水利水电工程论文：浅谈小型水库土石坝的除险加固
浅谈小型水库土石坝大坝除险加固设计
浅谈小型水库土石坝大坝除险加固设计【摘要】结合红星水库病险水库工程大坝的缺陷和隐患，分析了小型水库土石坝除险加固的原则，加固设计的原理及方法，并提出了适宜该工程的除险加固设计方案。
【关键词】水库大坝；除险；加固1.设计依据南华县红星水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞等建筑物组成。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，枢纽工程为Ⅴ等，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。
枢纽工程洪水标准采用20年一遇（P=5.0%）洪水设计，200年一遇（P=0.5%）洪水校核，消能防冲设施洪水标准按10年一遇（P=10%）设计。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），红星水库地区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.45s，相应地震基本烈度为Ⅶ度，按《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）规定，本工程地震设防烈度为Ⅶ度。
2.工程总体布置现枢纽工程主要由大坝、溢洪道和输水涵洞组成。
本次除险加固对大坝、输水涵洞等建筑物在原工程布置的基础上进行加固处理。
溢洪道结构完好，由调洪计算可知红星水库保持原有调度方案（空库度汛），可满足200年一遇洪水标准，因此本次加固可不对溢洪道进行扩建。
经地勘查明，库区、坝址区无不良地质体存在、库岸稳定，针对地质勘探及安全鉴定揭露出来的工程病害，本着技术与实际相结合的原则及本次除险加固的资金情况，以大坝稳定和输水涵洞加固为主，并对现有输泄水建筑物进行加固、除险等工程处理，故本次除险加固推荐方案的工程项目为：（1）将坝体加高0.4m，坝顶宽设为7m，在坝顶面两侧设置路肩石，路面采用泥结石路面厚30cm，下设10cm碎石垫层。
大坝下游坝坡削缓，下游坝1993.54至1985.54高程放缓为1：2.0，1985.54至1972.71高程放缓为1：2.5。
下游坝坡填筑前需进行清理，清理厚度0.2-0.5m。
新老坝体间的结合部采用中细砂做过渡层后再进行风化料培厚碾压回填，压实度大于97%，新建棱体排水。
浅谈小型水库土石坝的除险加固技术
浅谈小型水库土石坝的除险加固技术摘要：小型水库是我国防洪体系与水利基础设施的重要组成部分，在防洪、灌溉、供水、发电和改善生态与环境等方面发挥了巨大的作用。
但受多种原因影响，造成小型水库土石坝病险率高，有相当一部分存在着防洪标准低，渗漏、破损严重，工程管理薄弱等问题。
本文针对小型水库土石坝的安全隐患问题，提出了相应的除险加固措施。
关键词：小型水库；土石坝；除险加固Abstract: Small reservoirs in water conservancy and flood control system are an important part of the infrastructure, in flood control, irrigation, water supply, power generation and improve the ecological and environmental play a large role. But by many reasons influence of a small reservoir earth dam seepage path rate is high, there are a number of flood control standards which have low, leakage, breakage serious, engineering management problems such as weak. This paper aims at the small reservoir of earth-rockfill dam safety concerns, and puts forward the corresponding problems of reinforcement measures.Key Words: small reservoirs; earth dam; reinforcement problems1.小型水库土石坝安全隐患问题1.1 防洪和抗震标准低。
土石坝水库除险加固处理措施论文
土石坝水库除险加固处理措施论文【摘要】本文对渗水；滑坡；漏洞；管涌；裂缝；洪水漫溢坝顶；泄洪建筑物出险，7种溃坝险情的处理措施，在实际险情中需具体问题具体分析，选择合理的方法和措施，保证险情成功处理。
一、我国土石坝现状我国土石坝工程建设历史久远，早在3000 年前就开始建造，20 世纪50—70 年代达到建设高峰，是发展最快、应用最多的一种坝型。
但是，受限于新中国成立初期筑坝技术落后、建设标准偏低、工程质量较差，加之多年运行、管理不到位以及工程老化等问题集为一身，土石坝成为病险水库。
近年几次大型的洪水，把我国土石坝的问题表现的非常明显。
我们急需要有效的预防和处理措施，以期最大限度地避免或减少溃坝事件的发生。
二、土石坝出险溃坝的成因及其分析土石坝溃坝的成因虽然很多，但也有规律可循。
因此，在土石坝水库运行过程中不断加强巡查和观测，对隐患成因和规律及时进行总结分析，针对险情成因准确地制定科学处理措施，可以避免或减少溃坝。
1.滑坡（脱坡）坝体滑坡或脱坡，主要是边坡失稳下滑造成的险情，开始在大坝顶部或边坡上出现裂缝，随着裂缝的发展形成滑坡，造成大坝失稳导致溃坝。
坝体滑坡的主要原因：一是大坝高水位持续时间较长，临水坡土体大部分处于饱和状态，在渗透压力作用下浸润线升高，土体剪切强度降低。
当水位骤降，临水坡失去外水压力支持，加之土体自重增大的情况下，坝体可能引起失稳滑动。
特别是坝坡过陡时，上游水位发生骤降更易引起滑坡。
二是大坝下游排水系统损坏，坝体浸润线过高，下游浸水面增加，土体剪切强度降低。
三是坝身为透水性较大的土料填筑，而背水坡是透水性较小的土料，在高水位运行时间较长，坝内的水不易排出，抬高了浸润线，加大了渗水压力。
四是大坝本身稳定安全系数不足，加之持续降雨时间过长，坝顶、坝坡土体大部分处于饱和，引起坝体失稳滑坡。
五是风浪过大，波峰高涌，大坝临水坡在风浪一涌一退的连续冲击下，大坝土料或护坡被水流冲击淘刷，造成滑坡坍塌险情导致溃坝。
浅谈中小型水库土石坝的除险加固设计
浅谈中小型水库土石坝的除险加固设计水库作为我国的民生之本，水库的建设直接关系到我国城乡居民的生产生活。
本文主要是结合中小型水库大坝出现病险的原因进行分析，从而从水库土石坝的除险加固设计的方法入手，更好的来指导水库土石坝的建设。
标签：中小型水库;土石坝;除险加固设计;方法一、前言目前，我国大部分的水库均以土石坝的形式为主，随着使用年限的加长，水库土石坝的防洪能力有所下降，出现了各种险情和质量问题，进一步影响到了人民的的生产生活，甚至造成了很多损失，因此，做好中小型水库土石坝的除险加固设计是极为必要的。
二、我国水库除险加固现状在我国的水利工程施工建设中，整个水库工程主要是以土石坝为主的，因此在在目前的加固工程研究中主要是针对土石坝、溢洪道等工程为主进行分析的，以保证水利事业的发挥。
同时为水利工程管制提供有力的基础条件，促进我国水利事业的顺利发展，更好的为人民提供服务。
1.土石坝除险加固现状在目前我国土石坝除险加固工作中，整个加固工作的开展都是以渗漏环加固为主的，它在工作的过程中包含了填充灌浆加固技术、导管渗透加固技术以及岸坡加固等多种不同的加固方法需要我们在工作中有针对性、有预防的进行加固，以保证整个工作的顺利开展和进行。
2.溢洪道除险加固现状我国采用的措施有渗透加固措施、裂缝问题处理措施（包括表面裂缝处理、深层裂缝处理）、消能防冲措施、边坡治理工程措施。
3.输水洞除险加固现状输水洞裂缝的处理、输水洞漏水的处理、修改体型、弃洞重建。
三、水库大坝出现病险的原因水库在建设初期因受当时当地的技术、经济等因素的影响，施工质量难以得到保证，致使其先天不足，存在不同程度的安全隐患。
1.坝体缺乏稳定性坝体之所以缺乏稳定性究其原因主要有以下几点：上游坝体渗透系数太小，坝体断面偏陡以及浸润线偏高等。
依据有关规范的要求，坝体的稳定应对正常的运行期的上下游壩坡，水位骤降的上游坝坡，一定蓄水位的上下游坝坡，以及施工期上下游坝坡，都能够影响坝体的稳定性。
探析中小型水库土石坝的除险加固设计思路
探析中小型水库土石坝的除险加固设计思路摘要：水库建设是当代水利建设的关键之处，功能正常的水库能够帮助实现防御洪水灾害、发展农田灌溉、满足人们生活用水等各项需求。
现在的病险水库建设当中关键技术就是土石坝防渗技术，一般会用到多项加固技术，所以需要保证技术成熟，同时要结合当地的施工资金条件以及自然和人文特点设计科学的技术选用方案，尽可能的实现支出较少资金也能够达成最终目的的效果。
关键词：中小型水库、土石坝、除险加固、防渗技术、应用分析现有的中小型水库大多建于20世纪中期，受该时期经济和技术能力条件的制约，水库建设并不完善，还存在某些方面的漏洞，比如水库容量太低不能实现防洪调水，大坝出现渗漏现象，这些现象都会导致最终出现洪水灾害，给人民正常生活带来困扰的局面。
综合来看，当前最重要的就是要建设土石坝加固结构，提高除险加固的能力，减少险情的出现。
一、目前我国土石坝的建设概况1.1现状早期我国存在的挡水坝就是现在近代土石坝的前身，所以在我国有一个好的土石坝历史发展基础。
土石坝的建设主要是依靠土料、石料以及混合材料等常见材料，利用碾压式或者填充式等方式进行具体施工。
早在20世纪中期就在中小水库当中普及，在现存的中小水库当中，它的应用将近百分之百，而且它的适应性比较强，抗震性能高，利用当地的材料就能进行具体建设，所以能够为人们提供服务的时间较长。
1.2 土石坝险情分析土石坝出现的常见病险表现是：渗漏和滑坡。
(1)土石坝的渗漏当前的建设必须要明确土石坝各项漏洞，才能够设计合理的方案进行具体改善。
结合各项数据分析当前的渗水漏洞主要有四种表现，第一就是坝身渗漏，第二就是坝基渗漏，第三就是接触渗漏，第四就是绕坝渗漏。
土石坝渗漏原因：其一，材料质量差。
一般来说，大部分的土石坝建设都是在当地取材，但是应用材料很多都没有达到具体的标准要求，材料含杂质较多，而且易溶于水，不能够达到防止渗水的目的。
其二，坝身设计不科学。
设计方案存在缺陷是最主要的问题，间接导致了产生渗漏的状况。
浅谈土石坝除险加固病险问题
浅谈土石坝除险加固病险问题水库是水利产业的重要设施。
由于历史的原因，加上缺乏经验，造成很多水库防洪标准低、工程质量差，加上长期以来未形成良性运行管理机制，对工程缺乏必要的维修加固，致使病险水库大量存在，严重威胁人民生命财产的安全。
1土石坝主要病险存在问题土石坝病险问题主要有：（1）设计标准偏低不能适应新的防洪要求。
主要是我国水库大多建于20世纪50-70年代一些中小型水库是在对水库集雨面积、来水量、库容和地质条件均不清的情况下建设的，俗称“四不清”问题。
在设计搜集资料时，不进行实地测量，仅凭小比尺地形图量算集雨面积和库容，有时造成很大误差[1]。
（2）抗震标准低。
按1990年2.5×10- 7地震烈度区划图确定场地基本烈度并按现行水工抗震规范复核，很多水库抗震标准低，其中13座大型病险水库抗震标准低于现行规范要求[2]。
主要建筑物如大坝不能满足抗震稳定要求。
（3）大坝稳定性差。
许多水库存在大坝坝体断面不足、坝坡或坝体抗滑不稳定、坝体裂缝等问题。
51座大型病险水库存在此类问题[3]。
主要建筑物如大坝、溢洪道、泄洪洞、结构稳定、渗流稳定不能满足规范要求，难以抵御设计洪水，极有可能直接影响大坝安全。
（4）坝体、坝基渗漏严重。
大坝尤其是土石坝存在坝基渗漏、绕坝渗漏、接触冲刷破坏、散浸、沼泽化、流土、管涌等问题，危及大坝安全。
有的水库因仓促上马，边勘测、边设计、边施工，致使缺少泄洪设施、大坝渗漏严重或库区淤积严重，这些水库一开始运用就为“不完全工程”。
（5）输水、放水及泄洪建筑物老化、破坏较为普遍。
许多水库的输、放水及泄洪建筑物老化、建筑物裂缝、断裂、露筋、剥离、冲蚀、漏水，严重影响建筑物结构的整体性，特别是遇坝下埋管时，极易导致接触冲刷破坏，危及坝体安全。
溢洪道或泄槽未衬砌或质量差、冲蚀，无消能工或消能工不完善、基础淘刷等[4]。
（6）水库安全管理、行业管理法律及制度不完善，执法监管机构不健全、执法力度也是关键的问题[5]。
论小型水库土石坝除险加固
科
论小型水库土石坝除险加ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
张 旭
（ 龙 满 族 自治县 水 务 局 ， 北 青 龙 ０ ６ ０ ） 青 河 ６ ５ ０ 摘 要： 土石坝病 险水库存在的 问题 ： 防洪标 准低 ； 小型土石坝 水库病险症状具体表现在渗漏、 滑坡和裂缝 。主要是 防渗加 固问题 。 具体 解决的 工程措施 ： 渗漏工程措施概括说就是“ 上堵下排 ” 裂缝工程措施在 处理 方法上 ， 有封 闭、 筑、 ； 一般 翻 灌浆、 加保护层等工程措施。小型土石坝水库的除
险加 固工程只有得到高度 重视 ， 才能发挥其应有 的社会效益和经济效益 。 关键词 ： 小型水库 土石坝 ； 除险加固 ； 问题 ； 工程措施
１土石 坝病险水库存在的问题 ２ 除险加固措施 ． ２ ２ ．裂缝工程措施。 ．２ ２ 一般有封闭、 翻筑 、 灌 １ 防洪标准低 ． １ ２ ＿渗漏工程措施。工程措施概括说就是 浆 、加保 护层等工程措施。究竟采取哪一种措 ＿１ ２ 根据工程 的等级和规模 ， 要求达到 国家规 “ 上堵下排 ”“ 。上堵 ” 主要有水平防渗和垂直 施 ， 措施 还是多种措施 ， 应根据裂缝产生 的原 因、 部 定标准。但是 大部分小型土石坝水库工程 防洪 防渗。 水平 防渗有人工黏土铺盖和利用天然铺盖 位、 深度 、 向、 走 严重程度、 库水位高低以及坝型 标准 ， 多数未达到 国家规定的要求 。 原因主要是 等 。垂直防渗有混凝土防渗墙 ， 高压喷射灌浆防 等情况具体分析 ， 因地制宜加 以处理 。 建库 时 ： 一是水文 资料系列短 ， 一般 都不到 ３ 渗 ， Ｏ 劈裂灌浆防渗等。“ 下排” 措施有在坝体背水 一般措施有开挖 、回填和灌浆 。如裂缝较 年， 用频率计算 外延 ， 结果不可靠 ； 二是缺少水 坡脚附近开挖导渗沟、 减压井和盖重压渗等。 浅 ，开挖工程量不大 ，可以采取开挖 回填的方 文资料 ， 特别是 中小河流几乎 没有 ， 借用查 阅大 水平防渗与排水减压设施。作好水平 防渗 法。如裂缝较深 ， 开挖回填工程量大 ， 可以采用 范围最大暴雨等值线图 ， 计算结果更难可靠 ； 三 铺盖 ， 首先必须查 清地 区和坝址工程 、 文地址 灌 浆方法 ， 时应该 注意以下几点 ：１先灌 水 灌浆 （） 是大量的小 型水库并未经过正式设计 ，群众 自 情况 ， 这是做好防渗处理 的先决条件 。 不查 清地 稀浆 ， 再灌浓浆 ；２ 检查进浆情况 ， （） 有无 冒浆、 己修建。 质情况 ，防渗处理就不可能达到经 济可靠 的 目 串浆 和坝面抬动现象 ；３对 黏土心墙的裂缝灌 （） １ 病险症状及危 害 ． ２ 的。如抄道 沟小 （ ） 一 型水库 ， 建库 时铺盖长度 浆 ， 防止浆液大量流人心墙 以外的透水料 中 ， 要 小型土 石坝水 库病 险症状 具体 表现 在渗 １～０ 仅为水头 的 １ 倍 ， 盖填筑有一部分 否 则不但起不到填堵裂缝 的作用 ，反而使 透水 ０２ｍ， ． 铺 ５ 漏、 滑坡 和裂缝 。 是水 中抛冻土块完成 的， 防渗性能差 。 后来经过 料 丧失透水作用 ；４ 在裂缝灌 浆中 ， 防止雨 （） 为 ２具体解决的工程措施 加长加厚铺 盖， 其长度达到水头的 ５ ， 倍 厚度上 水侵入 ， 应在裂缝周围挖好排水沟 ， 同时还应有 ２１ ．提高防洪标准的工程措施 游最薄处不小 于 １ 然后 逐步加厚 ， ｍ， 与坝体斜 防雨设备 ， 以确保裂缝灌浆 的质量。 为了提高险库防洪标 准 ， 从除险加固工程 缝相接 ， 并夯 压密实 ， 达到设计要求 的干容重 ， 结语 ：小型土石坝水库 的除险加固工程必 措施来看主要是 ：１ 当加高大坝 ， （） 适 增加调蓄能 经过彻底处理后 ， 水库投入正常使用 ， 坝基未再 须受 到重视 ，不论是 渗漏 ，还是裂缝其 原因很 力；２增加泄洪设施 ， （） 加大泄洪流量 ；３适 当加 发生渗漏现象 。 （） 采用水平铺盖防渗的优点 ， 可以 多 ， 错综复杂 ， 必须加 强检查观测及时认 真研究 高大坝与加大泄洪流量并举。 究竟采取哪一项措 就地取材 ， 造价低 ， 施工工作 面大 ， 工期短 ， 简单 分析 ， 以便查明渗漏及裂缝的原因 ， 有针对性 的 施， 应结合工程具体情况， 具体安排。 既要满足工 易行 ， 不需要特殊 的施工设备和器材 。 按设计要 加 以处理 ，使小型水库发挥其应有的社会效益 程防洪标准的要求 ， 又要达到经济合理。 求施工 ， 可以满足渗透稳定。 和经济效益。
中小型水库现状分析及除险加固措施研究
中小型水库现状分析及除险加固措施研究一、中小型水库现状分析中小型水库在我国的农田灌溉和防洪防浸中起着至关重要的作用。
由于年代较久和环境因素的影响，许多水库已经出现了一些安全隐患。
下面我们将对中小型水库的现状进行分析。
1.水库堤坝问题中小型水库的堤坝多数年代久远，存在破损、渗漏等现象。
土石坝普遍存在坝体土层渗漏，压实不足等问题；混凝土坝则存在裂缝和混凝土表面脱落等问题。
这些问题对水库的堤坝安全构成了严重的威胁。
2.泄洪设施问题部分中小型水库的泄洪设施老化严重，操作不灵活，泄洪能力弱。
在一些特大暴雨和洪水情况下，泄洪设施难以满足实际需要，给周边地区和居民带来了极大的安全隐患。
3.水库水文监测问题一些中小型水库的水文监测系统陈旧，设备老化，水位、流量监测不精确，严重影响了对水库情况的监测和评估。
中小型水库存在安全隐患，亟待进行除险加固工程。
二、除险加固措施研究为了保障中小型水库的安全和稳定运行，必须进行有效的除险加固工程。
下面我们将对中小型水库除险加固措施进行研究。
1.堤坝加固对于土石坝，应采取清淤、加固、护面等措施，改善坝体土质，增强坝体密实度；对于混凝土坝，应进行表面修补和密封，以防止裂缝扩大，减少混凝土脱落。
对于老化的泄洪设施，应进行全面改造。
可以考虑采用新型的泄洪闸门和泄洪渠道，提高泄洪效率和灵活性，以更好地适应不同的泄洪需求。
3.水文监测系统升级对于老化的水文监测系统，应进行设备升级和技术改造。
采用先进的监测设备和技术手段，提高水位、流量等监测的准确性和实时性，以更好地掌握水库情况。
4.安全管理及应急预案建设加强对中小型水库的安全管理，建立健全的应急预案。
定期进行安全巡视和检测，提前发现和排除安全隐患，以确保水库的安全和稳定运行。
中小型水库的安全除险加固工程尤为重要。
通过对水库的现状进行分析，并采取有效的加固措施，可以有效降低水库的安全风险，保障周边地区和居民的安全。
希望相关部门和单位能够高度重视这一问题，对中小型水库进行及时加固和改造。
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水利水电工程论文：浅谈小型水库土石坝的除险加固【摘要】结合某病险水库工程的缺陷和隐患,分析了小型水库土石坝除险加固的原则,加固设计的原理及方法,并提出了适宜该工程的除险加固设计方案。
实践证明,该工程加固效果较好,有效发挥了其防洪、灌溉等综合效益。
【关键词】水库大坝;除险;加固Reinforcement and avoiding danger for small reservoirs dam【Abstract】Combination dangerous defects and hidden reservoir, small reservoir dam analysis reinforce the principles of design principles and methods of reinforcement, and put forward appropriate reinforcement of the project design. Proved that the reinforcement is better to effectively play its flood control, irrigation and other comprehensive benefits.【Key words】Dam; Danger; Reinforcement1. 工程概况依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)及《防洪标准》(GB50201-94)规定,某工程设计洪水标准为30年一遇,校核洪水标准500年一遇。
该工程于1975年10月兴建,1976年3月建成,总库容275万m3,校核洪水位234.15m;兴利库容185万m3,兴利水位231.0m;死库容15万m3,死水位215.5m。
水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放水洞三部分组成。
大坝为粘土心墙砂壳坝,坝长300m,坝顶宽2.5m~4.0m,最大坝高24.0m,坝顶高程235.15m,粘土心墙顶高程233.5m。
溢洪道采用坝肩式,位于大坝右端,进口为开敞式宽顶堰,堰顶高程231.0m,堰宽51m,最大泄量450m3/s。
放水洞位于大坝0+108桩号处,为矩形断面的无压浆砌块石涵洞,尺寸为1.0m×0.7m,洞身长90m,进口底高程215.5m,采用钢丝绳斜拉式闸门,启闭机房位于坝肩迎水侧,最大引水流量1.9m3/s。
2. 工程存在的问题该工程由于建造时间早,在建期间受资金及条件的限制,采用人工筑土建成,大坝填筑质量差,碾压质量达不到规范要求。
坝体土料为夹杂砾石和较大砂砾的壤土,加之冬季施工,造成坝体压土密实度低。
粘土心墙清基不彻底,导致坝脚有渗水现象。
大坝的迎水坡坡比为1:1.86~1:1.92,缺土严重。
砌石护坡质量差,大部分已破坏,坝壳裸露,桩号0+210处塌陷,水位变动区坝坡掏刷严重。
背水坡坡比较陡,仅有1:1.5~1:1.82,缺土严重,且多处出现由于冲刷形成的局部塌陷和凹坑,坡面杂草丛生,无排水设施。
大坝坝顶宽2.5m~4.0m,且不平整;防浪墙老化失修,砂浆剥落,损坏严重,基础未与心墙衔接;溢洪道进口处与大坝岸无护砌裹头,泄洪时严重危及坝体安全。
3. 除险加固方法的选用原则土石坝虽然坝型常见,但由于其工程情形复杂,机具、材料等条件多变,并且各项具体的除险加固方法很多都有其特定的适用范围和局限性,因此,对每一具体工程病害都应进行仔细分析。
应从工程病害情况、除险加固要求(包括加固后工程应达到的各项指标、加固范围、加固进度等)、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑。
确定土石坝加固方法时,应根据工程病害的具体情况对几种加固方法进行技术、经济、施工比较,选择技术上可靠,经济上合理,且能满足施工要求的除险加固方法。
4. 工程的除险加固设计4.1 坝体尺寸设计。
工程的坝顶宽度当前为2.5m~4.0m,根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)(以下简称《导则》)有关规定,考虑工程构造、防汛抢险、交通、新农村建设等需要,本次加固坝顶宽度按4m设计。
依据《导则》规定,坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和,根据该水库不同运行工况下静水位的坝顶超高核算坝顶高程。
本次加固坝顶高程确定为235.24m,在现有基础上加高坝顶0.94m,并在上游坝肩修建0.8m高防浪墙,则防浪墙顶高程为235.24m。
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)要求,粘土心墙土坝心墙防渗体在正常蓄水位或设计水位以上超高0.6m,心墙防渗体顶部不应低于非常运用条件静水位。
本次加固后粘土心墙顶高程仅低于坝顶0.5m。
根据工程现状并考虑坝型、坝高、坝基材料等因素,参照已建类似土坝工程做法,确定大坝迎水坡在高程231.0m处设1.5m宽戗台,戗台以下、以上坡比均为1:2.5;背水坡在高程225.0m处设1.5m宽戗台,戗台以上坡比为1:2.0,以下坡比设计为1:2.5。
在大坝与溢洪道相接处增设浆砌石裹头防护,上游端与迎水坡护坡石衔接,护至坝顶,并采用浆砌料石封顶。
4.2 迎水坡工程。
迎水坡进行补土以达到设计坡比,并进行翻压。
采用干砌块石护,护坡石下设反滤层。
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),选用块石宽×厚为0.30m×0.20m,块石长度不小于50cm;每隔20m设浆砌石隔梁,断面尺寸为0.7m×0.7m,沿坝脚设浆砌石齿墙。
原有反滤体由于多年运行,部分坍塌,反滤体外部淤积粘土,排水效果差,现排水体顶部高程不满足规范要求,故本次加固对其拆除重建。
反滤体形式按实际现状选用贴坡排水体,护坡反滤层自上而下第一层为2cm~4cm石子,厚15cm,第二层为200g/m2的反滤土。
顶部高程按照规范要求,贴坡排水体顶部高程应高于坝浸润线出逸点不小于1.5m,根据渗流计算成果确定反滤贴坡排水体的顶部高程为91.5m,底部设两级反滤层。
4.3 背水坡工程。
4.3.1 坝坡补土。
背水坡局部缺土,坡比不满足规范要求。
且坡面凹凸不平,无排水设施,冲刷较严重。
按设计坡比补土筑坡并翻压。
施工中,清除原有坡面杂草及腐质土,自下而上,水平上升,分层铺土,层土层压,提高密实度,增强坝坡抗滑稳定能力。
为保证新、老土砾料的有机结合,在新土铺筑过程中,新土要与原坝坡土粒料进行搭接,搭接宽度不少于0.5m。
4.3.2 坝坡防护排水。
大坝原有坡面无排水设施,根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定,沿坝轴线每隔30m设置竖向排水沟一道,计11道,戗台及坡脚各设横向排水沟一道。
排水沟按10年一遇洪水标准设计,竖向排水沟断面宽×高为0.40m×0.25m,横向排水沟断面宽、高分别为0.40m×0.25m和0.5m×0.4m。
排水沟底部采用C15细石混凝土现场浇筑,厚度15cm,两侧墙采用10cm厚C20混凝土预制板镶砌,1∶3.0水泥砂浆勾缝。
背水坡全部植草皮防护,以防止雨水漫流造成坡面冲刷。
4.3.3 排水体。
坡脚在桩号0+060~0+150处设堆石棱体排水,顶宽1.5m,边坡1:1.5,高度3m;其他坝段采用贴坡式排水体,边坡1:2.5。
排水体采用块石干砌,内侧设反滤层,反滤层自内而外依次铺设粗砂、透水土工布、碎石。
4.4 坝顶工程。
坝顶防浪墙设在上游坝肩处,基础与粘土心墙衔接,坝顶以上高度0.8m,M7.5块石浆砌,M10浆砌料石镶面,用20cm厚的料石封顶。
坝顶设混凝土路面,考虑到交通要求,硬化路面净宽4.5m,底部设15cm厚的水泥砂砾稳定层,面层为30cm厚的混凝土,路面横坡倾向下游,坡比为2%。
新建防浪墙与心墙之间的防渗体,采用土工膜连接,防渗土工膜上下铺砂质粘土厚15cm保护。
4.5 渗漏处理工程。
根据安全排查可知,该工程建坝时坝基清基不彻底,坝脚多处渗水,通过对坝基进行帷幕灌浆,彻底根治了坝基渗漏问题。
具体渗漏处理的要求为:保证坝体和坝基的渗流稳定,其抗渗比降和渗透流速满足稳定要求;控制渗流量,尽量减少渗漏损失;控制下游剩余水头,防止渗透变形破坏,保证下游边坡稳定,减少下游沉降。
渗漏处理的总原则是“上截下排”,“上截”即在坝轴线以上部分堵截渗流途径,防止和减少渗漏水量渗入坝体和坝基;“下排”就是在下游做好反滤导渗排水设施,使渗入坝体、坝基的渗水在不带走土颗粒的前提下安全通畅地排向下游。
4.5.1 灌浆方法。
采用充填式灌浆,按照分序和“少灌多复”(即一次灌浆量要少,重复灌浆的次数要多)的灌浆方法。
通过套管“自下而上,分段灌注”,在灌浆中先对第一序孔轮灌,待第一序孔终灌后再进行第二序孔,第二序孔结束后再进行第三序孔。
每孔灌浆次数为5~10次,两次灌浆间隔时间不应少于5天。
钻孔过程中,出现漏浆现象时,可采用先灌浆后钻进的办法处理,并严格控制灌浆量及灌浆压力。
4.5.2 钻孔布置。
充填灌浆孔一般应布置在隐患处或其附近,根据隐患的性质或范围决定布孔。
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),本工程坝高在20m以上,宜采用双排布孔,孔距为2.0m~2.5m,排距为0.5m~1.0m。
在岸坡段、弯曲坝段布孔,应适当缩小孔距。
底部要求嵌入不透水层2m~3m。
4.5.3 灌浆材料与灌浆压力灌浆压力:根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),帷幕灌浆压力按下式计算。
P=P0+mD+kyh式中,P——灌浆压力(KPa);P0——岩基表层的允许压力(KPa);m——灌浆段上岩层每增加1m所增加的压力(KPa);D——灌浆段上岩层的厚度(m);k——一般取为1.5;y——压重的重度(KN/m3);h——灌浆段以上压重的厚度(m)。
经计算,本工程的设计灌浆压力为0.05MPa~0.25MPa。
5. 结论通过分析该工程的隐患所在,依据规范对大坝坝坡稳定、渗透稳定行了坝体尺寸的重新设计,并采用碾压试验等方法确定各项施工填筑参数,在迎水坡工程、背水坡工程、坝顶工程施工中严格按施工填筑参数控制压实质量、铺筑厚度、材质级配等各项指标。
工程加固后至今运行良好,故实践证明其所采取的除险加固措施取得了较好效果,值得推广。