水库放水建筑物进行除险加固设计

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【摘要】我国的病情水库数量众多，分布广泛。本文指出了近年来中国水库主要病情与危险；介绍了土坝灌装工程的设计与研究情况；在加固和安全监测方面对主要建筑物提出了一些建议。对于基层水利工程技术人员，为水库病害情况的分析研究和加固设计工作提供了一些参考。

【关键词】水库；分析；加固

1概况

截止目前，中国已建成9万多座水库，然而，由于历史原因，中国的病态和危险水源库存量大，分布广泛，危害更严重。不能正常运行的坝，由于安全隐患的存在，有必要对这类大坝进行除险加固或重建，无法进行修复的必须丢弃，以免造成垮坝影响生命安全。为了大大减少危险水库的数量，水利部已经制定了加强国家危险水库的专项计划。范围主要针对水利部门监督下的大，中，小型病害水库，大型受影响城镇及以上重点小型危险水库，重要铁路干线最顶层此外，为了支持国家西部大开发战略的顺利发展，西部地区的一些小型，重点小型危险水库也被确定为加固工程的重点之一。

2坝基帷幕灌浆设计

1）灌浆范围及灌浆孔布置。灌浆孔布置。在坝轴线上游1.2m布一排孔，孔距2.5m，造孔43个；材料。采用粘土浆灌浆，用粘土浆料灌浆应使粘土粘度含量超过90％。

2）灌浆孔深。坝基注浆目标是坝基的残余，冲积土层与全风化岩层，强风化岩层，全风化岩层和强风化岩层之间的接触带。灌浆孔部分距离坝基线1米，距离岩石基础相对不透水层。43个孔灌浆进尺516m，造孔深1161m。

3）灌桨压力。灌浆压力按下式计算确定：P=P0+mh式中：P一灌浆压力（孔口压力）（Mpa）M——灌浆每升允许的压力增加量（Mpa），取0.015Mpa/m。H灌浆段深度（m）

4）灌浆工艺设计。沿坝轴线单排布孔，不按顺序，孔间距为2.5m;灌浆方法是套管法和全孔灌注相间灌浆法;灌浆不分序，相邻的两个孔或几个孔同时灌浆，灌浆压力大，浆料量足以促进坝基的分裂。当套管套管时，套管一般下降到坝基下方，然后钻入套管内的设计部分，然后在套管上的阻尼器后进行压力灌浆。在灌浆开始时，将浆液灌溉约5分钟，并将泥浆比控制在约1g/cm3，然后将泥浆的比重增加至约1.5g/cm3。在每个孔灌浆几次后，当灌浆基本上不再灌浆时，将灌浆管上升至约lm并继续灌浆。坝基灌浆达到最终灌溉标准后，将灌浆管提升到坝体内，抬起灌浆管，对坝体进行劈裂灌浆。对于仅在不进行坝体灌浆的情况下进行坝基灌浆的灌浆孔，当坝基灌浆达到最终灌溉标准时，再次抽出管道，拔出灌浆管后，孔口填充厚浆料，浆料表面下沉，然后重新填充，直到浆料表面不下沉，最后回填压实。

3坝体劈裂灌浆设计

劈裂灌浆是基于坝体的应力分布，即坝体轴线上有一个小的主应力面。此外，由于填充物的松散，小的主应力很小（存在弱应力）。在大坝顶部的坝线上安排灌浆孔，使用一定的灌浆压力来切割坝体，在保持大量抽吸之后，浆料被部分填充并穿透灌浆孔周围的松散土壤。沿着裂缝的部分裂缝被填充和扩散，并且逐渐形成防渗幕墙。反复切割和填充后，坝体有相应的屈曲回弹，在坝线附近形成纵向连续的防渗墙。不透水墙附近的大坝充满了紧。

1）灌浆孔的布置。设二排孔。第一排孔和坝基帷幕灌浆孔设置在同一个孔中，制成43个孔，第二排孔设置在坝轴上。孔距为2.5m，造孔42个，共造孔85个。灌浆材料：采用粘土灌浆，粘土粘度含量大于90％。灌浆孔深。如果坝体和坝基灌浆孔设有相同的孔，则灌浆从下坝基灌浆面到孔口;如果坝体充满灌浆孔，灌浆将穿透1米进入坝基并上升到孔口。造孔85个，钻孔深1，275m。

2）灌桨压力。在土坝松动的早期阶段，泥浆主要被填充和渗透。之后，泥浆上升到坝顶，从底部到顶部形成灌浆墙。因此，松散土坝早期的压力较低，中期压力较大，后期压力略低，这与灌浆过程有关。

3）灌浆工艺设计灌浆方法是在孔底部灌浆和全孔灌注的方法。在灌浆时，通常需要首先稀释然后再稀释，即用浆料开始浆料，打开坝，然后使用浓浆料。内噼外不噼为原则。在填充河道通道段和弯曲段之前填充坡度。位移控制：通常，对于每次灌浆，坝肩的位移应控制在1-2cm内。裂缝控制：劈裂灌浆在3~5m深的挡土墙上进行，以控制坝顶裂缝的发展。一旦在坝顶发生裂缝，其宽度应控制在1-3厘米内，长度应控制在20米以内。它可以在每次灌溉停止后12小时内反弹。一次灌浆量和灌浆次数控制：灌浆量和灌浆次数应根据坝高和灌浆量确定。一般不少于5次，间隔约为5天，每次再输注量约为10立方米。观测要求：灌浆是定居服务设置位移观察，每天定期观察一次，加上临时灌浆坝灌浆试验。灌浆期间孔口压力的变化由特殊人员随时记录。好各项灌浆记录，填表好相关表格。四大坝安全监测设计我国大坝安全观测设施简单落后，仅进行过短期观测，且资料不连续，大部分设施现已年久失修，无法继续使用。为确保大坝安全运行，应建立相对完整的大坝安全监测系统。就我国主要的病险水库的特点，本次设计仅按常规监测进行设计。其具体观测指标如下：外部表面变形观测；渗流观测；水文、气象观测；

4小结

我国病情水库库数量多，分布广，危害严重。大坝诸多除险加固技术已经在许多水库中得以成功运用，并且使众多病险水库再次安全运行，造福人民。但是，仍有许多方面需要不断努力改进。中国95％以上的水库大坝都是土石坝，土石坝上游斜坡的加固非常普遍。采用混凝土预制块护坡不仅可以适应坝体的变形，而且可以保持坝体边坡整齐美观。采用现浇混凝土护坡手册计算的预制块厚度大，施工不方便，形状单一。建议对混凝土预制块护坡成套技术进行研究，提高我国土石坝护坡技术水平。作者简介：侯瑜，1998年生，男，大学本科生在读，现就读于河北农业大学城乡建设学院，水利水电工程专业。郭丽娜，1998年生，女，大学本科生在读，现就读于河北农业大学城乡建设学院，土木工程专业。

参考文献

[1]吴中如,沈长松,阮焕祥.水工建筑物安全监控理论及其应用[M].南京:河海大学出版社,1990.

[2]赵斌.大坝安全监控正反分析的新模型和新方法[D].南京:河海大学博士学位论文,1998.

作者:侯瑜 郭丽娜 单位:河北农业大学城乡建设学院