水庫大壩病害分析及整治設(shè)計

水庫大壩病害分析及整治設(shè)計一、水庫大壩的病害成因分析一般來講，水庫大壩可能會出現(xiàn)的病害成因較多，在實(shí)際的加固維修設(shè)計中，必須要結(jié)合實(shí)際情況采用合理方法處理。通常是從水利工程的設(shè)計方面、施工方面和工程地質(zhì)方面進(jìn)行研究，找出水庫大壩病害原因。當(dāng)然，無論是哪種原因，都必須要深入現(xiàn)場，實(shí)地考察，對水庫周邊的保護(hù)措施、植被狀況、大壩外觀、地質(zhì)條件進(jìn)行分析，并充分了解大壩近幾年的運(yùn)行狀況，進(jìn)行相應(yīng)的土工試驗(yàn)。一般病害的成因大致可以分為幾點(diǎn)：壩基或壩肩存在滲漏現(xiàn)象、壩體施工時填筑不合格、大壩防滲體不符合技術(shù)要求、壩體中存在較多蟻穴、壩體斷面尺寸較小、坡度較陡等等。當(dāng)然具體原因要經(jīng)過勘探和檢測得出，只有找出正確的病害成因，才能選擇最佳的加固處理方案。二、水庫大壩的壩坡加固設(shè)計壩體加固是水庫大壩常見的一種整治設(shè)計方法，這主要是針對壩體整體較為單薄，或者存在較為嚴(yán)重滲漏問題時采用。一般壩坡的加固設(shè)計方案主要可以分為兩種，具體設(shè)計方法如下所示：1.上游削坡減載與拋石壓腳相結(jié)合，下游培厚加固設(shè)計時，根據(jù)壩坡穩(wěn)定計算結(jié)果，選擇適當(dāng)?shù)膾伿恢?，增大阻滑力，并將上部壩坡削為穩(wěn)定邊坡。選擇合理的拋石位置尤其重要，靠壩軸線不能超過原壩體最危險滑弧最底處所對應(yīng)的位置，否則會增大滑動力，但也不能過于靠前，錯過滑弧的出露點(diǎn)而起不到抗滑作用。上游削坡后，壩軸線相應(yīng)下移，根據(jù)規(guī)范確定壩頂寬度和高程是否滿足要求，然后對壩頂、下游壩坡培厚加固，設(shè)計時根據(jù)料場情況，選擇經(jīng)濟(jì)合理的填筑料和壩坡。一般情況下，下游壩坡較上游壩坡陡一些，坡度選擇與填筑料密切相關(guān)，對于風(fēng)化石渣料，初擬可選1：2—1：2.5，同時下游壩腳設(shè)排水棱體，其頂部設(shè)便于施工和檢查觀測的馬道。初擬后對上下游壩坡的最不利運(yùn)行工況進(jìn)行穩(wěn)定計算，判斷是否滿足規(guī)范要求，不滿足的需適當(dāng)調(diào)整再進(jìn)行計算，直到滿足規(guī)范要求為止，使設(shè)計壩體既安全又經(jīng)濟(jì)。2.上下游壩坡的培厚加固設(shè)計對于有放空底洞的水庫，在放干水后對灌溉等影響不大，且不會造成新的滑動的情況下，可將水庫放空，對上下游壩坡進(jìn)行培厚加固。這樣可避免因上游削坡造成壩軸線下移而增加工程量，或者因削坡造成對原有防滲體的破壞，進(jìn)行防滲體的整治而增加投資；對于原大壩下游不存在穩(wěn)定問題的壩體整治，這種方案也更經(jīng)濟(jì)合理，同時它可以和上游壩面的防滲設(shè)計相結(jié)合；對于淺透水地基，在壩腳設(shè)防滲齒墻，若透水層較深，可采用帷幕灌漿，壩體上游面鋪復(fù)合土工膜，并與周圍的防滲帷幕形成封閉的防滲體系。但是值得注意的是，這種上下游同時培厚加固的方案在實(shí)際的施工中可能會存在一定的困難。這是因?yàn)樵陂L期的使用中，水庫底部會形成厚厚的淤積，若再進(jìn)行上游培厚加固，則水庫原來的土和施工中的棄渣都會被浸泡在水庫底部形成更厚的淤積，這不但會縮小水庫的容積，而且也不利于下游的培厚加固施工。三、水庫大壩的防滲設(shè)計水庫大壩的滲漏病害可能發(fā)生在壩基，也可能會發(fā)生在壩肩，更多的是發(fā)生在壩體。因此在進(jìn)行水庫大壩的防滲設(shè)計時，首先要確定大壩的滲漏部位，滲漏程度和滲漏特點(diǎn)，選擇合適的防滲設(shè)計方案。以下筆者結(jié)合自己的工程實(shí)踐，提出一些防滲設(shè)計方法，具體如下所示：1.壩基、壩肩部位的防滲施工設(shè)計通常來講，在對水庫大壩的壩基和壩肩進(jìn)行防滲施工設(shè)計時，多是采用帷幕灌漿的方式進(jìn)行防滲處理，且最好為一排灌漿孔同時灌漿，通過改變漿液的密度來實(shí)現(xiàn)壩基或壩肩的修復(fù)，最終使帷幕和整個水庫大壩融為一體，實(shí)現(xiàn)防滲效果。2.壩體防滲設(shè)計對于壩體的滲漏來講，可以采用防滲墻施工或充填灌漿施工的方法實(shí)現(xiàn)防滲效果。目前還有一種新的壩體防滲施工方法是采用復(fù)合土工膜進(jìn)行施工以達(dá)到防滲效果。這種防滲施工方法適合所有的壩體滲漏病害，適用范圍較廣，但在設(shè)計中要注意避免出現(xiàn)滲漏通道。3.排水設(shè)計為有效排走壩體和基礎(chǔ)少量滲水，降低浸潤線，減小滲透壓力，匯集排走壩雨水，防止下游尾水沖刷壩腳，應(yīng)設(shè)壩體和壩面排水設(shè)施。只有防滲和排水相結(jié)合，做到上堵下排，才能保證大壩的滲漏安全。壩體排水：大壩整治壩體排水多采用棱柱體和貼坡式排水，要注意處理好原排水體及新老排水棱體的連接設(shè)計，設(shè)計時拆除原棱體失效部分。當(dāng)新增排水體距原排水體較遠(yuǎn)時，為節(jié)約排水材料，降低投資，同時又能利用原有排水體，可在兩者之間設(shè)水平排水帶，將其連接起來。同時又使棱體外觀平整美觀，采用“金包銀”式，即在干砌塊石外面砌條石。在壩腳與下游河道之間應(yīng)設(shè)排水溝，及時將雨水和滲水排走。壩面排水：壩面排水屬于常規(guī)設(shè)計，這里不再贅述，應(yīng)該注意的是，如果上下游護(hù)坡采用現(xiàn)澆混凝土或漿砌混凝土預(yù)制塊，應(yīng)每2m一