堤坝设计研究论文

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

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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

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。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。

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

参考文献:

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［2］方奋飞.惠安梅山水库大坝防渗加固技术探讨［J］.福建建材，2014(01):24－25.

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［4］肖殷.复合土工膜在水库防渗加固工程中的施工技术分析［J］.黑龙江水利科技，2015，13(01):117－118.

［5］向广银.塑性混凝土防渗墙在北湖水库加固中应用［J］.中国农村水利水电，2015(08):141－142.

堤防工程施工砂砾料质量控制分析工学论文

摘要:砂砾料填筑是施工控制过程中的关键，针对这种材料的特点，在施工过程中各施工环节，如采料、卸料、摊铺、洒水、碾压、干密度检测等都须采取与之相适应的质量控制方法，使填筑质量达到设计要求。

关键词:砂砾料；堤身填筑；质量控制

一、前言

砂砾料填筑是施工控制过程中的关键，料场复查、开采运输、填筑碾压等工序完成的情况，将直接影响到整体工程的施工进度、工程质量和经济效益。

以某工程为例，该工程为Ⅲ等工程，防洪堤为2级堤防。防洪标准按50年一遇洪水设计。填筑材料就地取材，开挖人工湖的砂砾料填筑堤身，大堤迎水面边坡上段1：5，下段1：3。堤身采用河床砂砾料填筑，压实标准采用相对密度（Dr）控制，设计要求Dr为。

二、砂砾料填筑要求

砂砾料用于堤身填筑部位，设计要求具有良好级配、砂砾料的最大粒径不得超过150mm，含砂量（粒径<2mm）不得超过总重量的40%。压实标准采用相对密度（Dr）控制，设计要求Dr≥。

经现场勘查、取样，依据SL237-1999《土工试验规程》，对砂砾料试样进行相对密度试验，试验结果最大干密度～ g/cm3，平均值；最小干密度～ g/cm3，平均值 g/cm3；见表1。经计算，对应于Dr=的干密度控制值为 g/cm3。

三、砂砾料场质量控制

砂砾料场质量控制：①料场表面覆盖层及树根、建筑垃圾等杂物必须清除；②砂砾料含泥量宜小于5%，有泥土夹层或夹杂土块的也应清除干净；③砂砾料中大于60mm的砾石不得过于集中，一般应控制在30%以内。在现场主要以“目测法”为主，可取具有代表性的试样进行室内试验。

采料方式：料场区域地下水位较高，料源大部分是位于水下，故开采方式均采用立面混合开采，一次到位。这样也可以避免砂砾料中的砾石（大于60mm）含量与砂粒（小于2mm）含量过小或过大，只有砂砾料级配良好，才能达到较好的碾压效果。

四、碾压试验

碾压是完成堤身填筑的最关键的一道工序，因为只有通过碾压才能使松散砂砾料的干密度或相对密度达到设计要求，施工前应进行现场碾压试验。

碾压试验是堤坝填筑施工中一项重要内容，其主要目的是：①核实砂砾料设计指标（干密度或相对密度）的合理性；②确定相应的碾压参数为施工提供依据；③选择压实机械类型和型号；④优化施工工艺。

通过碾压试验，本工程确定采用YZ-14B振动碾，碾压6遍，铺料厚度，含水量控制在8%左右，洒水量宜为填筑方量的30%。 五、填筑碾压

堤身填筑主要包括：卸料、摊铺、洒水、碾压等工序。

（一）卸料

按照规范和设计要求，卸料可采用进占法和后退法，但由于砂砾料的无粘聚性，采用进占法对一般车辆来说受其自身性能的限制是很难做到的，所以砂砾料填筑过程中，较多采用后退法，砂砾料卸料时如果发生颗粒分离现象，摊铺前应将其拌和均匀。

（二）摊铺

根据工作面的`宽窄，用推土机械摊铺就能满足要求，铺料厚度为；铺料边线超过设计边线1m，这样可以使堤身留有足够宽度的削坡余量。

（三）洒水

洒水应做到碾压前洒水一次，之后，边碾压边洒水。洒水设备选择的关键一是其出水量要满足工程需要，因总洒水量一般为新碾压砂砾料体积的30%，这一点与一般土料有较大差别，施工过程中应引起高度重视，否则会制约工程质量与进度；二是加水设备要能灵活控制整个碾亚工作面，以使现场操作简单易行，施工过程中，可沿填筑工作面布置主干管和活动支管。

（四）碾压

碾压过程中关键是控制好振动碾的行驶速度及加水量，同时做到边洒水边碾压，目测碾压面有明水（基本达到饱和）时，碾压效果最佳。振动碾压实作业采用进退错距法，碾迹搭压宽度大于10cm，行走方向平行于堤轴线，行走速度控制在2Km/h以内。作业面应分层统一铺料，铺料厚度，统一碾压，碾压后的压实层厚度一般为45cm左右。碾压过程中配备人员和推土机整平，严禁出现界沟；碾压过程中分段碾压，分段作业面100～150m，各段应设立标志，以防漏压、欠压和过压，上下层的分段接缝位置应错开。相邻作业面交接带碾压彼此搭接，平行堤轴线方向不小于，垂直堤轴线方向不小于3m。

六、砂砾料填筑质量控制

依据SL260-98《堤防工程施工规范》进行砂砾料填筑质量控制，压实指标按设计相对密度值对应的干密度 g/cm3控制，质量检测取样部位在碾压工作面上均匀分布、随机布置；取样数量自检时控制在每100 m3～150m3取样1个，抽检量为自检量的1/3。

依据SL275-2001《核子水分密度仪现场测试规程》，干密度测定采用ZN-2000型核子水分-密度仪，测试前需对其进行标定，现场检测采用投射法，该种方法具有无损、快速、灵活、操作简单等优点。具体操作步骤是：①使用导板、钎杆和重锤，造一个垂直于检测表面、其深度至少大于仪器源杆实际插入深度50mm的测孔，测孔垂直度要保证在仪器源杆插入预定检测深度后，不致造成一端翘起或倾斜。②把仪器轻轻放置在测点位置上，在保证源杆不扰动测孔孔壁的前提下，将仪器源杆缓缓插入测孔，直到预定的检测深度30cm。③设置检测时间为15s。④启动仪器开始检测，检测完毕后，记录检测结果。值得注意的是，当被检测砂砾料中存在较大颗粒或空洞时，其检测结果会有较大偏差，此时可将仪器转动90°检测一次，直至转动360°完成4次检测，取4次检测结果的算术平均值作为该点的检测结果。

经检测，本工程共抽检5049个点，干密度最小值 g/cm3，最大值 g/cm3，平均值 g/cm3，高于设计干密度值 g/cm3的有4995个，合格率为。

七、结束语

砂砾料填筑施工质量控制应着重注意以下问题：①砂砾料洒水量应控制在目测碾压层面有明水（基本达到饱合）时，碾压效果最好，这一点与一般土料截然不同。②砂砾料填筑采用ZN-2000型核子水分-密度仪测定含水量和密度，具有无损、快速及时、操作简单等优点，它不仅为施工单位赢得了时间，而且为质量检测部门提高了工效，这种优点是灌水、灌砂等常规检测方法所不具有的。③为保证砂砾料堤坡在设计断面内的压实密度达到设计要求，铺料时上下游堤坡必须留有足够的削坡余量，本工程控制宽度，以便削坡后，堤身砂砾料填筑的密度满足设计要求。