水庫大壩病害分析及整治措施應(yīng)用

祁之來

摘要：近年來，我國的水利工程建設(shè)有了很大進展，水庫大壩建設(shè)越來越多。隨著水利工程建設(shè)也在不斷對傳統(tǒng)的發(fā)展模式進行創(chuàng)新和改良，極大地提升了水利工程事業(yè)的生命力，對我國社會經(jīng)濟的發(fā)展起到了重要的推動作用。在水利工程的水庫大壩病害中，其病害的組成要素眾多，對水庫作用與價值的發(fā)揮形成了一定阻礙。為此，本文首先分析了水庫除險加固工程概述，其次探討了水庫大壩病害，然后論述了水庫大壩病害整治，最后研究了水庫大壩工程質(zhì)量的控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：水利工程? 水庫大壩? 病害分析 整治設(shè)計

Analysis of Reservoir Dam Diseases and Application of Remedial Measures

QI Zhilai

（Water Affairs Bureau of Pingan District， Haidong City， Qinghai Province， Haidong， Qinghai Province， 810699 China）

Abstract： In recent years， my country's water conservancy project construction has made great progress， and more and more reservoirs and dams have been constructed. With the construction of water conservancy projects， the traditional development model is constantly being innovated and improved， which greatly enhances the vitality of water conservancy projects and plays an important role in promoting the development of my country's society and economy. Among the reservoir dam diseases of water conservancy projects， there are many components of the disease， which form a certain obstacle to the function and value of the reservoir. For this reason， this article first analyzes the overview of the reservoir reinforcement project， then discusses the reservoir dam disease， then discusses the reservoir dam disease remediation， and finally studies the quality control measures of the reservoir dam project for reference.

Key Words： Water conservancy engineering; Reservoir dam; Disease analysis; Remediation design

我國有許多老舊水庫大壩工程，這些老舊工程由于建造時間比較久，又疏于養(yǎng)護，導(dǎo)致存在很多安全隱患。因此，需要針對存在病害的老舊水庫大壩工程進行整治，在確保其安全性的前提下，使其基本功能得以保存。

1水庫除險加固工程概述

水庫除險加固工程指的是對水庫土石壩出現(xiàn)的病險情況進行除險，并且對水庫土石壩進行加固的工程。除險加固工程是水庫在長期使用中必不可少的維修性施工。由于水庫所處的地理位置、水文情況、地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展情況、水庫下游地區(qū)情況都不相同，所以水庫的除險加固工程施工也不相同，需要根據(jù)具體的情況選擇合適的施工技術(shù)和方法[1]。水庫除險加固主要針對水庫的土石壩，因為土石壩是鋼筋水泥混凝土結(jié)構(gòu)制造，在長期使用過程中，巨大的水體壓力和水下暗流引發(fā)的沖擊力會對土石壩產(chǎn)生較大的力學(xué)作用，再加上混凝土在長期浸水的情況下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，應(yīng)力作用導(dǎo)致土石壩出現(xiàn)裂縫、缺口等情況，而這些缺口在水庫土石壩使用中會產(chǎn)生較大的風(fēng)險，如果不及時采取除險加固措施，就有可能導(dǎo)致水庫泄漏甚至土石壩塌方等嚴(yán)重事故，因此水庫的除險加固工程對水庫維穩(wěn)和土石壩壩體穩(wěn)定有著重要作用[2]。

2水庫大壩病害分析

2.1滲透病害

滲透問題是水庫大壩的主要病害之一，其極大地降低了水庫大壩的穩(wěn)定性，對水庫治水安全性形成了一定的威脅，需要相關(guān)單位和工作人員給予充分重視，及時做好滲透病害的防治工作。然而，在滲透病害的防治基礎(chǔ)上，更要重視對發(fā)生滲透的原因和滲透情況進行分析（如圖1），這樣才能高效做好相應(yīng)的預(yù)防工作，并對后續(xù)水庫大壩的修建與病害治理提供依據(jù)。

2.2壩體滲漏

壩體滲漏也是水庫病險的一大成因。相比起壩基，壩體的厚度更低，受到的水流沖擊力更大，并且受到陽光直接照射的同時長期浸水，在熱脹冷縮效應(yīng)之下，壩體內(nèi)部的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形或者內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫等情況，引發(fā)滲漏。而壩體在修筑過程中，填筑質(zhì)量差也會導(dǎo)致壩體滲漏。對于很多20世紀(jì)修建的水庫大壩而言，由于當(dāng)時的技術(shù)限制和資金條件限制，使得大壩修筑采用人工填筑的方式，填筑質(zhì)量差，壩體不夠緊密，在長期使用中就會出現(xiàn)滲漏的問題。加上當(dāng)時的建筑材料質(zhì)量也較差，所以很多使用年限較久的水庫大壩都會出現(xiàn)壩體滲漏的問題。而壩體滲漏會直接導(dǎo)致壩體中的鋼筋材料生銹，承載能力下降，如果不采取除險加固措施，就會導(dǎo)致水庫大壩出現(xiàn)破損風(fēng)險[3]。

2.3溢洪通道的結(jié)構(gòu)、泄流安全性能不達標(biāo)

小型水庫通常是敞開型溢洪通道，在堰型方面選取寬頂模式的堰型，修建溢洪通道時多為漿砌石材結(jié)構(gòu)襯砌進行壩體的保護，有的甚至沒有進行襯砌操作。該病害體現(xiàn)在如下4 個方面：第一，水庫未配備泄洪設(shè)施，造成無法符合泄洪方面的要求;第二，泄洪通道缺少襯砌，雜草多，造成過流能力下降以致無法滿足需求;第三，岸坡進口位置出現(xiàn)淤積、坍塌以及過流斷面偏小的情況，無法滿足泄洪的要求;第四，泄洪通道處于調(diào)整階段，進口位置高程布置不科學(xué)或其高于正常水位，無法正常發(fā)揮作用[4]。

3水庫大壩病害整治措施

3.1壩坡加固設(shè)計

對于水庫大壩的病害而言，做好壩坡加固工作是不可或缺的，加固壩坡可以提升大壩的穩(wěn)定性和安全性，是加固設(shè)計的核心價值。就壩坡加固設(shè)計工作分析，最為主要的是上游的減載和下游的增厚工作，這樣能夠極大地提升壩坡強度，對壩坡阻滑力的提升也具有一定的作用。

3.2混凝土配合比

混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平很大程度上由混凝土的配合比決定，考慮混凝土的配合比控制對整個水庫大壩的混凝土質(zhì)量有著相當(dāng)重要的影響，在實際施工的過程中，施工單位要充分考慮不同混凝土施工位置的實際需要，充分掌握不同施工部位對各個構(gòu)件的強度需求，科學(xué)地調(diào)整混凝土配合水灰比，并在實際澆筑施工時進行徹底的復(fù)查。

3.3壩體填筑

壩體填筑是解決壩體滲漏病險的主要措施，由于很多水壩的建設(shè)時間都較為久遠，當(dāng)時的技術(shù)水平只能夠采取人工夯筑的方法，因此會存在夯筑不夠緊密的情況，這也是導(dǎo)致壩體滲漏的主要原因之一。所以對這些壩體進行除險加固，采用填筑是非常有效的途徑，將混凝土砂石從壩體的裂縫或者空隙之中填充進去，然后使用機械將壩體夯實，從而解決壩體滲漏的問題。壩體填筑在水庫除險加固中使用非常普遍，土方填筑施工需要注重不能隨意填筑，不能亂倒、亂鋪。而應(yīng)該統(tǒng)一填筑，統(tǒng)一碾壓，填筑的厚度通常為15～20cm。土方填筑之后，使用拖拉機履帶進行碾壓，提升其密實度，采用的方法為輪跡排壓法，而對于其中碾壓不到位的地方，或者碾壓不足的部位，需要使用人工夯實的方法予以輔助施工[5-6]。

3.4小型水庫溢洪通道的強化及安全加固措施

水利工程相關(guān)技術(shù)人員在處理小型水庫溢洪通道內(nèi)部存在的典型病險狀況的過程中，必須高度關(guān)注下面4點技術(shù)問題：第一點技術(shù)問題指的是小型水庫的過流能力無法符合真實要求的溢洪通道，必須依據(jù)其真實情況實施加寬。第二點技術(shù)問題指的是水利工程相關(guān)技術(shù)人員在驗證其可行性及合理性以后，針對過流表面暴露出來的溢洪通道，借助襯砌清理淤泥進行防護，襯砌一般選擇將砂漿砌石和水泥混凝土現(xiàn)場澆筑的模式實施。第三點技術(shù)問題指的是優(yōu)化框架及排布，最大限度地避免能量消耗地段和陡槽地段出現(xiàn)彎道，防止溢洪通道在地理方位非常差的地質(zhì)條件區(qū)域發(fā)生。第四點技術(shù)問題指的是全方位評估小型水庫的長久發(fā)展及運行，將溢洪通道的布置進行升級改進設(shè)計[7-8]。

3.5高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿是水庫除險加固中使用非常多的技術(shù)，通過高壓噴射灌漿可以在地下快速形成凝結(jié)體，而且不需要開挖地表，所以可以節(jié)約施工成本。并且高壓噴射灌漿的施工設(shè)備與操作方式簡單，適應(yīng)性很強，所以有著很大的應(yīng)用前景。

3.6加固土石壩

土石壩在受到重力和其他外力的作用下，會出現(xiàn)向外移動和向下移動的走勢，這就對壩坡內(nèi)巖土的抗剪強度提出了更高的要求，如果土石壩可以抵抗外力，說明其是穩(wěn)定的，否則就會出現(xiàn)失穩(wěn)滑坡等問題。同時，又由于土石壩滑坡受到多種因素的影響，比如雨水滲入、施工方式、施工進度以及地震等，這些不利因素的出現(xiàn)都會引起壩坡內(nèi)孔隙水壓力性質(zhì)的改變，從而嚴(yán)重降低壩坡的抗剪強度。為此，當(dāng)壩坡出現(xiàn)滑坡時，需要從以下幾個方面做起：（1）對滑坡出現(xiàn)的原因進行全面勘探。（2）進行土工試驗，從而確定滑坡產(chǎn)生的原因。（3）制訂具有針對性的壩體滑坡加固方案。在通常情況下，土石壩加固需要通過人工填筑壩料完成。

3.7壩體混凝土養(yǎng)護

水庫壩體混凝土結(jié)構(gòu)的后期養(yǎng)護，也是質(zhì)量控制措施中的重要一環(huán)，要積極為后期混凝土結(jié)構(gòu)的硬化提供良好條件。考慮到惡劣天氣環(huán)境下，混凝土的收縮、膨脹問題，還要通過自然養(yǎng)護和加熱養(yǎng)護的方式，加強對混凝土的保溫處理，以達到延長混凝土結(jié)構(gòu)壽命，提升整體質(zhì)量的目的[9]。

4水庫大壩工程質(zhì)量的控制措施

水庫大壩工程的實施質(zhì)量所涉及的要素眾多，在具體的實施過程中也需要全面做好相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，具體可以從以下幾個方面推進：第一，做好各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控工作。在各個環(huán)節(jié)的施工中，施工單位需要做好嚴(yán)格的質(zhì)量控制工作，嚴(yán)格按照制定的施工計劃和施工流程進行施工，避免施工技術(shù)人員出現(xiàn)主觀臆斷的施工情況。此外，如果在施工監(jiān)督管理中發(fā)現(xiàn)了大壩工程問題，便要及時叫停施工，對所存在的問題原因進行分析和解決。第二，提升管理人員的責(zé)任意識和安全意識。施工管理工作人員的工作態(tài)度也會對工程的質(zhì)量造成影響，施工過程中需要對施工管理人員的綜合能力素養(yǎng)進行強化，并由此建立起一套完整的施工管理系統(tǒng)，以此來強化施工技術(shù)。第三，做好維護工作，強化責(zé)任意識對于水庫大壩病害的問題治理工作，就是需要做好后續(xù)維護工作。

5結(jié)語

綜上，水庫除險加固工程是水庫病險排除和穩(wěn)定性保障的重要內(nèi)容，通過除險加固工程可以提升水庫的使用壽命和安全性，促進水庫更好地發(fā)揮其水利作用，并保障周邊地區(qū)民生，而水庫除險加固技術(shù)則需要根據(jù)具體的施工場景選擇合適的技術(shù)方法，達到高質(zhì)量的除險加固效果。

參考文獻

[1]段旺彪.水利水電工程水庫大壩病害分析及整治措施[J].中阿科技論壇（中英文），2021（3）：40-42.

[2]區(qū)勤勇.水庫大壩白蟻病害分析及治理措施分析[J].內(nèi)蒙古水利，2019（11）：72-74.

[3]蔡志雄.水庫病害特征及其除險加固技術(shù)研究[J].黑龍江水利科技，2019，47（10）：53-56.

[4]譚界雄，位敏，徐軼，等.水庫大壩滲漏病害規(guī)律探討[J].大壩與安全，2019（4）：12-19.

[5]米鵬.探析水利水電工程的管理問題及施工質(zhì)量控制措施運用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2019，17（7）：323.

[6]馬永進.水利水電工程水庫大壩病害分析及整治措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018，240（20）：129-130.

[7]賈憲武，張璐，李芳.病險水庫除險加固現(xiàn)狀分析和對策探析[J].河南水利與南水北調(diào)，2015（14）：89-90.

[8]仲述.丹東地區(qū)中小型病險水庫的問題與對策[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020.

[9]肖汝誠，郭陜云，萬姜林，等. 2020年中國土木工程科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究[C].中國土木工程學(xué)會.2020年中國科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究（下）.中國土木工程學(xué)會：中國土木工程學(xué)會，2004：253-330.