试析水利水库工程大坝的除险加固

刘波

摘 要：在新常态经济背景下，水利工程建设规模不断扩大，水库建设改造项目越来越多，其中水库大坝的加固建设成为建设的重点。在施工过程中，管理部门和施工技术人员要加强对施工过程的标准化、标准化管理，在此基础上全面实施安全管理，从整体上保证水利工程的施工质量。

关键词：水利水库工程;大坝;除险加固

一、水库大坝安全运行管理分析

1.强调安全运行管理

水库不仅具有农田灌溉、农田用水调节、城市居民供水、供电等功效，还能通过防汛、防洪预防自然灾害，保护生态平衡，因此，水库在社会发展中维护社会和谐稳定具有重要作用，所以，在水库管理中要重视水库大坝的安全运行。

垮壩是水库大坝安全运行管理中较大可能出现且影响非常恶劣的安全事故，一旦水库发生垮坝，将会对当地经济发展、城市发展、生态发展、农业发展造成无法挽回的重大损失，基于此，相关部门在进行水库大坝安全运行管理时应全面分析可能影响水库发生垮坝现象的因素，并根据不同因素制定有针对性的预防措施，从而避免安全事故发生。

2.优化安全运行管理机制

随着社会发展以及水库运行管理模式的改变，相关部门需要与时俱进转变管理观念，提高水库大坝安全运行管理意识，从而优化安全运行管理机制促进水库大坝健康运行，具体策略为：

第一，深入原管理机制明确目前水库大坝安全运行管理制度体系中的漏洞。

第二，根据漏洞有针对性地制定修补策略，从而使水库大坝安全运行管理机制更加系统、完整、详细、规范。

第三，优化水库大坝安全运行管理制度体系中的责任制度、绩效制度，从而端正工作人员态度，提高工作质量。

第四，相关部门需要根据自身职能特征科学、合理、个性化的制定符合部门有效发展的管理制度，从而使部门工作人员在工作时有规可依、有章可循。

第五，完善招聘机制，提高聘用标准，人力资源部门需要根据不同岗位所需要的专业技能，制定个性化招聘标准，从而为水库引进高学历、高技能、高专业人才。

3.提高业务培训力度

水库大坝安全运行管理的主体为工作人员，因此，为进一步提高水库大坝安全运行管理质量，需要从工作人员专业程度层面出发，提高业务培训力度，从而在根源上加强水库大坝安全运行管理，具体策略为：

第1，聘请相关专家对水库内部工作人员进行定期专业技能与理论知识培训，并要求讲师将培训课堂与案例相结合，从而通过相关实际案例提升培训质量，加强工作人员对相关理论技能知识的理解与实际运用。

第2，举办结业考试，并将结业成绩与绩效薪酬相挂钩，一旦有参加培训的工作人员在结业考试中成绩不合格，将对其进行停职与薪酬处罚，直至其结业考试成绩合格才能回归岗位开展相应工作。

通过提高业务培训力度策略可以有效提高水库工作人员的综合业务实力，促使其在实际工作中，在面对任何水库大坝安全运行管理问题时都具有较好的问题解决处理能力。

二、加强水库大坝除险加固管理的措施

1.坝坡和坝顶除险加固

就某水库目前发展现状来看，坝顶宽度已经无法满足规范要求，受上游水流的长期冲刷，坝坡稳定性越来越差，为保证坝坡稳定性，不但需要进行防渗处理，还要适当增加坝顶的宽度，对坝坡进行整改，适当放缓边坡，坝顶高程统一到100.33m，坝顶宽度增加到5.0m，上游坝坡放缓到1∶2.7，下游坝坡放缓到1∶2.5。为降低雨水和风浪对坝身造成的冲击，下游坡可采取草坡护坡，上游坡通过预制混凝土护坡，护坡厚度控制在10cm以上。

为满足防洪的要求，某水库坝顶高程为100.33m，在坝顶除险加固中，需要结合某水库的实际运行情况，在坝顶设置30cm厚C20混凝土路面，然后再结合上游坝护坡，对路面适当扩宽处理，处理后路面宽度不应小于5.0m。下游坝坡面与两坝肩交线处及下游坡脚均设排水沟，排水沟断面尺寸为0.3m×0.3m。排水沟采用浆砌石结构。

2.大坝防渗除险加固施工

某水库大坝填土目前呈疏松状，渗透系数超过1.0×10-5cm/s，严重超过了规定要求，存在严重的渗漏破坏隐患，为解决渗流安全问题，需要对大坝进行截渗和加固反滤联合施工除险加固方法，从而最大限度上保证大坝的安全性。在大坝防渗除险加固中，拟定了4种施工方案进行比选。加设斜墙加固方案：主要在大坝上游面新设粘土斜墙，沿着底部开挖截水槽。混凝土心墙加固方案：技术比较成熟，具有安全、直观、适用范围广等优点，但本工程处于山区，施工材料运输成本较大，采用此种方法成本较高，不易采用。高喷心墙加固方案：需要在大坝轴线上布设一排柱灌浆孔，孔距控制在0.8m之间，喷浆材料普通硅酸盐水泥，加入适量为水泥重量5%的膨润土，水胶比控制为1∶1。坝体内部采用纯水泥浆液灌注，水灰比控制为0.8∶1。基岩内部提升速度为10cm/min，坝体内部提升速度为13～14cm/min，孔斜率控制在1%以下，对施工要求比较高，造价也高，不适合本工程大坝除险加固。套井冲抓回填粘土心墙施工方案：可既能满足本工程除险加固的要求，而且成本适中，可用于本工程。

具体施工中，采用单排布孔，在坝轴线或坝轴线上游侧按主、套孔相间布置，一主一套相交连接成墙。先打主孔①、③号，回填后再打套孔②号，回填后再打⑤号孔，回填后再打④号孔，以此顺序，进行打孔、回填。套孔即双号孔为整圆，主孔即单号孔被套孔切割，呈对称蚀圆。单排布孔的防渗效果达不到设计要求时，可打双排孔或三排孔，见图1。

钻孔排数可按照土坝所需的防渗有效厚度T来确定，具体计算公式如下：

式中T—防渗墙的有效厚度，m;

H—作用于防渗墙体上是设计水头，本工程为14.2m;

J允许—填土允许渗透比降，良好压实的填土，轻壤土允许渗透比降在3～4之间，壤土允许渗透比降在4～6之间，粘土允许渗透比降在5～10之间，本工程选择允许渗透比降选择6。通过计算可知，本工程大坝防渗除险加固防渗的有效厚度应为2.37m，孔距、排距、防渗墙的有效厚度标准，见表1。

防渗墙回填土可选择粘性土料，通常情况下，粘粒含量要控制在35%～50%之间，渗透系数要小于1×10-5cm/s，并且有较好的塑性和渗透稳定性，含水量控制在20%～30%左右，塑限附近为宜。

套孔冲抓粘土防渗墙施工前，需要先对坝顶进行清理平整处理，然后按照设计进行放样测量，确定好每个钻孔的位置。本工程坝顶宽度为5.0m，则布孔中心线距坝坡不应小于2.0m，选择SJ2-95型冲抓钻和8JZ-95型自动推卸冲抓式钻机进行钻孔，钻孔要保证平整垂直。本方案冲抓钻造孔及回填粘土6270m。此种坝体防渗加固施工方法，可有效提升大坝的防渗效果，且施工成本低，但容易受气候影响，在阴雨天不易施工，套孔冲抓粘土防渗墙处理最大深度至坝基岩表层以下0.5m，满足本工程除险加固的要求。

3.溢洪道除险加固

本工程溢洪堰为典型的宽顶堰，堰顶高程为97.8m，长为4.0m，厚度为5.7m，采用C25混凝土施工而成，溢洪道的基础强至中风化花岗岩，堰体和边墙都由C25混凝土施工。挡墙厚度为0.5m，边墙高度在1.36～1.0m之间。在挡墙施工中，每隔一段距离设置1道沉降伸缩缝，宽度为2.0cm，并在缝内设置止水，挡土墙上布置排水孔，以保证两侧山体流水能够顺利排出。一级陡槽底坡坡度为0.23，其底板厚度计算公式为：

式中a—和地基条件相关的系数，本工程取1.3;

V—陡槽的平均流速，m3/s;

h1=0.9m，h2=0.7m。

泄槽段计算板厚T1=0.37m，取T1=0.4m。鼻坎段板厚0.4m。通过抗滑稳定校核，陡槽底板厚度合适，底板配置φ10@20的构造钢筋。底板分缝为沥清砂板填缝，下设砂砾石排水沟。底板下设纵、横向排水系统，以降低扬压力。

结束语：

在水库大坝施工中想要从整体上保障施工安全性，要结合工程实际需求，从现階段施工问题出发，通过全面构建安全监控系统，通过强化施工设备保养、及时清除水库淤泥、强化施工技术管理等步骤，从整体上降低施工安全几率，在保障施工质量的同时，提高工程安全性、可靠性。

参考文献：

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