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浅谈病险水库大坝防渗加固设计

1病险水库大坝防渗加固设计的重要意义

1.1提高水库大坝总体质量

水库大坝在水利工程中占有重要地位,起着调节水源、支持地方经济的关键作用。在多雨季节,水库大坝能够及时泄洪、及时排水,发挥水利工程的重要作用。在干旱时节,利用涵养的水库存及时开闸放水,灌溉农田,为农作物正常生长做出贡献。然而,我国水库大坝建设年头比较久远,不符合现代设计的标准,而且由于风吹日晒,很多硬件设施逐渐老化,造成一系列隐患。因此,在病险水库大坝防渗加固设计中对弊端及漏洞及时改良,积极组织人员维修、加固,才能保证在多雨季节及时发挥作用。加强水库大坝防渗技术的应用,能够提升工程整体质量,降低故障率,延长使用寿命,使水库大坝工程作用发挥最大化。

1.2有力地维护工程建设

渗漏是工程最大的隐患,极有可能毁掉整个工程,甚至造成人员伤亡。在病险水库大坝防渗加固设计中,要根据工程情况制定具有针对性的设计方案,具体措施包括但不限于:针对大坝渗漏的部位及情况采取有效的技术措施进行预防及修复;对水库周边进行加固处理,板底进行加厚,确保工程的安全性。

2病险水库大坝渗漏原因

有关部门结合大坝地质及区域水文特点对地表地质展开调查,初步总结出病险水库大坝渗漏的原因。

2.1坝体发生渗漏

我国部分水库大坝在修建时由于历史条件及国家经济发展水平的限制,施工人员多为临时招募的农民,缺乏必要的技术常识,而且专业技术人口稀缺,对施工队伍建设过程中的指导不到位,导致施工工艺不达标,缺少必要的质量控制,大坝整体质量较差,土体疏松,坝身和接触带上出现多处渗漏。

2.2坝基、坝肩渗漏

水库大坝地质比较复杂。岩溶裂缝发育现象严重,为强岩溶透水层。由于年代久远,坝基岩石腐蚀较为严重。节理裂缝较发育。虽然坝基坝肩在建设中经过防渗处理,但是由于长时间受到库水的压迫,岩溶管道中防渗体被压穿,引起渗漏。

3病险水库大坝防渗加固设计原则

病险水库大坝防渗一般采用灌浆或防渗墙措施来处理渗透或降低浸润线,采用防滑桩或压重等措施来提高抗滑稳定性安全系数。处理时要注意以下原则:按照堤坝所处水流位置划分。采取上游坝相应处理方法和下游坝处理方法。如果堤坝位于上游,主要采取兴建铺盖的方式,使用合适的防渗墙技术手段以及帷幕灌浆来阻止渗水事故蔓延。若堤坝位于河流下游,一般使用排水沟进行疏导,修筑减小压力的作业井,以及修建导渗反滤体。

4加强病险水库大坝防渗加固设计的途径

4.1对症下药

加强病险水库大坝防渗加固设计的前提是了解渗漏的原因,才能对症下药。有关部门调查显示,渗漏主要由以下3点原因造成:①在修筑堤坝时由于施工技术不达标或者混凝土浇筑出现错误而造成裂缝,在河水暴涨时期由于大规模的水流冲刷造成渗漏甚至堤坝塌陷;②施工工艺不达标,影响工程质量与抗压、抗震能力;③冷热温差大,水库坝体表面容易出现裂缝,影响工程稳定性等。同时要注意区别正常渗漏与非正常渗漏。

4.2稳定坝体结构

防渗加固要遵守一定的原则,即上堵、中截、下排,因此可利用天然黏土或人工填筑黏土构建水平铺盖。病险水库大坝经常采用具体的垂直防渗方式来除险加固,例如高压喷射灌浆技术,即利用钻孔机,将装有特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置,再用高压水泵或高压泥浆泵将水或浆液通过喷嘴喷射出来,使土体在冲击的作用力下瓦解,土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律地重新排列。浆液凝固后,就形成一定形状的固结体,最终达到防渗漏的目的。为了稳定整体大坝结构还要注意对护坡的建设以及涵洞危情处理的能力,提高泄洪道排水能力的同时对相关硬件设施进行除险加固。另外,还要加固坝体以提高其抗震能力。地震对水库大坝造成的冲击是毁灭性的,检测地震的震级及强度,对坝顶进行超高设计,坡坝坡度放缓,增强坝坡稳定性。尤其要注意水库大坝上部的加厚,可采用石块砌体,并设置钢筋槽笼。

4.3加强病险水库除险加固能力

病险水库大坝的除险加固措施要以经济型为前提,并且操作简单,具有可行性。要对现场地质、水质进行实地勘察,将情况汇总,对渗漏可能性与重点部位进行分析。尤其需要注意的问题就是裂缝,千里之堤溃于蚁穴,如果放任裂缝不管,裂缝继续扩大极有可能造成整个大坝溃堤,因此防渗加固设计首先要解决的问题就是裂缝。若出现轻微渗漏,可采用高压胆管混凝土的旋喷技术将渗漏缝隙堵塞,或者采用翻砌的方式进行接缝处理。

4.4加固排水减压设施

水库坝体经常受到大面积水流冲刷,压强较大,硬件设施极易损坏。因此,要加固排水减压设施。此设施一般利用导渗沟、减压井、水平盖等实现减压目的。加固导渗沟时要严格控制层间关系,一旦出现堵塞情况或者局部遭受破坏,及时将堵塞物清除并且进行翻修。还要定期对减压排水设施进行巡检,防止人为破坏。

4.5防渗材料的应用

除了创新、改进防渗技术外,还应加强防渗材料的使用,目前复合土工膜的应用比较广泛。其具有质量轻、延展性好、抗老化、成本低、制造工艺简单的优点。应用要点包括:选择合适的土工膜。土工膜的种类较多,质量良莠不齐,尤其是接缝处经常出现不符合质量规范的现象。因此,要谨慎选择土工膜的抗压能力、透明度、渗水情况;确保土工膜与防渗体间链接的方式正确,是否无缝连接是能否成功防渗的关键;按照规范设计上垫层与保护层,做好防护;加强检修,及时发现漏洞。

5关于病险水库大坝防渗加固设计的建议

5.1严格遵守国家规范

病险水库大坝防渗加固设计不仅要具有可行性与有效性、经济性,还要严格按照相关规范进行,缩短审批时间。5.2实行责任制病险水库大坝防渗加固设计项目,工作量大且时间紧张,而且一些地方设计师同时肩负着多个小型水库的防渗加固设计,因此设计方案的有效性得不到保证。因此,有关部门要制定完善的责任制度与激励、惩罚制度,增强设计师责任心,提高工作积极性。

5.3加强学习

有关建设单位要加强施工队伍的技术培训,并且建立有效的监理机制对建设过程进行监督;要加强关于防渗加固的专题培训,宣讲防渗加固的重要性;技术人员自身也不能止步不前,要自觉自发地坚持学习,掌握新技术,以适应时代与科技的发展;设计部门应加强对设计人员职业操守的教育,强调设计方案对整个水库大坝防渗加固的重要性,促使设计师深刻认识到自己所担负的是保卫国家财产及人民生命安全的重任。

6结语

水库大坝起着防御洪水、旱季灌溉的重要作用,其能否稳定安全运行关系到国计与民生。因此,必须重视水库大坝防渗加固的设计,根据相关设计原则,进一步加强病险水库大坝防渗加固建设,降低事故率,保证水库大坝的质量。

作者:吴小计 单位:江西省鄱阳县水利局

参考文献:

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