秩序造成很大影响。因此为保证土石坝的安全及水库的正常运行,必须进行长期和全面地观测,发现隐患,及时采取必要、准确的加固技术。

一、土石坝存在的病险分析

为了达到除险加固的理想效果，首先必须对各种病险有一个较为清楚的认识，以便根据不同的实际情况采取不同的技术措施，通过笔者的归纳总结，根据病险的特点可归纳为两类:一类是结构性病险，主要是由结构强度、稳定、刚度、构造等因素而产生的病险，具体表现于滑坡、裂缝、排水溢洪设施问题等;二类是渗漏性病险，

其主要是由坝体及其接合体抗渗性能不足而造成的病险。具体来说可以包括以下几种。

1.1裂缝

裂缝可以说是土石坝病险中较为常见的现象，有的裂缝在坝体表面就可以看到，有的隐藏在坝体内部，裂缝宽窄长短深浅不一。裂缝有平行坝轴线的纵缝，也有垂直坝轴线的横缝，还有不规则的倾斜裂缝。无论什么性质的裂缝对土坝的正常使用都有不利影响，其中危害最大的是贯穿坝体的横向裂缝、水平裂缝以及滑坡裂缝，它们直接影响坝体的稳定性。在进行大坝除险加固时，应对裂缝的范围、位置、长度、宽度、深度、数量等参数进行详细的测定，以便确定其影响程度，从而采取确切的措施。

1.2滑坡

土石坝滑坡的原因有很多，如坝坡太陡，坝体抗剪强度偏小，坝基土的抗剪强度不足，外界因素扰动(如地震、坝周围动荷载)等，而导致坝体局部或整体的滑动。实际上滑坡往往是多种原因综合产生的，所以当发现滑坡征兆后，应及时认真调查研究，分析滑坡产生的原因，并根据不同的情况，采取有效的方法及时处理。

1.3护坡损坏

护坡是土石坝的重要组成部分，由于雨水、波浪、动物破坏以及设计不当、施工质量和管理等因素的作用和影响，土坝坝坡大都存在不同程度的毁坏，严重的将威胁大坝的安全。护坡毁坏原因比较复杂，主要有坝体碾压不实、护坡垫层设计与施工不合格、块石偏

小、砌筑质量差、设计不完善、水流冲刷、坝体不均匀沉陷、块石风化变质等原因。因此，需要综合性的分析护坡产生的问题。

1.4渗漏

渗漏一直以来都是危害土石坝安全的主要因素之一，按渗漏的部位可分为坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏、绕坝渗漏;按渗漏性质可分为正常渗漏和异常渗漏;按渗漏现象可分为散浸和集中渗漏。对于因渗漏而引起的坝体破坏或渗漏量过大，且影响蓄水和造成土石坝整体或局部失稳的，称为异常渗漏，异常渗漏则是考核坝体病险程度的主要指标之一，若出现地面凸起、坍塌或管涌现象则表现渗漏很严重，急需处理。

二、土石坝各种除险加固技术措施

2.1渗透破坏加固方法

渗透破坏加固方法的原理是在上游不使或少使来水渗入坝体或

坝基,并使渗水在下游通畅排出,但不带走坝体或坝基上的土粒和

不改变坝体或坝基的变形和强度。即上游防渗下游排水减压和导渗。防渗排渗方法常用于解决土石坝坝体和坝基的渗流问题,使下游不发生散渗、漏水、翻砂冒水、砂沸、管涌流土或沼泽化、塌坑浑水等渗透变形现象;上游不发生漩涡、翻泡、塌坑等渗漏入口,从而加强土石坝及其坝基的抗渗能力。按防渗、排渗、滤土排水的不同,防渗排渗加固方法可分为以下几种：

（1）防渗加固方法。在上、中游设置切断透水坝基的垂直防渗措施有:土质截水槽、混凝土防渗墙、桩柱式防渗墙、粘土防渗墙、

防渗板墙、灌浆帷幕、泥浆槽防渗墙、自凝灰浆防渗墙,混凝土防渗墙和灌浆帷幕的组合等等。其中混凝土防渗墙在土石坝坝基、混凝土闸坝基础、土围堰堰体与堰基以及病险土石坝的防渗加固方面应用最广。

（2）排渗加固方法。防渗加固方法采取后,仍需采用贴坡排水、棱体排水、褥垫排水及其组合,坝体内竖向排水层和水平排水层、排水沟、减压井、透水盖重等排水设备,排除上游渗水,降低浸润线及下游坝基上的水头。

2.2滑坡加固方法

土石坝出现滑坡裂缝及滑坡后,应进行滑坡勘察及土工试验,分

析产生的原因,按照滑动力减少和抗滑动力增加的准则,进行滑坡

加固设计。一般采用土石坝中常用的主动滑动段减重和滑坡体前缘抛石固脚,加重压坡的方法。

2.3裂缝预防与处理

土石坝发现裂缝后，应通过坝面观测、开挖探槽和探井，及时查明裂缝情况，其中包括裂缝形状、部位、宽度、长度、深度、错距、走向、严重程度以及其发展，并弄清楚裂缝产生的原因。根据裂缝观测资料，针对不同性质的裂缝，采取不同的加固处理方法，一般有翻筑、灌浆、放缓坝坡、加做戗台及加做保护层等措施，究竟采取一种措施，还是多种措施，应根据上述裂缝的情况和产生的原因而定，具体而言:

（1）对纵向沉降裂缝，可采用无粘性的细粒土回填，当坝的沉

降未稳定前，不要把坝面掩盖，可发现有无新的裂缝出现。

（2）防渗体中产生的横向裂缝，往往比较隐蔽，对此类裂缝，应沿缝挖槽，用不透水土料回填，一般裂缝加固处理采用开挖回填、裂缝灌浆以及两者相结合的方法。

2.4护坡损坏预防与处理

护坡损坏的预防主要在于对其有效的管理和维护，对于护坡破坏后应采用何种加固修理措施。应根据护坡破坏的主要原因;原护坡的结构形式，破坏范围的大小;建筑材料;气温和风力;施工设备和库水位情况;技术上可靠性和经济上合理性等有关因素，进行综合分析比较后，合理选定。常用的方法有浆砌石或现浇混凝土护坡、坝面塑膜保温、加厚反滤垫层、填补翻修等，这些方法可根据不同的情况加以选择一种或多种，浆砌石或现浇混凝土护坡适用于吹程较远，风浪较大，经常发生破坏的护坡坝段;加厚反滤垫层则适用于北方冰冻地区由于反滤垫层厚度不够而产生的护坡破坏;对于施工质量差引起的局部脱落、塌陷、崩塌和滑动等破坏，可采用较为简单的填补翻修。

2.5提高防洪能力

针对我国有很多土石坝的防洪标准低这个现状，可采取以下两种措施加以解决:一是加高大坝，增加水库调蓄能力，对削减洪峰的作用较大，对下游防洪有利:二是加大泄洪建筑物规模，扩大泄洪能力，从而提高防洪能力。另外，对下游防洪有重要要求的水库应尽可能采用以增加坝高为主，必要时再结合扩建泄洪设施。