土石坝工程除险加固防渗设计处理分析

全红岩

济南天润土地整理规划咨询有限公司山东济南250000

摘要：做好土石坝加固工作，对于保证人们的生活，经济社会的有序发展有着十分重要的意义。本文通过对土石坝工程加固的分析，总结了各种加固技术和防范措施。

关键词：土石坝；除险加固；措施

引言

我国许多小型水库主要建于20世纪50、60年代，受当时社会经济、技术水平的制约和使用年限较长的影响，造成大多水库带病运行，在已建成的水库中土石坝较多。该文以土石坝为研究对象。

1、土石坝工程防渗加固概述

水库的防渗加固能够有效的提升水库的功能，提高水库的使用寿命，确保水库的功效能够充分的发挥出来。除险加固需针对工程的不同情况具体处理，一般包括加高培厚大坝、扩建或改造溢洪道、新增或改造取水设施、对水库采取防渗等措施。其中解决好防渗问题是除险加固工程的重点及难点。我国大多数的水库都兴建于上个世纪，在建设的过程中受限于施工技术的落后以及施工材料质量的低下，导致了这些水库的质量都存在一定的问题，尤其是土石坝水库在施工的过程中因为技术不过关，导致了大坝的坝体存在较多的安全隐患，再加上长期的使用，大坝的坝体老化，导致大坝的整体结构发生松动，无法满足大坝建筑的安全设计要求。在开展大坝的除险加固设计时，需要根据大坝的实际情况采取相应的措施。

2、土石坝工程防渗加固措施分析

2.1土石坝滑坡处理

除险加固的主要内容：提高防洪标准、病害处理、抗震加固、降等、报废等。提高防洪标准的措施：适当增高大坝增加调蓄能力、加大泄洪设施能力增加泄洪流量、加高大坝和加大溢洪能力相结合。当水库出现险情和病害后：查明原因，采取应急措施，保证水库安全运行；对水库大坝进行安全鉴定；根据鉴定结论委托有资质的设计单位进行除险加固设计，对有关部门审批立项进行上报；根据上级批复的意见组织对水库进行除险加固。土石坝滑坡处理应注意的事项：滑坡体上部与下部的开挖与回填的次序是“上部减载、下部压重”的原则，应沿坝轴线、坝脚基础分段，齿形开挖，砌石固脚；整治修复坝体时，横断面上土料的分布以“内粘外砂”的形式。

2.2、劈裂灌浆

劈裂灌浆施工技术是一种极为常见的水库除险加固施工技术，在实际的施工过程中，通过灌浆对水库的坝体施加一定的压力，在压力的作用下，水库的坝体会有控制的劈开，使坝体内的浆液形成连续的浆体防渗帷幕，这样不仅能够实现水库的防渗，还能够通过浆液的填充与挤压，提高水库坝体的稳定性与可靠性，对水库内的应力进行调整，确保水库的整体问题，避免其结构发生松动。很多的土石坝水库都修建于上个世纪，在修建的过程中因为技术的落后，水库的大坝施工存在较多的质量问题，比较典型的便是水库大坝的压实不到位，在水库施工的过程中，相关的施工人员应当根据具体的防渗加固要求来制定详细的加固方案，考虑到坝体存在较多的渗透问题，在进行大坝的灌浆施工时选择粘土浆进行施工，并且在进行灌浆施工的过程中，为了确保坝体的整体强度满足工程项目防渗加固的要求，应当适当的增加灌浆孔的数量以及灌浆孔的深度，在灌浆施工的过程中，如果发现水库内存在空隙，应当进行灌浆封闭，以提高灌浆施工的质量。

2.3、高压喷射灌浆

先用钻机打孔，然后将喷射管置于孔内内含水管、水泥浆管和风管，由喷射出的高压射流冲击破坏墙体，同时随喷射流引入水泥浆液与被冲切土体掺搅，喷嘴上提，泥浆凝固。高喷灌浆起初是用于粉土层和砂土层的防渗，多年来在砂砾层中也起着一定作用。

2.4、膏状稳定浆液灌浆

膏状稳定浆液灌浆是加进一定比例的粘土或膨润土等在水泥泥浆中，以形成比较大的黏度和稳定性的膏状浆液，并采用防渗帷幕灌浆技术进行实施。该技术能在孔隙较大的情况下和有一定地下水流速的堆石体形成防渗的保障。

2.5、充填灌浆

为保证工程进度与质量，施工前必须做好如下施工准备：（1）对灌浆人员进行技术培训、准备灌浆材料、机具等。通过培训要求主要技术人员能全面了解灌浆设计和掌握施工技术规范，能及时发现问题和处理问题。技术工人能熟练掌握操作规程，能及时排除机械故障。并对施工班组进行技术及安全交底，使每个施工班组成员能密切配合安全高效地完成堤身钻孔灌浆工作。选择符合规范要求的灌浆材料、机具，不合格的产品坚决不予进场。可利用东运河河水作为施工用水。为便于施工，优先选择轻便耐用、工作性能可靠的机具，灌浆的关键设备及易损机具，如灌浆机（泥浆泵）、注浆管及输浆管等，应有备用。灌浆所用的动力应有充分保证，必要时应有备用动力。（2）选择符合要求的土料场。由于灌浆孔吃浆量的不确定性，所选择的料场土料必须充足。（3）施工前试验。本工程施工前，选取一小段河堤，按灌浆设计进行部孔、造孔、制浆、灌浆、观测、灌浆压力、吃浆量及泥浆容重等。并详细记录试验过程及结果。试验后分析资料、总结经验，发现问题并及时提出解决方案，从而改进施工方法、熟练灌浆工艺。当试验施工工艺和结果达到预定要求再进行本工程河堤做生产性试验，当试验结果达到预定要求再进行正常施工。

2.5、混凝土防渗墙

混凝土防渗墙指的是在大坝的一侧紧贴着大坝修建一道具有较好防渗性能的建筑结构，从而提升大坝整体的防渗性能。在进行混凝土防渗墙的施工之前，施工人员需要先在大坝的迎水侧进行造孔，并且通过泥浆对墙壁进行固定，然后向孔内灌注混凝土，形成一道混凝土墙。混凝土防渗墙在一些结构松散的水库中有着较好的应用，能够有效的提升大坝的稳定性与抗渗性。通常情况下，在进行防渗墙的施工时，会进行分段施工，通过不同区域的浇筑形成不同的墙体，然后各个区段形成一个整体。对于防渗墙的两侧需要与坝体岸边的防渗设施进行连接，确保边缘的防渗工作到位。对于墙体的下部一定要渗入足够深度的地层中，确保其具有较好的防渗性能。

为保证施工质量，施工过程中，要根据施工具体情况，采取有针对性的施工组织和技术措施。首先，要做好施工准备工作。为保证抓斗施工平台的宽度，利于施工机械就位，需设置合适的施工平台。将降坝的土料填筑到坝体下游侧，下游侧则要设置平行坝轴线的排渣排水沟，把废渣、废水排至下游坝脚，坝脚最好设置沉浆池，将所有废渣运至弃渣场。要把导墙建在坚实的基础上，导墙外侧也要填土夯实，在夯实填土的时候，为防止导墙发生倾覆或位移，对导墙间进行内支撑。槽段划分要考虑地基的水文地质条件、成槽方法、机具性能、混凝土供应情况、墙体预留孔的位置、浇筑导管布置原则及墙体平面形状等因素。浇筑材料的选择要根据施工要求选取，在浇筑施工过程中，供料一定要连续，不能间断，还要按时测量混凝土面的深度。在混凝土浇筑的时候，为防止杂物落入槽孔内，槽孔口要设置盖板。槽孔浇筑过程，要严格按照先深后浅的顺序，从最深的导管开始，由深到浅的连续浇筑。浇注以前，导管内要置入可浮起的隔离塞球，浇注时先注入水泥砂浆，随即再注入足够的混凝土，挤出塞球，并把导管底端埋住，以避免混凝土和泥浆混合。

3、结语

我国在总结病险水库除险加固上，论述了各种加固方法及一些相关技术。防洪安全方面，迫切需要除险加固。该文论述了水库病害特点，探讨了水库除险加固技术和一些简单的处理措施。目前应对病险水库除险加固意识进行推广，除险加固成了目前水利行业一项十分重要的工作。

参考文献：

[1]陈生水.土石坝试验新技术研究与应用[J].岩土工程学报，2015，37（01）：1-28.

[2]杨令强，马静，高蕊.土石坝加固前后的监测分析及监控模型[J].水利学报，2015，46（S1）：70-73.[3]胡军.高土石坝动力稳定分析及加固措施研究[D].大连理工大学，2008.

[4]庞琼，王士军，谷艳昌，张云宝.土石坝垂直防渗加固措施综述[J].水利水运工程学报，2014，（04）：28-37.

[5]张计.土石坝安全与除险加固效果量化评价体系研究[D].长江科学院，2011.