導(dǎo)語(yǔ)：水利水電工程大壩加固設(shè)計(jì)技術(shù)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：水利水電工程中，水庫(kù)大壩扮演著不言而喻的重要作用，然而，現(xiàn)有的水庫(kù)大壩存在著設(shè)計(jì)不合理、壩體壩身裂縫滲漏等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全，為清楚地認(rèn)識(shí)水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固相關(guān)技術(shù)，本文從我國(guó)水利工程水庫(kù)大壩應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)，深入分析了水庫(kù)大壩容易產(chǎn)生的問(wèn)題，并針對(duì)性地提出了水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)及措施，為相關(guān)水利工程建設(shè)提供重要參考，以期為我國(guó)水庫(kù)大壩建設(shè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：水利水壩；除險(xiǎn)加固；設(shè)計(jì)技術(shù)；運(yùn)用措施

進(jìn)入新時(shí)代，隨著我國(guó)生產(chǎn)力水平的逐步提高，水利水電工程也進(jìn)入一個(gè)全面發(fā)展期，水利工程涉及的領(lǐng)域日益增多，政府對(duì)水利工程的建設(shè)投資力度也大幅度增加，新建一批惠民利民的水利工程。在整個(gè)水利水電工程中，水庫(kù)大壩扮演著至關(guān)重要的作用，其自身不但具有防洪、抗旱、蓄水、航運(yùn)、供電等作用，還擔(dān)當(dāng)著灌溉農(nóng)田、水資源調(diào)用、調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境等重要生態(tài)功能。然而，據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)水庫(kù)大壩陸續(xù)出現(xiàn)了堤壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、壩身裂縫、壩體滲漏、破損等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著人民生命財(cái)產(chǎn)安全?；诖?，大壩除險(xiǎn)加固的重要性不言而喻，有效地采取相關(guān)針對(duì)性措施，不僅能夠?qū)λ畮?kù)自身防洪蓄水體系起到優(yōu)化作用，而且能夠有效保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。現(xiàn)有研究者有關(guān)水利水電工程中的大壩加固設(shè)計(jì)技術(shù)分析主要集中于關(guān)于某一水庫(kù)大壩加固設(shè)計(jì)技術(shù)，如梁桂萍以夏店水庫(kù)為研究對(duì)象，著重分析了夏店水庫(kù)大壩的壩坡、壩頂加固設(shè)計(jì)方案，探討了其滲流及滲透穩(wěn)定性等[1]。周偉等對(duì)遵義縣水洞水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析，提出兩種不同的水庫(kù)大壩設(shè)計(jì)方案，為水庫(kù)大壩建設(shè)獻(xiàn)言獻(xiàn)策[2]。王振田等探討了象山水庫(kù)大壩存在的主要問(wèn)題，并針對(duì)性地提出看象山水庫(kù)大壩加固措施[3]。本文以我國(guó)水利工程中大壩應(yīng)用情況及存在問(wèn)題為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)要概述了大壩存在的主要問(wèn)題，并針對(duì)性地總結(jié)了大壩除險(xiǎn)加固技術(shù)，為相關(guān)水利工程建設(shè)提高有效定性依據(jù)，以期優(yōu)化水庫(kù)大壩蓄水防洪能力和涵養(yǎng)水源調(diào)節(jié)生態(tài)的作用。

1我國(guó)水利工程中大壩的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)幅員遼闊，大部分地區(qū)處于溫帶季風(fēng)區(qū)，年內(nèi)降水和年際降水分布不均勻，歷史上曾多次出現(xiàn)旱澇災(zāi)害，給人民生產(chǎn)生活造成巨大災(zāi)難。也是因?yàn)榇?，我?guó)的水利事業(yè)發(fā)展具有悠久的歷史[4]。1949年以來(lái)，我國(guó)水利事業(yè)發(fā)展迅速，水庫(kù)規(guī)模、質(zhì)量及技術(shù)等均發(fā)生很大改進(jìn)。隨著新一輪科技革命的興起，各類科學(xué)技術(shù)水平不斷進(jìn)步，現(xiàn)代城市的發(fā)展與人口的大規(guī)模遷移使得人們對(duì)水利設(shè)施與工程有了更高的要求，既要確保水利工程具有良好的防洪蓄水功能，又要有效減少其發(fā)生滲漏和裂縫等的概率。然而，我國(guó)部分水利工程建設(shè)年代久遠(yuǎn)，早期的水庫(kù)大壩由于時(shí)間的原因性能嚴(yán)重下滑，壩體本身出現(xiàn)滲漏、塌陷的概率大大增加，尤其是截止目前仍然繼續(xù)使用的水利大壩，雖然進(jìn)行一定的翻修，但仍然存在嚴(yán)重的安全隱患，威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。與此同時(shí)，部分地區(qū)修建大壩時(shí)間過(guò)早，施工技術(shù)相對(duì)落后，所用材料也相對(duì)單一，導(dǎo)致一些水庫(kù)大壩在運(yùn)行一定時(shí)間后穩(wěn)定性降低，對(duì)整個(gè)水利工程的使用造成嚴(yán)重的危害，大大減少其使用壽命；一些水利工程本身設(shè)計(jì)方案不合理，歷史時(shí)期的相關(guān)預(yù)算和現(xiàn)代的實(shí)際情況相差較大，當(dāng)?shù)卣秩狈侠碛行У慕鉀Q辦法，導(dǎo)致大壩裂縫、坍塌時(shí)有發(fā)生，有些竟成為歷史遺留問(wèn)題。除此之外，隨著現(xiàn)代城市化的快速推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)忽視了生態(tài)環(huán)境保護(hù)，造成了相當(dāng)程度的生態(tài)環(huán)境污染，污染嚴(yán)重的地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重失衡，水土流失嚴(yán)重，致使水患風(fēng)險(xiǎn)程度升級(jí)，成為阻礙國(guó)民生產(chǎn)生活的重大隱患。進(jìn)入新時(shí)代，我國(guó)水利水電事業(yè)挑戰(zhàn)與機(jī)遇共存：一方面，我國(guó)水利事業(yè)將邁上新臺(tái)階，國(guó)家加大水利水電工程資金投入，新建大量惠民利民的水利水電工程，各類新型高端技術(shù)將應(yīng)用到水利水電工程當(dāng)中去，這在一定程度上提升了水利工程的質(zhì)量和效能，優(yōu)化了水利工程的性能；另一方面，世界氣候環(huán)境變化加劇，傳統(tǒng)水患日益加劇，降水量變化無(wú)常，對(duì)現(xiàn)有的水庫(kù)大壩提出更高的要求，更大的挑戰(zhàn)。因此，我們必須深刻認(rèn)識(shí)到水庫(kù)大壩加固的重要性和迫切性，同時(shí)還要采取針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，降低水庫(kù)大壩的風(fēng)險(xiǎn)隱患，保證大壩的穩(wěn)定性和國(guó)民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2水利大壩中易出現(xiàn)的問(wèn)題

當(dāng)前我國(guó)的水利大壩由于長(zhǎng)時(shí)間水流侵蝕，使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、設(shè)計(jì)不合理等原因，部門(mén)地區(qū)的大壩出現(xiàn)不同程度的破損，嚴(yán)重威脅著整個(gè)水利水電工程體系。2.1大壩滲漏。蓄水防洪是水庫(kù)大壩的主要功能，然而在水庫(kù)大壩實(shí)際的使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于在特定時(shí)間所設(shè)計(jì)的水庫(kù)大壩，對(duì)庫(kù)區(qū)實(shí)際洪水量的統(tǒng)計(jì)計(jì)算出現(xiàn)紕漏，防洪能力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，往往難以抵御幾百年一遇的大洪水，不能夠滿足水庫(kù)當(dāng)初設(shè)計(jì)理念，難以滿足當(dāng)前水庫(kù)大壩的預(yù)防使用標(biāo)準(zhǔn)。此外一些地區(qū)的水庫(kù)由于在水利工程建設(shè)階段施工技術(shù)有限，施工作業(yè)不到位和對(duì)水壩本身的防滲設(shè)計(jì)不合理，加之水庫(kù)的使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，存在很多滲水、漏水的地方，嚴(yán)重影響了水庫(kù)的實(shí)際蓄水防洪能力，其產(chǎn)生的安全問(wèn)題往往給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重影響。2.2大壩主體。據(jù)水利部門(mén)測(cè)算，水利工程中存在的主要問(wèn)題是大壩主體問(wèn)題，其中包括大壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不符，在實(shí)際勘察中發(fā)現(xiàn)部分大壩主體坡度設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)時(shí)不能充分考慮壩體的透水性，當(dāng)年降水量較大時(shí)，壩體所承受的壓力過(guò)大，致使水流對(duì)主體影響過(guò)大，年復(fù)一年的變化，導(dǎo)致大壩主體受到嚴(yán)重的威脅。在大壩修建過(guò)程中，由于科技水平受限，往往采用人工作業(yè)的方式，導(dǎo)致填土質(zhì)量難以保證，垂直密度與預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)相差較大，并且碾壓工作也不到位，致使中間出現(xiàn)軟弱層，在長(zhǎng)時(shí)間的雨水影響下，個(gè)別壩體位置受損嚴(yán)重，壩體根基穩(wěn)固性難以保障，更有甚者，在地面下沉等原因下，壩體出現(xiàn)開(kāi)裂，部分地區(qū)出現(xiàn)塌方等，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全。除此之外，部分大壩護(hù)坡石的重度和厚度未嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)修建、大壩主體的高度設(shè)計(jì)不合理、修建質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)設(shè)要求等均是大壩主體產(chǎn)生安全隱患的主要原因。2.3引水涵和溢洪道存在問(wèn)題。引水涵和溢洪道也是兩個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題的部位。前者多數(shù)是由于引水涵的自身施工材料不符合現(xiàn)行的施工標(biāo)準(zhǔn)，在使用過(guò)程中沒(méi)有對(duì)引水涵進(jìn)行定期檢查，從而導(dǎo)致引水涵出現(xiàn)滲水漏水現(xiàn)象，日積月累使得漏水部分不斷增加，從而很大程度上威脅到大壩主體的安全。后者除自身施工材料不符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)外，最主要的問(wèn)題就是溢洪道的設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，往往泄洪能力達(dá)不到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致溢洪道不能在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮其應(yīng)有的功能，出現(xiàn)威脅人民生產(chǎn)生活安全的事件。

3水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

3.1壩頂、壩坡加固設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固中，對(duì)壩頂壩坡進(jìn)行合理科學(xué)設(shè)計(jì)是首要環(huán)節(jié)。在水庫(kù)實(shí)際應(yīng)用中，壩頂需承擔(dān)一部分的排水任務(wù)，所以必須保證其排水效果，因此，在設(shè)計(jì)階段，壩頂路面設(shè)計(jì)的合理性和有效性必須得以保障。在對(duì)路面進(jìn)行具體設(shè)計(jì)和施工時(shí)，要使得壩頂路面具有一定的傾斜度，一般來(lái)說(shuō)，向下游方向傾斜2%左右較為合理[5]，這樣設(shè)計(jì)的原因是讓壩坡的橫向排水溝和排水口相連，可在下游位置鋪上路緣石，這樣可以有效增加壩頂?shù)呐潘δ?。除了壩頂路面的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者也應(yīng)注意壩頂高程的具體設(shè)計(jì)方案，要對(duì)壩頂高程進(jìn)行相關(guān)精確合理的計(jì)算，保證壩頂高度和寬度達(dá)到相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)講，水庫(kù)的大壩邊坡比是依據(jù)壩高、壩型、壩基與壩體等水壩的基本情況和物理學(xué)原理進(jìn)行精確計(jì)算得來(lái)的，壩坡滲流和抗滑穩(wěn)定性是根據(jù)壩體承受的重力作用或壓力來(lái)計(jì)算的，只有這些水壩的基本物理參數(shù)得到有效可靠的保證，大壩才能充分發(fā)揮其排水功能，從而為大壩的整體除險(xiǎn)加固確定基礎(chǔ)。3.2放水洞和溢洪道加固設(shè)計(jì)。越來(lái)越多的水庫(kù)由于多種因素綜合作用的結(jié)果，都存在著不同程度的安全問(wèn)題，均需要進(jìn)行除險(xiǎn)加固，其中放水洞和溢洪道在除險(xiǎn)加固中往往占據(jù)著重要地位。所以，結(jié)合水庫(kù)大壩工程的實(shí)際情況，堅(jiān)持按照安全、節(jié)約、合理、可靠的原則進(jìn)行放水洞的除險(xiǎn)加固。除險(xiǎn)加固技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要針對(duì)一些隱患部位進(jìn)行加固修補(bǔ)，混凝土矩形涵洞除險(xiǎn)加固可以對(duì)洞身進(jìn)行全面的補(bǔ)漏和加固，補(bǔ)抹環(huán)氧砂漿、高強(qiáng)砂漿、各種防水涂料等實(shí)質(zhì)性意義的和作用的材料。這樣不僅能夠?qū)纯p隙缺陷進(jìn)行有效修補(bǔ)，而且能夠?qū)Ψ潘幢旧碓黾蛹庸绦Ч?。此外，為保證泄洪的通暢，確保大壩整體安全，對(duì)溢洪道也必須結(jié)合大壩整體情況進(jìn)行除險(xiǎn)加固，泄槽段、控制端、尾水渠段等的設(shè)計(jì)施工必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以保證大壩的穩(wěn)定性能，確保大壩能發(fā)揮其應(yīng)有的效果。3.3截滲、反濾與排水加固的設(shè)計(jì)。大壩的穩(wěn)定性主要取決于對(duì)水流的控制，在大壩除險(xiǎn)加固中，水流量的控制程度必須引起高度重視。在實(shí)際過(guò)程中，我們必須注重對(duì)實(shí)地的考察，對(duì)壩體、壩基的地質(zhì)情況進(jìn)行科學(xué)考察，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析與精確測(cè)算，明確大壩所能承載的實(shí)際水量以及大壩的抗腐能力，根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況合理控制水流，以達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。在抗?jié)B問(wèn)題中，要通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析測(cè)算，選擇安全可靠的抗?jié)B材料，一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)用高壓旋噴混凝土墻，安置截水槽、混凝土截滲墻板的設(shè)計(jì)等均可以有效截?cái)鄩位鶟B漏現(xiàn)象。壩體的反濾和排水加固可以在壩下埋管末端的滲流部位設(shè)置過(guò)渡層或反濾層以處理滲流出逸。此外，在滲流出逸部分加入排水管，利用貼坡排水法等也可以很好的起到加固作用。

4結(jié)語(yǔ)

新時(shí)期水利水電事業(yè)將蓬勃發(fā)展，在水庫(kù)大壩的日常應(yīng)用中，為保障庫(kù)區(qū)人民生產(chǎn)生活安全，發(fā)揮水庫(kù)大壩的重大作用，對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行相關(guān)的除險(xiǎn)加固措施，保證其在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性是十分必要的。大壩除險(xiǎn)加固工作不僅將帶動(dòng)我國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展，也將為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出重要貢獻(xiàn)。除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)施工等科學(xué)合理進(jìn)行，選好相關(guān)建筑材料，也將為排除水患及保障水利工程的整體發(fā)展提供保障。

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作者:畢云波 單位:新疆塔城水文勘測(cè)局