浅谈水库大坝除险加固设计

摘要：我国的水利建设处于快速发展的时期，水库的使用也越来越多。修建水库大坝成为人们现在关注的问题。水库坝体的防渗加固问题一直是水库除险加固施工中尤为重要的环节。当水库大坝的基础地质较差渗透性较强时，在水流的作用下对大坝体及基础的危害很大。

关键词：安全评价；防洪标准；抗滑稳定；加固

Abstract: water conservancy construction of our country in rapid development of the period, the use of the reservoir is also more and more. Build DAMS become people now pay much attention. The reservoir dam reinforcement problem is all the problems in the construction of reinforcement is particularly important segment. When the dam foundation geology poor permeability strong, in the role of water in large the harm of the dam body and foundation.

Key words: safety evaluation; The flood control standards; Sliding stability; reinforcement

中图分类号：TV697 文献标识码：A文章编号：

1工程概况

某水库位于某市境内水库坝址位于渠江水系大通江上，校核洪水位827.28m，总库容46.20万m³；正常高水位 825.00m，死水位808.00m。该水库以农业灌溉为主，并兼有防洪、水产养殖等综合效益，设计灌面1 600亩。水库枢纽主要建筑物包括：大坝、溢洪道、放水设施。水库大坝为均质土坝，最大坝高 28.50m，坝顶高程828.50m，坝顶宽度4.2m。上游坝坡坡比自上而下分别为1:2.35、1：2.95，在高程 816.50m处设有3.0m宽的马道。下游坝坡坡比自上而下分别为1:1.90、1:1.70、1 ：1.80，在高程 823.00m及821.00m处设有两级马道，宽度分别为 3.40m与 3.0m。

2大坝安检结果

水库大坝虽然目前仍在运行，但大坝存在较严重的安全隐患。根据水库大坝安评报告，结合现场检查、地勘等资料，目前上游，下游坝坡已进行块石 护坡，但护坡质量较差，坡面局部变形，凹凸不平；坝顶已进行块石硬化，但施工质量较差，局部坑洼 不平；堆石排水棱体局部损毁；大坝下游坝坡抗滑稳定最小安全系数不满足规范要求。在现有大坝 及溢洪道情况下，水库枢纽防洪能力不能满足《防洪标准》（GB50201-94）防洪要求。

3 大坝整治设计

3.1防洪标准不够整治设计

防洪标准不够整治措施为：在坝顶上游侧设0.9m高C15砼防浪墙，厚0.3m，防浪墙顶部高程 829.40m。

整治后防浪墙高程为829.40>829.072m (校核工况)，能满足20年一遇的设计洪水及200年一遇的校核洪水标准。

3.2 上游坝整治设计

上游坝坡整治方案为：维持原坡比，在高程 828.50—816.50m间进行护坡，材料采用浆砌六边形C15混凝土预制块，尺寸采用0.25m×0.1m（边长×高)。施工时清除坝体表面浮土0.3m，平整坝体粘土，设置C15混凝土菱形框格，框格网的尺寸为 3.0×3.0m，与坝轴线呈45°角斜交，然后在框格里铺 15cm厚砂砾石层，并进行夯实，最后在框格里铺设 C15混凝土预制块。在高程816.50m处设C15混凝 土抗滑墩，抗滑墩尺寸为0.6×0.8m（宽×高）。

3.3大坝坝顶整治设计

大坝坝顶整治方案为：坝顶上游侧设0.9m高 C15混凝土防浪墙，厚度为0.3m；坝顶采用0.30m厚泥结石硬化，坝顶自上游往下游倾斜2% ；坝顶 下游侧设C15混凝土路边石，尺寸为0.3m×0.3m(宽×高)。

3.4下游坝坡整治设计

下游坝坡的整治方案为：对下游坝坡进行削 填平整处理，高程828.50—821.00m坡比1:2.00，高程821.00—813.00m坡比1：2.50，在高程 821.00m设2m宽马道；对排水棱体进行干砌条石 培厚，培厚后排石棱体顶部高程813.000，顶部宽 2.0m，外坡比1:1.20，对培厚部分基础进行2m深砂 卵石换填；下游坝坡从坝顶至排水棱体顶部进行C15混凝土框格草皮护坡，施工方法为：平整坝体 土，在平整后的坝体土上设C15混凝土菱形框格， 框格网的尺寸为5.0×5.0m，与坝轴线呈45°角斜交，框格建好后覆土，保证表层有至少20cm厚的 耕植土，然后在框格内种植草皮。

3.5坝坡稳定计算复核

（1）最小安全系数

水库大坝均为5级建筑物，根据《碾压式土石 坝设计规范》（SL274—2001）的要求采用计及条块间作用力的简化毕肖普法计算，相应的抗滑稳定最小允许安全系数见表2。

（2）土体的抗剪强度指标

坝体土、坝基容重采用试验成果平均值，坝体土、坝基的抗剪强度指标采用土工试验报告中计算参数建议值。各种材料的力学指标取值情况见表3。

（3）计算工况

a上游坝坡

工况一：由正常高水位826.00m形成的稳定 渗流期；工况二 ：由正常高水位826.00m降至死水 位808.00m；工况三：由设计洪水位827.7m0降至 死水位808.00m；工况四：由校核洪水位828.28m骤降至堰顶高程再降至死水位808.00m。

b下游坝坡

工况一：正常高水位826.00m形成的稳定渗 流期；工况二 ：设计洪水位827.70m形成的渗流期；工况三：校核洪水位828.28m形成的渗流期。

(4)计算方法及成果

该大坝为均质土坝，根据《碾压式土石坝设计 规范》（SL274—2001）的要求，对坝坡的稳定分析采用stab程序进行计算，按计及条块间作用力的简化毕肖普法计算出抗滑稳定最小安全系数，结果见表4，表5。

从表4和表5的稳定计算成果对比分析，整治后大坝下游坝坡抗滑稳定最小安全系数提高了,且均满足规范要求。

3.6 周边排水沟及梯步设计

大坝下游坝坡边界与马道内侧设置排水沟， 排水沟断面为30×30cm，底板C15混凝土浇筑，厚0.2m；边墙M7.5浆砌条石砌筑，厚0.3m。

在下游坝坡中部设梯步，采用C15混凝土浇筑，梯步净宽1.6m，梯步两侧设C15混凝土路缘 石，路缘石宽0.2m。

3.7 白蚁整治

结合大坝整治进行坡面清挖时采取如下白蚁 防治措施：

（1）分析判断选出主蚁道，追挖白蚁主巢，取出 巢体，填实巢穴。

（2)选用灭蚁药物乐斯苯药剂，对大坝表层消 毒，同时需打孔。对每孔作灌液处理。

（3）投放毒饵诱杀包，对该大坝两端林地、山丘、投放白蚁诱杀包以达到灭杀山丘白蚁，以免山 丘白蚁对大坝产生危害。

4、结语

（1）从分析坝体稳定分析及渗漏原因入手，揭露了坝体险情的原因，为出险加固提供可靠依据。（2）针对坝体缺陷的具体情况及地质条件，提出了可靠具体的除险加固方案，针对性强。（3）按此完成除险加固后潘村水库已完成竣工验收并正常运行，险情得到根治，效果良好，效益得到了正常发挥。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。