浅谈病险水库大坝防渗加固设计论文
1病险水库大坝防渗加固设计的重要意义
1.1提高水库大坝总体质量
水库大坝在水利工程中占有重要地位，起着调节水源、支持地方经济的关键作用。在多雨季节，水库大坝能够及时泄洪、及时排水，发挥水利工程的重要作用。在干旱时节，利用涵养的水库存及时开闸放水，灌溉农田，为农作物正常生长做出贡献。然而，我国水库大坝建设年头比较久远，不符合现代设计的标准，而且由于风吹日晒，很多硬件设施逐渐老化，造成一系列隐患。因此，在病险水库大坝防渗加固设计中对弊端及漏洞及时改良，积极组织人员维修、加固，才能保证在多雨季节及时发挥作用。加强水库大坝防渗技术的应用，能够提升工程整体质量，降低故障率，延长使用寿命，使水库大坝工程作用发挥最大化。
1.2有力地维护工程建设
渗漏是工程最大的隐患，极有可能毁掉整个工程，甚至造成人员伤亡。在病险水库大坝防渗加固设计中，要根据工程情况制定具有针对性的设计方案，具体措施包括但不限于:针对大坝渗漏的部位及情况采取有效的技术措施进行预防及修复;对水库周边进行加固处理，板底进行加厚，确保工程的安全性。
2病险水库大坝渗漏原因
有关部门结合大坝地质及区域水文特点对地表地质展开调查，初步总结出病险水库大坝渗漏的原因。
2.1坝体发生渗漏
我国部分水库大坝在修建时由于历史条件及国家经济发展水平的限制，施工人员多为临时招募的农民，缺乏必要的技术常识，而且专业技术人口稀缺，对施工队伍建设过程中的指导不到位，导致施工工艺不达标，缺少必要的质量控制，大坝整体质量较差，土体疏松，坝身和接触带上出现多处渗漏。
2.2坝基、坝肩渗漏
水库大坝地质比较复杂。岩溶裂缝发育现象严重，为强岩溶透水层。由于年代久远，坝基岩石腐蚀较为严重。节理裂缝较发育。虽然坝基坝肩在建设中经过防渗处理，但是由于长时间受到库水的压迫，岩溶管道中防渗体被压穿，引起渗漏。
3病险水库大坝防渗加固设计原则
病险水库大坝防渗一般采用灌浆或防渗墙措施来处理渗透或降低浸润线，采用防滑桩或压重等措施来提高抗滑稳定性安全系数。处理时要注意以下原则:按照堤坝所处水流位置划分。采取上游坝相应处理方法和下游坝处理方法。如果堤坝位于上游，主要采取兴建铺盖的方式，使用合适的防渗墙技术手段以及帷幕灌浆来阻止渗水事故蔓延。若堤坝位于河流下游，一般使用排水沟进行疏导，修筑减小压力的作业井，以及修建导渗反滤体。
4加强病险水库大坝防渗加固设计的途径
4.1对症下药
加强病险水库大坝防渗加固设计的前提是了解渗漏的原因，才能对症下药。有关部门调查显示，渗漏主要由以下3点原因造成:①在修筑堤坝时由于施工技术不达标或者混凝土浇筑出现错误而造成裂缝，在河水暴涨时期由于大规模的水流冲刷造成渗漏甚至堤坝塌陷;②施工工艺不达标，影响工程质量与抗压、抗震能力;③冷热温差大，水库坝体表面容易出现裂缝，影响工程稳定性等。同时要注意区别正常渗漏与非正常渗漏。
4.2稳定坝体结构
防渗加固要遵守一定的原则，即上堵、中截、下排，因此可利用天然黏土或人工填筑黏土构建水平铺盖。病险水库大坝经常采用具体的垂直防渗方式来除险加固，例如高压喷射灌浆技术，即利用钻孔机，将装有特制合金喷嘴的'注浆管下到预定位置，再用高压水泵或高压泥浆泵将水或浆液通过喷嘴喷射出来，使土体在冲击的作用力下瓦解，土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。浆液凝固后，就形成一定形状的固结体，最终达到防渗漏的目的。为了稳定整体大坝结构还要注意对护坡的建设以及涵洞危情处理的能力，提高泄洪道排水能力的同时对相关硬件设施进行除险加固。另外，还要加固坝体以提高其抗震能力。地震对水库大坝造成的冲击是毁灭性的，检测地震的震级及强度，对坝顶进行超高设计，坡坝坡度放缓，增强坝坡稳定性。尤其要注意水库大坝上部的加厚，可采用石块砌体，并设置钢筋槽笼。
4.3加强病险水库除险加固能力
病险水库大坝的除险加固措施要以经济型为前提，并且操作简单，具有可行性。要对现场地质、水质进行实地勘察，将情况汇总，对渗漏可能性与重点部位进行分析。尤其需要注意的问题就是裂缝，千里之堤溃于蚁穴，如果放任裂缝不管，裂缝继续扩大极有可能造成整个大坝溃堤，因此防渗加固设计首先要解决的问题就是裂缝。若出现轻微渗漏，可采用高压胆管混凝土的旋喷技术将渗漏缝隙堵塞，或者采用翻砌的方式进行接缝处理。
4.4加固排水减压设施
水库坝体经常受到大面积水流冲刷，压强较大，硬件设施极易损坏。因此，要加固排水减压设施。此设施一般利用导渗沟、减压井、水平盖等实现减压目的。加固导渗沟时要严格控制层间关系，一旦出现堵塞情况或者局部遭受破坏，及时将堵塞物清除并且进行翻修。还要定期对减压排水设施进行巡检，防止人为破坏。
4.5防渗材料的应用
除了创新、改进防渗技术外，还应加强防渗材料的使用，目前复合土工膜的应用比较广泛。其具有质量轻、延展性好、抗老化、成本低、制造工艺简单的优点。应用要点包括:选择合适的土工膜。土工膜的种类较多，质量良莠不齐，尤其是接缝处经常出现不符合质量规范的现象。因此，要谨慎选择土工膜的抗压能力、透明度、渗水情况;确保土工膜与防渗体间链接的方式正确，是否无缝连接是能否成功防渗的关键;按照规范设计上垫层与保护层，做好防护;加强检修，及时发现漏洞。
5关于病险水库大坝防渗加固设计的建议
5.1严格遵守国家规范
病险水库大坝防渗加固设计不仅要具有可行性与有效性、经济性，还要严格按照相关规范进行，缩短审批时间。5.2实行责任制病险水库大坝防渗加固设计项目，工作量大且时间紧张，而且一些地方设计师同时肩负着多个小型水库的防渗加固设计，因此设计方案的有效性得不到保证。因此，有关部门要制定完善的责任制度与激励、惩罚制度，增强设计师责任心，提高工作积极性。
5.3加强学习
有关建设单位要加强施工队伍的技术培训，并且建立有效的监理机制对建设过程进行监督;要加强关于防渗加固的专题培训，宣讲防渗加固的重要性;技术人员自身也不能止步不前，要自觉自发地坚持学习，掌握新技术，以适应时代与科技的发展;设计部门应加强对设计人员职业操守的教育，强调设计方案对整个水库大坝防渗加固的重要性，促使设计师深刻认识到自己所担负的是保卫国家财产及人民生命安全的重任。
6结语
水库大坝起着防御洪水、旱季灌溉的重要作用，其能否稳定安全运行关系到国计与民生。因此，必须重视水库大坝防渗加固的设计，根据相关设计原则，进一步加强病险水库大坝防渗加固建设，降低事故率，保证水库大坝的质量。
作者:吴小计 单位:江西省鄱阳县水利局
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分析水利工程大坝安全监测应用技术论文
1 大坝安全监测的现实应用意义及现状
(1)受到外部工程环境的影响，在大坝建设过程中，大坝容易受到过量的地震荷载及环境荷载，比如温度因素、水压力因素等，这些因素不利于提升大坝的整体安全管理效益。受到内部工程环境的影响，大坝建设容易出现一系列的施工问题，这些因素主要包括机械设备因素、人为影响因素、材料性能因素等，长期以往，会导致水利工程出现变形、裂缝、渗漏等状况，如果不能实现这些问题的及时性诊断及解决，就会不利于大坝的整体安全性运作，从而出现一系列的灾害性事故。
随着大坝工程体系的健全，大坝安全监测方案不断得到应用，这种安全监测方案属于大坝原型观测系统的范畴，需要将观测仪器进行大坝原型的置入，做好相关的现场侧脸工作，进行特征量的获取，进行大坝结构性态变化的分析。通过对大班安全监测环节的开展，有利于应对大坝变形状况、温度变化状况、应力变化状况，从而优化大坝工程理论，实现大坝整体安全管理水平的提升。随着我国社会经济的不断发展，大坝安全监测设备不断得到普及，一系列的安全监测技术不断得到应用，比如全球定位系统的应用，这些新型技术手段的使用，有利于实现大坝安全监测的整体化运行。
(2)随着时代的不断发展，我国积极引入各种先进的大坝安全检测进口仪器，实现了管理自动化模块的发展，大坝安全监测体系不断得到健全，各种新型安全监测自动化设备不断得到应用，这不断推动了我国水利水电工程安全监测自动化技术的发展。
2 大坝安全监测方案的优化
(1)为了满足现阶段大坝安全监测工作的要求，进行监测大坝整体安全状况的实时性调查是必要的，从而深入了解大坝的整体安全运转状况，进行大坝安全监测资料的收集，进行大坝工作状态的实时性评估，从而有效增强大坝的整体安全性。为了满足实际工作的要求，做好及时性监测工作是必要的，从而获得可靠性的监测数据，这需要做好监测方案的及时性分析工作，避免出现相关的安全责任事故，避免出现一系列的工程灾害事故。在施工环节中，需要做好施工质量监控管理的反馈工作，做好设计合理性的验证工作，通过对大坝整体安全性监测方案的应用，进行大坝安全状态的及时性了解。
为了实现大坝安全程度的及时性掌握，需要做好大坝工程的例行巡查工程，进行仪器监测手段的应用，实现大坝安全监测体系的健全，这需要根据工程实际状况展开分析，进行各类安全监测一起的综合性使用，进行大坝安全运作状态的分析，做好各类大坝安全动态数据信息的分析工作，进行大坝运行状态的科学性评价。及时掌握大坝安全运行信息，做好相关的调度指挥工作。在大坝项目建设过程中，做好安全监测工作是必要的，从而有效应对大坝变形状况，解决渗流压力问题，实现变形环节及渗流监测环节的协调，充分实现大坝安全形态的及时性掌握。
(2)随着时代的不断发展，一系列的水工建筑物不断得到兴建，在水工建筑物形态的观测过程中，通过对仪器设备的使用，可以满足水利大坝安全监测工作的要求，进行一整套安全监测方法的构建，从而进行观测方案的优化，有效应对混凝土的应变问题、变形问题，实现对混凝土应力的有效性计算。通过对新型差动电阻式仪器的使用，可以有效增强大坝安全检测的稳定性，有效应对大体积混凝土建筑物的变形问题、应力问题，实现对测点温度的有效性监测。在水利大坝安全检测环节中，进行新型安全检测设备的应用是必要的，从而进行振弦式仪器的使用，这种仪器设备具备良好的内部构造结构，具备良好的工程测量效益，能够满足大坝工程自动化检测的工作要求，实现水利大坝长距离测量工作的要求。在现阶段大坝变形监测过程中，各种新型仪器不断得到应用，包括一系列的遥测引张线仪、遥测垂线坐标仪器等，比较常见的遥测垂线坐标仪器包括电容感应式仪器、马达跟踪式仪器、电磁感应式仪器等，比较常见的遥测引张线仪有 CCD 模式，电容感应式等，通过对不同位移计量模式的应用，可以进行基岩深度变形状况的分析。
(3)随着我国各类水利工程技术的发展，大坝安全检测技术不断得到应用，各种新型的监测仪器不断得到发展，比如通过对差动电阻式技术的应用，可以进行面板周边施工缝的有效性检测，实现对大坝水平及垂直变形状况的有效性监测，实现信息的自动化采集，通过对不同种监测仪器的使用，实现大坝安全检测效益的提升。随着时代的发展，新型的大坝工程监测技术不断得到应用，大坝安全监测技术体系日益完善，但是整体来看，我国的大坝安全检测体系尚不健全，有些先进性的大坝安全检测技术依旧处于研发的阶段，通过对各种大坝安全监测仪器的开发及利用，可以有效提升水利大坝的整体安全监测效益。电缆运输是检测仪器的重要工作手段，在实际工作中，受到电磁场、辐射场、电气等的影响，电缆经常受到干扰，从而出现监测数据失真状况，不利于提升水工建筑物监测分析效果。
为了解决大坝安全监测工作的要求，进行检测仪器设备体系的健全是必要的，进行数据采集模块的优化，从而有效应对外部工作环境的干扰状况。在不同的.施工模块中，进行各种仪器设备的使用，做好监测仪器电缆保护管的选择工作，实现其与地网的充分性连接，切实提升工程监测数据的整体安全性、可靠性，在位移监测环节中，可以进行固定测斜仪器的使用，做好工程自动化监测工作，这种监测手段具备较高的造价成本，为了解决实际工作要求，可以进行活动式测斜仪器的使用，做好单点探头的自动化监测工作，通过对GPS 监测技术的应用，实现大坝工程安全监测成本的控制。
在大坝力学特性监测及结构损伤检测模块，需要进行大坝 CT技术的应用，实现该技术传播途径的优化，实现图像重构效益的提升，落实好温度监测环节、渗流环节、裂缝监测环节的协调，确保光纤光栅技术模块的优化，提升其自动化、多元化、智能化程度，有效提升变形监测自动化技术效益，做好水利大坝安全检测工作，实现其整体工作效益的提升。
(4)随着我国经济体系的日益健全，大坝安全监测技术不断得到应用，我国的水利大坝工程方案不断得到优化，但是目前来看，我国的水利大坝工程依旧存在很多技术上的不足，欠缺健全性的仪器设施，为了满足现阶段大坝安全监测工作的要求，进行高精度、高可靠性智能监测系统的应用是必要的，实现监控网络管理体系的健全，实现在线监测环节、离线分析环节、安全评判环节的优化，实现大坝安全风险评估方案的优化，实现大坝安全监测信息的及时性通知，确保大坝安全监测工作的稳定化发展。
3 结束语
为了满足现阶段水利大坝安全监测工作的要求，进行大坝安全监测理论体系的健全是必要的，这需要引起相关工作管理人员的重视，做好水利大坝工程的安全监测工作，实现大坝安全监测体系的健全，确保其内部工作模块的协调。
崔世华 刘长成 丁荣胜 王德生
（山东鲁北地质工程勘察院，德州253015）
作者简介：崔世华（1957—），男，现为山东省鲁北地质工程勘察院物探工程师，一直从事水文物探工作。
摘要：本文论述了高密度电阻率法的工作原理，结合实例介绍高密度电法在探测堤坝渗漏隐患的应用。
关键词：高密度电法；堤坝渗漏隐患；探测；应用
0 引言
长期以来对坝堤渗漏、隐覆空洞、蚁穴等探测是水利工作者的重要任务，特别在汛期到来之前对主要险工险段进行加固修复是水利工作者的头等大事。但是，对上述问题的探测，准确找到隐患地段是水利工作者难以解决的问题。随着科技的发展，计算机的普及应用，高密度电阻率法是各种地球物理方法中解决上述问题最有效的方法。
高密度电阻率法是20世纪80年代中期，日本地质株式会社曾借助电极转换开关实现了野外高密度电阻率的数据采集。80年代中期我国地矿部系统在长春地质学院王兴泰教授的主持下开展了高密度电阻率法及其应用技术的研究，进一步探讨并完善了高密度电阻率方法的理论及有关技术问题。90年代后期，随着电子技术和计算机技术的发展及应用普及，高密度电阻率法，实现了数据的快速自动采集，并且观测精度高，探测的深度灵活，通过笔记本电脑将采集的数据进行现场数据处理、分析、成图。因此在工程地质勘察和水文地质勘察中得到推广应用。
1 高密度电阻率法的工作原理
高密度电阻率法是一种新兴的阵列勘探方法。它集中了多个深度的电剖面和密集的电测深法，采用高密度布点，将多个电极（一次可布上百根电极）置于测线上，通过多道电极转换器和直流微机电测仪，进行二维地电断面测量。在野外测量时每条剖面的电极布设一次完成，利用电极自动转换器和微机电测仪进行数据自动采集，将采集数据输入计算机，实现对数据实时处理后生成彩色地电断面图。
高密度电阻率法的地球物理前提是地下介质的导电性差异，和常规电阻率法一样，它通过A、B电极向地下供电流I，然后在M、N极间测量电位差ΔV，从而求得该记录点的视电阻率值ρs＝kΔV/I。根据实测的高密度视电阻率剖面图，进行计算，处理分析，便可获得地层中的电阻率分布情况，从而可以划分地层，圈闭异常等。
2 高密度电阻率法的应用
青岛淄阳水库大坝为粘土均质坝。全长3200m，顶宽5m，最大坝高14.10m，坝顶高程76.4m。总库容1.16×107m3，最高水位73.57m，兴利库容2.06×106m3，兴利水位68.0m，死库容4.8×105m3，死水位65.19m。
本文选择在大坝0＋1000—0＋1500号桩上，运用高密度电阻率法勘探的应用实例加以说明。本次检测使用的仪器为北京地质仪器厂生产的DUM-2 型高密度电阻率仪。主测采用1200三电极测量装置（Pole-Dipole），一次布极总道数为60，道间距为3和4m，NEAR＝1，FAR＝8和10，无穷远极距为400m。野外采集的原始数据输入计算机后，经TDATA和SDA处理后得各测点不同深度的视电阻率数据文件，在经TOSF处理后，生成的文件在SURFER软件下实现自动成图，见图1、图2。图1为青岛淄阳水库主坝0＋1000—0＋1500号桩高密度地电断面图（等值线方式），图2为青岛淄阳水库付坝0＋1000—0＋1500号桩高密度地电断面图（等值线方式）。
图1 青岛淄阳水库主坝0＋1000—0＋1500号桩高密度地电断面图（等值线方式）
图2 青岛淄阳水库付坝0＋1000—0＋1500号桩高密度地电断面图（等值线方式）
从图1主坝的高密度地电断面图上可以看出，在1000—1130点处和1430—1470点处视电阻率值较低，在坝体上，有几处视电阻率值在24Ω·m的低阻异常封闭圈。这说明坝体在该段整体密实性较差，坝体局部疏松，在坝基处的低阻异常反映，说明坝基底部为粘土层，在1130点和1400点处视电阻率曲线变陡。推断此处坝基处有较陡的断裂存在。这在图2付坝的高密度地电断面图上同样存在。这一推断于已知资料相吻合。
3 结论
（1）高密度电阻率法检测堤坝渗漏、隐患是可行的，同时对坝基不良地质体的位置均有准确的反映。
（2）高密度电阻率法测点较密，自动化程度高，费用低，效率高，一次可完成纵、横二维探测过程，故在断层构造或其他地质勘察中，高密度电阻率法会起到越来越重要的作用。
参考文献
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王传雷，董浩斌，刘占永.2001.物探技术在监测堤坝隐患上的应用.物探与化探，（4）：294～299
