水利大坝工程除险加固设计的探讨--中国期刊网

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水利大坝工程除险加固设计的探讨

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：邹强胜

[导读] 摘要：水利大坝工程除险加固直接关系到水利工程的运行安全，是实现社会、生态和经济效益的工程，保证在洪水来临之际，能够发挥出良好的抗灾功能，为周边居民的生命财产安全提供良好保障，并且满足工程作用区域灌溉、养殖等生产生活基本需求。

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        摘要：水利大坝工程除险加固直接关系到水利工程的运行安全，是实现社会、生态和经济效益的工程，保证在洪水来临之际，能够发挥出良好的抗灾功能，为周边居民的生命财产安全提供良好保障，并且满足工程作用区域灌溉、养殖等生产生活基本需求。基于此，本文阐述了水利大坝工程除险加固设计要求及其原则，对水利大坝工程除险加固设计进行了探讨分析，旨在保证水利大坝工程的安全可靠运行。
        关键词：水利大坝工程；除险加固设计；要求；原则；要点
        我国水库大坝工程通常建设的时间较长，因此可能会存在诸多病险水库，加上设计的标准偏低，导致蓄水、输送水的能力较弱。而水利大坝工程除险加固设计对于保障大坝工程安全运行非常关键，因此为了保证水利大坝工程质量，以下就水利大坝工程除险加固设计进行了探讨分析。
        1 水利大坝工程除险加固设计的基本要求分析
        水利大坝工程除险加固设计的基本要求主要表现为：①严格地质勘察。水库工程的大坝除险加固设计过程中，地质勘察就尤为重要，如坝体有渗漏现象或者坝基不稳定的情况存在，必须加强对坝体、坝脚、坝基的勘探，地勘的方法主要有采用钻探布孔方式；若溢洪道、输水涵（洞）等其它主要建筑物有危险的情形，应重点进行勘探。通过对坝体、溢洪道和输水涵管或隧洞进行勘探，可以摸清水利大坝工程病因，以便设计人员对症下药。②收集相关资料。主要是通过与周边村民及当地水利管理人员进行访谈，并且通过现场踏勘，拍照等方式，采集水利大坝工程历史及现状的基本信息。③科学测量地形。水利大坝工程除险加固需对水利大坝工程除险加固的范围进行一次详细的地形测量，其中平面测量和主要建筑物的断面测量是重点，设计主要需要的1：500的总平面图（包括整个库区范围）和1：100的主要建筑物的横剖面图、纵剖面图。
        2 水利大坝工程除险加固设计的主要原则
        水利大坝工程除险加固设计的原则主要表现为：①因地制宜、就地取材以及具体问题具体分析原则。全面分析如地形、土壤、地下水位高度以及气温等因素影响，水利大坝工程耐久性以及防渗性等方面的工程要求，以及水资源供需、地下水以及地表水结合运用的情况，综合考虑社会经济以及生态环境等方面的因素，进行技术上以及经济上的论证，使得设计方案具有技术方面的先进性以及经济上的合理性。②按照水利大坝工程等级，遵照相关的规范对现场进行勘察与调查，对水利大坝工程基本信息及情况、建筑材料等相关资料加以充分地收集与掌握，汲取已建水利大坝工程防渗与防冻害的有关经验，对其进行合理设计。③水利大坝工程除险加固设计时，需要根据相关规范及规定，将防渗、防土壤盐渍化、渠系综合性利用、防冻害以及山、林、田、路等的规划加以结合来进行综合性地考虑，使得设计方案能够充分地满足水利大坝工程有关要求。
        3 水利大坝工程除险加固设计要点的分析
        3.1 大坝工程的坝基除险加固设计要点分析
        坝基工程设计的问题主要有：①先天性地质缺陷的原因。由于没有经过充分的地质勘查，有的水利大坝工程建在熔岩，或者有很深的覆盖层的地区，而且在开工之前没有进行新鲜基岩的开挖工作，导致坝基渗漏。②施工问题处理不当。早期兴建的一些水利大坝工程，由于受到当时质量监测和施工技术的限制，导致了许多工程的碾压强度存在欠缺，或者使用不达标的填筑材料。有的工程采取分段施工的方法，但是在施工的接头处的搭接存在着一定的问题。也有的旧水利大坝工程经过了多次的加高加厚以后，坝基和坝基两侧的山坡没有进行妥善的处理，导致了渗漏问题。
        坝基除险加固的处理主要运用以下技术：①垂直防渗漏处理技术，如建设混凝土防渗墙、加强高压喷射灌浆防渗漏施工技术。②水平防渗漏处理技术，主要为水平铺盖。

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水平铺盖分为天然粘土铺盖和人工填筑粘土铺盖两种，粘土可以就地取材，不仅造价低，而且简单易行。③化学补强处理技术。化学补强是一项具有非常强的针对性的方法，是对环氧材料的有效运用。
        3.2 大坝工程的坝体除险加固设计要点分析
        水利工程建设中的坝体工程主要存在防洪能力不足、渗流不安全和结构不安全等几个问题，具体表现在坝顶高程不能满足防洪高度的要求；前后坝坡滑坡、塌方导致坝坡甚至坝体失稳；坝体透水性强、浸润线较高、坝基渗漏、下游无排水棱体或排水棱体失效、发生管涌等。相应处理如下：当坝顶高程不满足计算的防洪高程要求时，可采用培厚加高坝体或增设防浪墙等方法；另外还可以通过拓宽溢洪道，或者在保证合理兴利库容的同时降低溢洪道高程，这种处理方案可用于坝高不大时采用。坝体、坝坡失稳处理方案：由坝体填筑料不能满足渗流和稳定要求导致坝体或坝坡出现不稳定的情况，可采用直接全部换填坝体材料、迎水坡培厚背水坡放缓、背水坡培厚迎水坡放缓、设置戗台等方案进行加固。
        3.3 大坝工程的坝顶和坝坡除险加固设计要点分析
        在水利大坝的实际应用中，坝顶以及坝坡出现险情的威胁同样也较为突出，需要作为除险加固的一个重要对象进行把关。结合坝顶和坝坡的除险加固操作，其需要关注到各个基本系统的运行效果，保障实现良好的具体功能。比如对于坝顶的排水系统，其需要予以有效修复，促使其能够依然表现出较为理想的排水性能，能够促使其和大坝下游的路缘石相连；对于整个坝顶以及坝坡的力学属性，也需要进行详细设计分析，确保其能够具备整体稳定性效果，并且分析其可能对于大坝下部结构产生的明显威胁和干扰，做好优化处理工作。
        3.4 大坝工程的输水涵（洞）工程除险加固设计要点分析
        输水涵（洞）是水利大坝工程除险加固的重要内容之一，其主要问题为：涵管管身出现裂缝、侵蚀或漏水；涵（洞）外围出现接触性破坏甚至形成渗漏通道；进出水闸门及启闭设备老化、缺失等。以上存在的问题基本上是水利大坝工程输水涵（洞）除险加固中的通病，如涵（洞）内径在1.0m及以上，可优先选用内套管配合灌浆防渗的方式进行处理，也可采用对原涵（洞）直接进行衬砌加固处理。若涵（洞）内径在1.0m及以下，采用以上的处理方式就会非常困难，笔者则建议进行拆除重建，以达到根除病险的目的。而拆除重建主要为易址重建、原址破坝重建、顶管和倒虹吸四种处理方案。易址重建选址上可优先考虑开挖隧洞的方式，这样可以永绝大坝因为涵管再次出现险情；原址破坝重建主要在坝体高度不高的情况下采用，对原水利大坝工程而言，笔者认为坝高6m以下可考虑破坝的处理方式，另外还需考虑处理原涵管的渗漏通道，采用充填灌浆即可解决问题；坝高6m以上时，可采用顶管处理方式；最后一种处理方式较为简单，采用倒吸虹管配合真空泵并设置进水口和出水消能设施，但维护和操作难度较大，一般不建议采用。
        4 结束语
        综上所述，大坝工程安全直接关系到下游人民群众生命财产安全，因此大坝工程除险加固设计需要结合水利大坝工程实际运行能力，对水利大坝工程质量安全进行定期检查，针对存在的安全隐患进行除险加固设计，从而保障大坝工程的安全运行。
        参考文献
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        [2]王堂振等.浅析中小型水库大坝除险加固防渗设计的处理措施[J].科技经济市场，2017（04）
        [3]刘颖.水库大坝除险加固工程设计探讨[J].水利规划与设计，2017（08）
        [4]司猛.水利工程中小型水库的除险加固设计研究[J].黑龙江水利科技，2018（01）