浅析水库土石坝除险加固技术的应用

摘要：为保证水库土石坝的安全及正常运行，需要对土石坝除险加固技术的应用进行分析，为土石坝除险加固具体实践提供技术参考。关键词：水库土石坝；除险加固技术；应用

中图分类号： TV62 文献标识码： A 文章编号：

前言

水利事业也越来越受国家的关注,水库土石坝在坝工建设中有着悠久的历史，国内大多已经建成的水库都是使用的土石坝，许多土石坝过于老旧，出现了安全隐患，也严重危及国家建设和经济发展，需要对水库土石坝除险加固技术进行研究，让水库土石坝不断的适应社会的发展。

一、水库土石坝容易出现的质量问题

1、坝体滑坡在水库大坝的加固施工中，通过有效的技术措施提高坝体的稳定性是极为重要的。因为当库水位整体上升时，上游坝坡滑动面的有效应力会随之减小，同时水流的浮力作用也使滑体抗剪阻力降低，但水面以上岩土体的滑动没有发生变化，从而降低整个滑坡体的稳定性并引起滑坡。

2、渗漏

渗漏一直以来都是危害土石坝安全的主要因素之一，按渗漏的部位可分为坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏、绕坝渗漏； 按渗漏性质可分为正常渗漏和异常渗漏； 按渗漏现象可分为散浸和集中渗漏。对于因渗漏而引起的坝体破坏或渗漏量过大，且影响蓄水和造成土石坝整体或局部失稳的，称为异常渗漏，异常渗漏则是考核坝体病险程度的主要指标之一，若出现地面凸起、坍塌或管涌现象则表现渗漏很严重，急需处理。

二、水库土石坝除险加固技术的应用

1、针对土石坝坝坡滑动破坏进行加固

在重力和其他作用力的作用下，土石坝的坝坡通常会有向下和向外滑动的的趋势。这就要看坝坡里面的岩土的抗剪性能怎么样，如果抗剪性能强，那么坝坡就不会发生滑动，如果抗剪性能不强，就容易出现滑动现象。当外界施予坝坡的滑动力变大，或者坝坡里面岩土的抗剪性能降低，抗滑力减小，就会失去稳定性，出现滑动。

要解决土石坝坝坡滑坡，我们就要从滑动力和抗滑力入手，一般库水和雨水渗入、施工方法、施工速度以及地震等外部作用，会改变坝体内孔隙水压力，从而改变了抗剪性能。而施工的土石坝材料，也需要我们进行研究，研究它的性质，综合这几方面因素，对土石坝进行实地勘察、土工试验以及观察，从而了解土石坝的基本性质，找到滑坡的原因，进而设计出加固的方法，对土石坝进行加固，解决滑坡的问题。在建筑土石坝的时候，要严格按照SDJZ13-83《碾压式土坝施工技术规范》中的要求，做好滑坡加固措施，土石坝的坝基和岸坡是隐蔽的建筑，坝体是人工填筑坝料而成的。我们要清理好坝基和岸坡，减少坝坡滑动，同时要清理坝基和岸坡上的树根、泉眼、风化岩石、滑坡体等可能引起滑动的隐患，我们也可以通过抛石固脚阻止滑动，稳定住滑坡体，等稳定住了滑坡体，要及时的处理滑坡裂缝，把坝坡的倾斜度放缓一些，进行全面的培厚，在下游的坝坡处堆石压载，做贴坡式的反滤层。对坝坡滑动破坏进行加固。

2、从土石坝的灌浆技术环节进行加固处理

（1）劈裂灌浆防渗。

劈裂灌浆应用范围较广，近几年超过50米的坝高，且高水位也适用。还可以是劈裂堤坝基础灌浆。适用于坝身浸润线出溢点过高，有散浸现象，除滑坡裂缝外的裂缝及各种洞穴的坝体。灌浆材料一般多采用土料浆， 根据不同需要可掺入水泥，以及各种外加剂。该技术主要用在压实质量差、水平夹砂层、有裂缝或洞穴等存在隐患的土坝及结构性较强的粉细砂地基。

劈裂灌浆防渗墙的工作原理：沿土石坝轴线布孔，作用一定压力，将坝体沿坝轴线小主应力面劈开，浇灌泥浆，并使浆坝互压，最后形成10—50厘米厚的严实紧密且竖直的连续泥墙，以达到防渗效果。同时，泥浆会使坝体湿润，此时与浆脉连通的所有裂缝洞穴等隐患均将被浆液充填密实，增加坝体的密实度。不仅能起到防渗作用，也可以加固坝体。劈裂灌浆的优点是：可以就地取材，施工简便，投资节约，推广便捷。劈裂灌浆技术为我国独创。

（2）振冲加固防渗施工

我国土石坝当中心墙沙壳坝的数量比较多，由于以往各项技术条件所限，在施工过程中沙壳许多都没有被碾实，还有些坝底存在细沙层也没有加以处理。受各种振动影响，这样的土石坝非常容易出现滑坡现象。部分统计显示，我国从上世纪1961年到现在一共发生了6级以上的地震20多次，在这些的地震中受损最严重的土地与建筑设施基本上全部都是由于地震液化所导致的，所以采用有效的方式对土石坝地震液化进行防治非常重要。最近几年，除了采用上游坝脚抛石盖重以及下游坝脚加强排水盖重之外，振冲加固防渗施工也被重点的投入了使用，它的作用效果较为明显。

（3）混凝土防渗墙

我国近几年来推广使用的是“振动沉模防渗板墙”技术。该项技术适用范围是：用于淤泥质土、粘性土、砂性土及砂砾石地层建造混凝土连续的防渗墙，造墙深度可达20 米左右，厚度8—25厘米，最厚可达30 厘米，其不足之处是：卵石含量高的厚地层沉入困难，基本不能沉入基岩和大块石中。其工作原理是：利用强大的振动力将空腹模板沉入土中，向空腹内注满浆液，一边振动一边拔模，浆液流进槽孔中形成单块板墙，最后将单板连接起来，即形成连续性的防渗板墙帷幕。

值得注意的是坝体防渗墙的受力分析，特别是深坝体防渗墙。由于坝基防渗墙受坝体自重和水荷载的作用，坝体自重引起坝基变形对防渗墙受力有利，而水荷载引起坝基变形对防渗墙受力不利，可能产生拉应力。坝体水平变形比坝基大得多，坝体防渗墙更容易出现拉应力，甚至发生断裂。

3、冲抓套井黏土回填防渗墙。

受机械性能的限制，该项技术只适用于均质土坝和心墙坝。而且孔深以不超过40米为宜，因受到水库蓄水情况影响较深，在高水位情况下，坝体受渗水影响而使钻孔和回填困难，故也只能在库内无水或孔内无水的情况下施工。冲抓套井黏土回填防渗墙的工作原理是：

用冲抓式打井机在土石坝设计的防渗范围内的墙体造孔，用黏性土料分层次回填夯实，以达到一个连续的黏土防渗墙帷幕。操作时还需要对井壁土层进行挤压，使井孔周围土体密实，加固坝体质量而达到防渗目的。具有施工简便、工程量小、设备简单、工效高、成本低、效果好等优势。不足之处就是仅适合用在坝体渗漏处理，孔深不超过25米的土石坝。近年来该项技术虽不断得到完善和发展，但对于处理坝基渗漏还有一定困难，而水下作业难度更大，一般仅限于中小型水库土坝使用。

4、提高坝体填筑质量、加固坝基强度

在很多病患水库中，明显出现的问题都是围绕坝体填筑的质量，很多案例都表明坝体填筑的质量达不到预期的要求。我们必须要设计好坝体填筑的质量，并且处理好坝基的强度。坝体和坝基的密实度是兴建水库中的关键技术，我们必须重视。

在新建坝的时候，我们必须提前论证好坝体和坝基的密实度，设计好后，选择最好的施工方案，加固方案，认真的进行施工，在建筑坝体时，我们要从坝体的填筑材料、进行碾压试验以及碾压施工等方面精细的来控制坝体的填筑质量。严格的按照有关规范进行施工，确保坝体的填筑质量。

在新建坝的时候，往往也会用振冲压密法来进行填筑施工，也可以提高坝体的填筑质量。我们经常会用振冲压密法、排水砂井分期填筑法、深层搅拌法、强夯法、换填法以及化学灌浆法等，对软弱坝基进行加固施工。在处理已建坝的病患而难题时，如果坝体和坝基的密实度都出现问题，我们最好选用相同的加固方法来处理。通常情况下，多选择振冲法，因为它有着很广的适应性，对于筑坝的沙石、土料、我们都要选择坝基比较软的土质，这样有利于更好的进行加固处理。当遇到粘性土地基时，我们也可以选用深度搅拌法来进行加固。

结束语

土石坝水库的除险加固工程必须受到重视,水库大坝的加固施工对于保证水利设施及设备的安全运行具有重要的意义,其除险加固任务繁重，需要根据实际情况选择合适的除险加固技术。