水庫大壩除險加固設計有哪些要點？

我國境內雖然河流眾多，但是在水資源的利用上存在著明顯的季節和地域差異性。所以，我國興建了很多不同規模的水庫大壩，以滿足不同時間、不同地區人們的生活用水、農業灌溉、水力發電等需求。但是隨著使用年限的增加，很多大壩都出現了一些安全隱患，妨礙了水庫大壩發揮它的功能。因此，采取合理的措施，加強水庫大壩除險加固設計，解決病險水庫和河道的防洪安全問題刻不容緩。

1 水庫大壩工程存在的主要病險問題

1.1 水庫大壩滲漏現象比較嚴重滲漏主要表現為水庫大壩存在滲漏、管涌、散浸、流土，甚至是壩腳呈現沼澤化；漿砌石壩下游壩面及壩內的廊道漏水等現象。出現滲漏的主要原因有以下幾個方面：1）水庫大壩的土質防滲體滲透性沒有滿足規范要求；2）水庫大壩的壩基、壩肩清理不徹底；3）水庫大壩的下游沒有設排水棱體或者是已經失效了；4）水庫大壩的壩下涵管管壁與壩體接觸的部位發生了沖刷，存在接觸沖刷問題；5）漿砌石壩砌體不密實，上游防滲面板混凝土產生裂縫，遭到破壞等等。
1.2 抗震標準不夠抗震標準不夠主要表現為水庫大壩的抗震安全性較低，安全系數沒有滿足規范要求。如果遇到地震等情況，壩體就會出現裂縫、沉陷、變形和滑塌等現象。出現這些現象的主要原因有：1）水庫大壩中的細砂或黏性土有可能液化了，降低了壩坡抗滑穩定性；2）建設水庫大壩時，沒有考慮到地震設防安全措施，或是地震設防標準低，沒有滿足現行規范要求。
1.3 結構穩定性不滿足要求水庫大壩結構的穩定性不滿足要求主要表現為溢流壩閘墩結構產生裂縫、變形，下游的沖刷破壞較嚴重，涵管出現漏水、裂縫甚至斷裂等現象。產生這些現象的主要原因有：1）溢流壩閘墩結構單薄，混凝土的強度又低；2）輸水隧洞襯砌結構施工質量差，強度低或設計不完善；3）涵管基礎差，易產生不均勻變形等。
1.4 設備老化，銹蝕嚴重容易老化的設備主要有閘門，啟閉機等，表現為閘門高度不滿足擋水要求，引起變形，啟閉機不能正常啟閉。出現的主要原因有：某些水庫在建壩時，沒有進行前期的勘察，缺乏相對應的水文資料，使得現有閘門高度不滿足要求，或者是水庫調度的改變，造成閘門高度不夠等。

2 水庫除險加固設計原則

水庫大壩由于其病險情況復雜，外部條件多變，而且相對應每一個病險的除險加固方法都有其特定的適用范圍和局限性，所以，要針對每一個具體的病險進行仔細分析，根據除險加固要求（包括加固后工程需要達到的各項指標、加固范圍、工程進度等）等，從技術、經濟、施工方案等多方面進行比較選擇技術上可靠，經濟上合理，且能滿足實際情況的除險加固方法。

3 水庫除險加固設計

水庫大壩除險加固設計主要包括以下幾個方面：收集、分析、整理病險基本資料；壩頂、壩坡除險加固設計；大壩防滲處理設計；大壩抗震加固設計；溢洪道、放水洞除險加固設計等幾個方面。
3.1 收集、分析、整理基本資料水庫大壩除險加固工程的首要環節是收集、分析、整理基本資料。我國大部分水庫大壩在建設時受到技術水平、經濟水平等多方面條件的限制，往往是三邊工程“邊勘探、邊設計、邊施工”，導致水庫大壩的相關基本資料不全。而基礎資料的質量水平對水庫大壩除險加固工程的設計有著直接的影響。所以，在水庫大壩除險加固工程的前期階段必須高度重視基礎資料的收集、分析與整理工作。
3.2 壩頂、壩坡除險加固設計壩頂、壩坡除險加固設計是水庫大壩除險加固設計的關鍵環節。壩頂路面要進行合理的排水設計，以提高水庫大壩壩頂的穩定性。一般情況下，水庫大壩的壩頂路面可以向下游方向傾斜20%左右，在下游側鋪設路緣石，使壩頂排水溝和排水口相連接，這樣更有利于壩頂的排水。另一方面，還要注意水庫大壩壩頂的高程，壩頂高程和寬度要符合相關規定標準。邊坡比例對于水庫大壩除險加固設計也很重要，綜合考慮壩型、壩基、壩體、壩高等因素來確定大壩的邊坡比例。壩坡的抗滑穩定性與壩坡滲流要根據壩體承受的荷載進行計算，來判斷壩坡是否達到穩定標準。水庫大壩護坡的加固設計要根據安全可靠、方便施工、就地取材、節約投資等原則進行設計，靈活采用預制砼或現澆砼等護坡形式。還要注意的是，在采用現澆砼進行護坡加固時，需設置足夠的縱橫縫和排水口，在坡腳設置基座。反濾層與上游坡的厚度要根據反濾和抵御風浪沖擊的要求進行設定，水庫大壩下游護坡加固可以采用草皮護坡的措施。
3.3 大壩防滲處理設計水庫大壩的防滲加固處理設計可以分為水平防滲和垂直防滲兩大類。需遵循的原則是上堵下排，使其滲透坡降不超過允許坡降，以確保土體的滲透穩定。3.3.1 混凝土防滲墻混凝土防滲墻通常是采用鉆鑿、抓斗等方法在壩體或地基中建造槽形孔，然后澆筑成連續的混凝土墻，以達到防滲的目的。混凝土防滲墻的適用性很廣，實用性強，施工條件的要求也寬，耐久性好，防滲可靠性高，近年來廣泛應用于水庫大壩的防滲加固中，例如湖北陸水水庫、青山水庫、江西油羅口水庫、安徽盧村水庫、釣魚臺水庫等等，都采用了混凝土防滲墻用于水庫大壩的防滲加固，也取得很好的防滲效果。3.3.2 高壓噴射灌漿對于淤泥質土、粉質黏土、粉土、砂土、礫石、卵（碎）石等松散透水的地基或填筑體內的防滲工程，可以采用高壓噴射灌漿。該方法可灌性好、可控性好、適應性廣、設備簡單，而且對施工場地的要求不高。目前國內水庫大壩病險加固設計采用高壓噴射灌漿的工程也有很多，比如廣西客蘭水庫、布見水庫、三利水庫等等。但是，高壓噴射灌漿的防滲效果受到地層條件、施工工藝以及技術參數的影響較大。施工現場需要通過現場高噴試驗來確定其施工技術參數，另外，對施工人員的經驗要求較高。

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