水库大坝防渗加固技术探讨？
介绍
大坝是水利工程建设中最重要的水工建筑物，是控制水流、防洪、灌溉和水力发电不可替代的重要水利设施。特别是水库大坝的加固是水库大坝安全管理的重中之重。和其他工程结构一样，水库大坝也有发生事故的可能。因此，在水利工程的长期使用中，必须随时对大坝安全进行监测，并及时进行加固，防患于未然，确保水库大坝的安全运行，保护人民的生命财产安全。水工程的防水比其他工程技术更复杂、难度更大、要求更高。结合近年来大坝加固的施工经验，介绍几种水库大坝防渗加固技术，与同仁探讨，希望能起到抛砖引玉的作用。
1，水库大坝断面加固
水库大坝达到防洪标准的工程措施有:
(1)加高大坝，增加水库的蓄洪能力；
(二)改建、扩建或者增设溢洪道、隧道或者涵洞等泄洪建筑物。，需要进行技术经济比较，确定是采用加高大坝还是加大泄洪能力。有时同时使用两者在技术上和经济上也是可行的。如果大坝上下游边坡不满足稳定要求，也需要对坝段进行加厚加固。大坝的适当加高通常采取以下形式:
(1)“戴帽子”加重。也就是说从坝顶直接加高，前水面可被防浪墙垂直加高，后水面上部坡度较陡，可通过稳定性分析确定，比如加高高度不大(如1 ~ 2 m)。这种方法通常是经济的。
(2)从坝背面加厚加高。当“封顶”加高不满足要求时，需要从大坝背水坡开始增加厚度，以满足大坝稳定渗流条件。也有少数工程条件允许从水面加厚加高。对于土石坝，一般要求背面采用风化料等透水材料，正面采用粘土和亚粘土材料。
2、水库防渗工程质量及保障措施
关于工程质量，土石坝主要是渗漏、滑坡、裂缝，有些也和渗漏有关。因此，处理土石坝质量的关键是防渗。这里主要提出一些常见的防渗工程措施。防渗总的原则是“堵起来，排下去”。堵漏的措施有水平防渗和垂直防渗。水平防渗有以下几个方面:挖防渗导流沟、减压井、重渗水平盖等。垂直防渗包括混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、冲孔抓套管、柴草回填和土工合成材料防渗。
在病险水库的防渗加固中，有的坝基需要防渗加固，有的坝基和大坝需要防渗加固。采取工程措施时，往往采取垂直防渗措施。这是因为采取这种措施通常不需要清空容器。另一方面，如果采取水平防渗措施，必须将水库排空后才能完全进行。但长期储存后，总会有一些淤积，给水平防渗带来一定困难；水平防渗在维持坝基渗透稳定和截渗方面不如垂直防渗彻底。同时，在中国北方，水资源短缺，因此清空水库一般是谨慎的。
2.1垂直防渗措施
以混凝土防渗墙为例。混凝土防渗墙的主要优点是能适应不同材料的坝体和复杂的地基、水文和工程地质条件。如果把坝体和坝基作为一个整体来处理，可以从坝顶到基岩修筑防渗墙。墙的两端与岸坡上的防渗设施或岸边的基岩相连，墙底可嵌入新鲜岩石或弱风化基岩一定深度。如果只做坝基防渗处理，防渗墙的上部要与坝体的防渗体相连，并深入到一定深度。只要在处理中严格控制质量，就可以达到完全拦截渗流水流的目的。这是病险水库防渗加固的常用措施。
在混凝土防渗墙施工中，一定要保证施工质量，特别要注意两个开缝混凝土墙之间的连接，这是保证防渗的关键。在连接处，孔口至孔底任意高度的壁厚必须达到设计厚度，混凝土壁必须连接紧密，无泥层，防止渗透破坏。如某水库的土石坝为斜墙砾石坝，砾石层深48m，采用混凝土防渗墙。施工中，由于质量控制不严，槽两壁接缝处泥厚，部分被渗流侵蚀，造成漏水和坝面坍塌。在接缝处钻孔后，浇筑混凝土堵住缝隙，水库就可以正常运行了。
2.2水平防渗措施
水平防渗分为水平垫层和排水减压设施。
①水平层理钢筋
加固水平防渗铺盖，需要对所在区域和坝址的工程和水文地质条件进行检查，这是防渗加固的前提。通过调查，了解坝基砾石的平面和空间分布、层次性质和分布规律，以及地下水的动力特性和渗流路径，从而根据不同的具体情况、可能出现的问题、性质和程度、已完成的垫层，确定加筋垫层的具体尺寸和范围、垫层下是否需要加反滤层、是否存在软弱地基需要处理等。同时需要考察加筋垫层土的材料来源、数量、级配、最大干容重、最佳含水量、渗透系数和允许坡度。
水平铺盖加固时，根据补充的详勘试验资料，制作覆盖冲积层的地质剖面图，进一步查明各层的颗粒级配、渗透系数和允许渗透梯度。一般来说，应满足的条件有:①下伏冲积层中的渗透梯度不应超过冲积层土和砂的允许渗透梯度，以达到地基渗透稳定；②通过铺盖的渗透坡度不应超过铺盖土的允许坡度，以达到铺盖填土的渗透稳定性；(3)下游渗流出口处的残余水头不会造成渗流破坏，实现渗流出口处的渗流稳定；④渗透流量小于允许损失，以达到最小渗透损失。在这四个中，第一个是最重要的。为了满足以上四个要求，正确的钢筋设计主要是确定钢筋的长度、厚度、密实度和渗透性。垫层长度应保持在一定的水平渗透直径，以防止接触侵蚀和内部管涌。结合下游排水减压设施，逃生坡度应小于允许值。铺盖有效长度是指增加铺盖长度，可以减少铺盖前端向坝基的渗流，但通过铺盖本身的渗流相应增加。达到有效长度后，增加长度并不能减少渗漏。铺盖有效长度随铺盖抗渗性的增加而减小，随铺盖厚度、坝基深度、坝基渗透性和水头的增加而增加。均质坝底部不透水，铺盖长度可适当缩短。对于复杂的地质层次，最好根据电模拟试验来确定。铺盖的厚度和密度要满足铺盖本身渗透稳定性的要求，不会被水头的渗透力穿破。一般采用碾压施工时，铺盖前端厚度为0.5 ~ 1.0m，端部与坝体接缝厚度为1/6 ~ 1/10水头，均质坝体可略薄。如果土料透水性高，密度低，就要加厚。毯的渗透性越小，厚度越大，防渗效果越好。一般应该是基础的百分之几百甚至千分之一。质量要严格把关，尤其是接触部位，要保证质量。在基床与地基接触的地方，如透水性高、级配不良的砾石层，应加反滤层，以避免水库蓄水后加筋基床反复出现裂缝和凹坑。垫层加固时，应采用碾压法施工。特殊情况下，如果水库无法放空，也可以采用水中抛土、深水抛土、冰上钻孔抛土、人工淤积等方法，但只能作为加固的辅助手段。
②加固排水减压设施
排水减压设施一般采用导渗沟、减压井、水平盖板等用于重度渗漏。对于导渗沟的加固，应按设计要求严格控制层间关系，防止导渗沟淤塞。
如有淤积或局部损坏，应及时清除整修。渗导沟的断面应满足渗水正常排水的要求，不足时应扩大。导渗沟还应有一定的纵坡和排水出口。如果发现有水，要及时整修，以便及时排除渗水。减压井加固主要是解决井内堵塞问题，不能减压。应及时用水清洗，但不能破坏井壁的过滤层，以免失去过滤效果。还要防止小石子被人为扔进井里。如果发现，尽量及时清除，并加强井口保护，防止再次发生。对于水平压渗封顶设施的加固，若反滤层失效或压渗厚度不够，将及时整修，达到设计厚度。
3.水库除险加固设计分析。
3.1参照相关规范设计。
水库除险加固设计一方面要保证消除隐患，另一方面也要保证经济合理，设计者应参考相关规范进行设计。
3.2加强责任管理，提高设计质量
对于水库除险加固的设计项目，一般项目数量多，所需时间短，而地方设计人员往往要在有限的时间内同时完成多个小规模的水库除险加固设计，设计人员容易出现疏忽。
因此，要求设计部门加强责任管理，建立合理有效的激励机制，使设计人员努力减少设计失误，提高设计质量。
3.3不断加强学习教育。
作为工程技术人员，我们必须坚持自觉学习，不断更新知识，跟上时代发展的步伐。组织培训，使水库除险加固设计人员了解水库除险加固工程建设的指导思想，深刻理解相关规范的具体要求，掌握技术发展方向，推广应用新技术。设计部门应对设计师进行职业道德教育。水库除险加固工程一方面使用省补助资金，另一方面关系到人民群众的生命财产安全。强调把有限的资金用在最需要的地方，要求每个设计师不要在自己设计的项目上犯大错误，这是每个设计师的神圣职责。
4.结束语
本工程采用多种大坝防渗技术进行大坝防渗处理，取得了理想的效果。该项目已通过某水务局组织的单位工程验收，验收结论为优良。水库防渗加固后，高水位蓄水运行试验证明，防渗效果好于预期。原坝背坡大面积湿化、左坝肩集中渗漏现象消失，坝体浸润线明显降低，渗漏量明显减少。防渗处理后，大坝处于稳定状态，满足了水库安全运行的要求，表明高压喷射灌浆、劈裂灌浆和帷幕灌浆防渗技术在本工程中的综合应用是成功的。
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