关于水库大坝加固防渗技术措施研究

【摘要】水库大坝防渗加固是水利工程维护工作中一项长期的重要工作，也是水利工程除险加固的一项重要内容。其防渗加固施工质量的好坏直接关系到水库大坝安全运行，各管理及施工单位对此必须十分重视。在具体大坝防渗加固施工过程中，应抓好各个环节的工作，把好质量关，应对水库大坝防渗加固工程进行专项设计、专项审查、专项验收，确保大坝安全运行中切实发挥其应有的作用。

【关键词】水库大坝；加固技术；防渗措施

一、当前水库坝体存在的安全隐患

从水库大坝的渗透发生机理上来说，水库大坝的破坏主要分为管涌、流土、接触流土和接触冲刷四类，水库坝体的主要病害都是通过渗透破坏和变形破坏等形式表现出来的。渗透破坏是由于坝基下的渗透水流造成岩土体中的颗粒成分、颗粒结构发生移动或改变；变形破坏是由于渗透水流作用于堤坝的抗剪强度降低，导致局部部位出现下滑、裂缝和不均匀的变形，最终导致堤坝的变形而受到破坏。水库堤防的渗透通常都是指在水体向维护区以外渗流而产生的水量漏失现象，水库大坝的渗透严重影响大坝的稳定性，过大的渗透造成坝基或坝体变形，造成重大破坏。

渗透变形对土石坝影响较大，根据相关资料显示，在已被破坏的土石坝中，约占40%-60%左右都是由于坝体土或坝基的渗透变形而造成的。另外，边坡的滑塌、防洪堤的滑塌、地表塌陷的形成、岩溶区覆盖土层中洞穴的形成、坝基排水孔和减压井的淤塞、地下工程和开挖基坑时遇到的流砂等都是由于渗透变形而造成的。在水库条石拱坝中，由于清基处理不彻底，导致在拱基下发生渗透变形，冲蚀了红色风化泥岩裂缝中的粘土，而在泥岩中形成一个冲蚀洞，造成大坝破坏。

二、水库坝体加固处理技术分析

（一）对于土石坝体护壁滑坡加固

多水库坝体堤围是由人工填筑土石材料夯实筑成，坝基与岸坡是发挥其工程性能的重要结构。由于水库坝体在重力及地表径流水渗润冻涨侵蚀作用下引起坝体内孔隙水压力及抗剪强度发生改变而形成松散或游移病害，导致坡壁滑动力增加与抗滑力不足造成土石护坡滑动坍塌现象。及时处理封堵坝基岸坡隐含孔洞、缝隙等病害，采用抛落石块加固坝基底部抗滑性能稳住滑坡体并在其基础上处理滑坡裂缝，放缓和加厚水库坝体护坡，实施堆石压载下游坝坡，做贴坡式反滤层等措施针对土石坝体进行滑坡勘探、土工试验及实时观测，确定坝体滑坡性质原因，设计滑坡加固方案进行加固施工。

（二）对土石坝体钻孔灌浆加固

对很多缝隙开裂严重的水库坝体，采用钻孔管注浆加固技术能够有效增强坝体坝基的苏醒强度，加强其稳固性效果。水库坝体灌浆技术通常采用压力注浆原理进行充填式或劈裂式两种技术形式，充填式注浆是采用适合性浆液利用自重原理进行坝体缝隙灌浆；劈裂式注浆是采用钻孔技术在坝体上钻取适当孔洞，利用灌浆压力劈开坝体结构，形成一道接近于垂直的连续性浆体帷幕，以便于阻隔水库坝体内部水体沿缝隙向外渗漏。能够有效处理和加固病险型土石坝体。

（三）新建水库坝体坝基密实加固

提高坝体和坝基的夯实密度是防护水库坝体的关键技术，对于土石结构的水库坝体来说，其最大的安全隐患在于坝体或坝基填筑质量不到位或者对软弱坝基处理不当。对于新建水库坝体与坝基采用碾压填筑施工时必须严格其密实度控制，通过优化施工方案、强化施工材料性能、严格坝基或坝体的碾压施工技术参数等以确保坝体填筑质量，也可以采用振冲压密法、深层搅拌法，强夯法，换填法以及化学灌浆法等施工技术针对新建坝体软弱坝基进行填筑和加固施工，增强坝体、坝基的整体结构性，加强筑坝砂石、土料以及坝基软弱土质的密实性处理。

（四）利用相关土工合成材料加固

土工膜具有明显的防渗性能采用土工膜垂直铺塑防渗技术进行各种水库大坝和江河、湖泊大堤的防渗加固施工，效果明显。首先用水冲、链斗或往复式锯槽机在需要防渗的土体中垂直开出槽孔，并以泥浆护壁，然后将与槽深相当的整卷土工膜下入槽内，倒转轴卷，使土工膜展开，相邻两幅之间用搭接的方式连接，最后进行膜两侧的填土，形成防渗帷幕。

三、水库大坝的防渗对策

（一）垂直防渗措施

混凝土防渗墙存在很多的优点，主要是能够适应不同材质的坝体，以及能够适应复杂的工程地质条件和复杂的水文条件。当在处理坝体、坝基整体的防渗技术时，可以从坝顶建设防渗墙，一直延伸到基岩，在墙的两侧和岸防防渗设施相互连接，在墙的底部可以嵌入新鲜的岩层。如果只是对坝基的防渗技术进行处理，它的防渗上部需要和坝体的防渗体相连接，之后深入到一定的深度。需要在处理中严格的控制整个工程的质量，能够达到截断渗透水流的最终目的。对于混凝土的防渗墙的施工，需要严格的保证施工工程的质量，尤其需要注意两个槽孔之间混凝土墙之间的连接问题，注重在连接部位，从孔底到孔口的每一个高度之间的连接墙厚需要设计厚度，在混凝土土墙之间需要有紧密的连接，之间不能有夹泥层。

（二）水平防渗措施

1、排水减压设施加固

排水减压设施包括：减压井、导渗沟和水平盖重压渗等。首先是减压井的加固，主要是解决井内淤塞，面临淤积需要冲水清理，不能破坏井壁反滤层，避免失去反滤作用。防止人们向井内投小块石，如果发现有小石块需要及时的进行清理，加强井口保护，防止发生问题。导渗沟的加固，需要按照设计的要求，严格了解层间关系，防止出现导水沟淤积。如果发生淤堵情况，需要及时翻修和清理。导渗沟的断面要满足正常排除渗水的要求，不合格的话需要扩大。导渗沟还应有排水出路和纵坡，当有积水的时候要及时进行整修，这样渗透的水才够很快地清除。水平压渗盖重设施的加固，如果压渗厚度不够或反滤层失效要及时处理。

2、水平铺盖加固

加固水平防渗铺盖，要严格的检查地基和坝址水文地质情况。根据勘查详细了解坝基砂砾石空间和平面的层次性质、分布情况、分布规律以及地下水动态特性等，之后根据不同的条件，将可能发生的问题，和已经形成的铺盖情况，对具体尺寸和范围进行明确的确定，铺盖层下是否需要增加反滤层。在加固水平铺盖时，需要根据详细的勘探试验资料，做出覆盖冲积层的地质削面图，根据图纸进一步了解渗

透系数、各层颗粒级配和允许渗透坡降等。通常情况下需要满足的条件是：

①铺盖下卧冲积层内渗透坡降，需要保持不能超过冲积层土沙内能够的渗透坡降，保持稳定的地基渗透；

②通过铺盖的渗透坡降，需要保持小于铺盖土的允许坡降，保持稳定铺的盖填土渗透；

③下游流出去的剩余水头，不会严重产生渗透破坏，保持稳定铺的盖填土渗透；

④渗流量需要低于损失量， 使得渗流损失量最小。

以上四条中最重要的是第一条。完成上述几条的要求，需要进行正确的加固设计，确定补强的厚度、长度、渗透性和密实性。铺盖长度需要保持合理的水平渗径，防止接触内部管涌好冲刷，同时需要结合下游排水减压设施，使出逸坡降低于允许的数值。

结束语：

大坝的防渗处理工作已经成为水库建设的重中之重，必须要高度重视防渗工作，一方面要确保排除隐患，另一方面也要确保经济合理。这既要求水库设计部门强化责任和风险管理，建立有效地奖惩机制，又要工作人员保持高度的警惕，自觉学习，铭记肩上重任，充分利用一切技术措施保证水库大坝的安全。

参考文献：

[2] 卢常兴，浅谈水库大坝加固中的问题与对策[J] 山东水利，2011，（1）