水庫主壩安全隱患分析及加固措施

郭春生

水庫主壩安全隱患分析及加固措施

郭春生

（牡丹江市河道管理處，黑龍江牡丹江157000）

國家對水利事業的高度重視，中國的水利工程建設已經達到了相當高的水平。由于多種因素的影響，在具體的施工中會出現一些問題，給水利工程帶來一定的安全隱患。因此相關的水利部門應該采取科學合理的措施來對水庫的堤壩進行加固和維護。文章對某水庫主壩的安全隱患和加固的措施進行了分析，提出了相應的加固措施。

水庫主壩；混凝土心墻；防滲功能；安全隱患；加固措施

水庫主壩存在的安全隱患不僅對水庫的正常運行產生影響，而且也會威脅到下游區域的人民生命財產安全。因此，采取一些切實可行的措施來解決水庫主壩的安全問題已經成為水利工程的施工部門亟待解決的問題之一。所以，減少水利工程的安全隱患，對其進行加固處理勢在必行。

1 工程概況

某水庫的總庫容量為2億m3，主要用于防洪和灌溉，另外還進行水產的養殖，水力發電等項目。該水庫整個結構是由主壩、副壩以及發電站和其他一些輔助結構組成的綜合體系。在水庫主壩建設中普遍采用了鋼筋混凝土及黏土木板夾心墻兩種構成的，整個霸體結構廠460m，高48m，壩頂寬度128m。在壩體結構設計中采用了溢洪道、發電隧道雙重防洪措施。而發電隧道除了具備泄洪、發電作用外，還具有輸水、灌溉等作用，給周圍經濟的發展做出了積極貢獻。

2 主要問題分析

在對水庫相關的數據進行分析時可以看出，土壩在最初的建設時，施工人員所用的建設材料主要是黏土模板。采用混凝土心墻、模板材料等結構相結合的方式，目的就是為了更好地實現土壩的防滲功能。但是在土壩竣工之后還出現了相應的溢流現象。這主要和施工人員所采用的施工措施以及建筑材料的缺陷等方面有直接地關系。水庫主壩存在著一定的安全隱患，主要是長期受到水流的沖刷和腐蝕。安全隱患的不斷加劇必將和周圍人們的生活帶來一定的困擾，同時也無法保證水庫的長久運行。究其原因主要有以下幾個方面：

2.1 主壩的心墻不符合施工標準

主壩心墻是工程結構的主要部分，通過嚴格的測量，發現水庫的黏土心墻出現了不連接的現象。同時墻體的高度和工程的需求不符，和原設計相比差距也非常大。這種情況的出現使得水庫壩體自身的安全性無法實現。在水庫進行相應的灌溉和防洪運行中，不斷受到水流的沖刷和摩擦，久而久之就存在著一定的安全隱患［1］。

2.2 基層清理問題

一般來說，在壩體工程施工之前需要工作人員及時的對水庫基層施工部位進行清除，及時的檢查基層上方存在的各種雜物、污物，確保工程的順利開展，但是在實際施工不少施工單位為圖方便，對壩體基層清理時只進行了簡單的雜物清理，對積土和淤泥沒有進行徹底的清理，這不僅讓基層的性質達不到工程施工標準要求，而且還在一定程度上拖延了工程進度，影響著工程施工質量，因此，要注意對河床的清基程度。

2.3 泄洪發電隧洞存在的問題

根據實際工程施工分析，水庫泄洪發電隧道問題的出現主要是因為：首先，隧道內部的水流在經過水閘陡坡的時候給隧道底部基層造成沖刷，使得基層的混凝土出現脫落、起皮等問題，更有甚者出現鋼筋外漏現象，而且外露的鋼筋受到了嚴重的腐蝕。其次，由于隧道內部長期受到水流的沖刷，使得洞口的鋼板襯砌環節出現鋼板腐蝕，甚至還有部分出現了鋼板與混凝土分離的現象。

2.4 溢洪道的問題

上游水庫的泄洪能力較為薄弱，一旦出現大量泄洪，就會波及到下游的鄉鎮，使得對其生命和財產安全也存在著一定的威脅。存在的問題有：

1）進水渠邊墻高度不滿要求，且出現裂縫，堰上跨溢洪道拱橋出現不同程度的裂縫，存在安全隱患，如出現倒塌，嚴重影響水庫正常溢洪。

2）溢洪道基礎抗沖性能極差，泄槽陡坡段覆蓋層與基巖接觸帶的粉土受地下水的浸泡軟化，形成相對軟弱的結構面，產生不均勻沉陷；泄槽邊墻及底板均出現裂縫；陡坡段和消力池水流流態很差，消能效果不好。

3）消力池鋼筋混凝土面層混凝土剝落，鋼筋外露；消力底板發生不均勻沉降，邊墻及底板出現裂縫；地下水從底板裂縫處滲出；消力池底厚度不滿抗沖要求［2］。

2.5 管理策略不合理

在水庫工程中，管理機制問題十分突出，具體表現出管理人員輕浮了事，管理制度不合理、制度落實不夠、管理地下。這種現象的存在導致工程設備在運行和維護方面權責不清，各種參與管理和建設的人員相互推卸責任，導致眾多的工作問題得不到有效的解決，這種現象的出現不僅影響了工作質量和效率，更達不到社會主義現代化市場經濟發展需要，給水庫管理埋下先天隱患。

3 加固設計方法

3.1 主壩的加固措施

主壩是水庫的重要組成部分，但是主壩有著諸多方面的不足，比如缺少連續的防滲體、黏土木板心墻太薄，沒有達到相關的施工規范等，使得主壩裂縫、滲漏等現象在處理的時候必須要提前增設一定的防滲墻，利用防身強來加強主體結構的整體性，同時達到處理滲漏的目的。但是在具體的工程施工當中，由于在風化巖層造孔比較困難，最終采用了塑性混凝土防滲墻的方案［3］。因此在處理的時候我們要盡可能的避免因為工程施工而造成原來基層結構的破壞，尤其是對風化巖較小的環節，更是要高度重視巖底的整體性要求，要極可能的采用塑性較小的混凝土防滲墻進行處理，并且對混凝土灌注孔的位置要提前加以確定和布置，要保證每一個孔洞之間的距離要在2 m，而灌入巖層內部的混凝土砂漿必須要深入巖層5 m方可。防滲墻設計水頭在38 m以上，根據國內已建的類似工程經驗，塑性混凝土防滲墻允許滲透坡降為60～80，考慮到防滲墻深度和現有的施工機械性能，在參照近年來國內已建的類似工程防滲墻施工標準開展工作。

3.2 防滲墻結構計算

在對防滲墻的結構進行計算的時候要利用相關的模型來進行假定。本工程中運用的假定方式就是文克爾的計算模型來進行。通過這種假定可知，在防滲墻搜到一定程度的荷載力之后會將作用力支撐在壩體結構上，這樣就會使得防滲墻和壩體結構之間存在著一種協調性，各種不同的反應力和各個變位之間存在著一定的關系。因此壩體本身的反力會受到深度和地層變化的影響。

4 總 結

通過以上的論述，對于水庫的主壩采取加固措施是一項系統的工作，但是在具體的施工過程中受到了技術或者是材料的嚴重限制，使得對于水庫的施工質量受到了較大的影響。在此過程中存在著安全隱患會對人們的生命財產安全造成直接的影響，同時也會對水庫的正常運行帶來一定程度上的威脅。因此，要求相關的工作人員對水庫的各方面因素進行檢驗，如果出現了安全問題要及時采取切實可行的措施來進行處理，同時采取相關的加固措施。消除水庫主壩的安全隱患，保證其正常運行。

［1］陳嵬.淺析中小型水庫除險加固問題［J］.科技致富向導，2011（33）：386.

［2］曹修森.病險水庫除險加固幾點建議［J］.科技致富向導，2010（05）：178.

［3］喬鳴，范金穎.初探水利工程堤壩防滲加固技術［J］.農民致富之友，2014（01）：124.

TV698.23

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1007-7596（2015）07-0099-02

2014-10-31

郭春生（1972-），男，黑龍江樺南人，高級工程師。