水利工程中的坝体建筑加固设计技术分析

屈华非

重庆市渝北水利电力建筑勘测设计院有限公司 重庆 404100

水利工程的坝体建筑质量在很大程度上决定着坝体的使用寿命，对于水利工程蓄洪、发电等作用都会产生影响。由于坝体建筑长时间受到冲击，加上外界环境的影响，其稳固性会大大降低。因此需要做好坝体建筑的加工工作，从而提升工程的安全系数，创造更大的综合效益。

1、水利坝体建筑工程概况分析

一水库设计总容量为1.5亿m3，主要用于当地农业灌溉与防洪，承担部分发电功能。整个建设过程可以分为主坝和副坝，水库长期使用后，带来显著的经济效益，在养殖、发电、防洪等方面起着重要作用。但由于各种因素的影响，水库的坝体建筑需要进行加固，从而延长使用寿命。

水利工程中水库最为常见，关键就是如何计算库容，也是测绘工作的主要组成内容。受到传统技术方法的限制，通常选择人工计算方式明确库容，但整体耗时长、工作量大，且受到人工计算影响容易出现错误，影响到最终精度。现代测绘技术可以提升水库面积的计算精准度，并将等高线在地形图上绘制出来，提升水库库容计算准确度。利用现代测绘技术计算库容更加高效，也可以推行自动化管理模式。水利工程施工测量的基本途径之一就是点位测量，通过结合已知角度、长度、高程等数据，合理设置点位并准确测量。整个过程中需要注意一个问题，要求保证地形图测量精度与放样紧固带。

2、水利坝体建筑存在的主要问题

水库坝体设计方案为砂壳土坝，坝体宽度2.5m、坝底宽26.2m。当时建设时受到施工技术、建设成本等因素限制，造成坝体存在质量安全隐患。水坝经过数年运行后，一些质量问题逐渐显露出来，影响到水坝的正常运行。处于安全考虑，决定采取加固设计措施，解决质量安全问题。具体体现在以下几个方面：

2.1 无法满足规范要求

通过相关的研究发现，水利工程心墙、壳的压实不符合工程要求。并且坝体材料的均匀性不好，局部存在问题，有塌陷的可能。因此整个坝体的阻水性能相对较差，受到水体侵蚀出现变形情况。最终在不断渗透的过程中引发了变形情况。

2.2 坝基与坝间清基不彻底

通过对坝体的材料进行研究发现，水库坝基岩土地采用的是弱风化的黑云长花岗岩，左坝肩顶部表面使用的是含砂黏土薄层，坝体下部为花岗岩全风化土，风化层较强。可见，坝基、桥台清理不彻底。因此存在相对严重的渗漏问题，对于整个水库的稳定性和安全性。

3、水利工程的坝体建筑加固设计

在本次工程中坝体加固设计如图1所示。

图1 加固设计

3.1 主坝加固设计

对风化岩层中进行造孔处理是相对较难的过程中，通过研究发现可以采用帷幕灌浆的方式进行处理，如图2所示。具体可以使用防渗处理技术，对左坝和右坝进行处理，并做好风化岩层的防渗处理。

图2 帷幕灌浆施工工艺

在具体的施工过程中，需要将孔距控制在2米左右。同时，在弱风化岩层为5米的灌浆孔周边应该做好相应的防渗措施，并将防渗墙厚度控制在1米左右。对于塑性土防渗墙的弹性模量应该控制在800～1000MPa，从而提升坝体建筑的稳固性。

3.2 水利工程中的坝体建筑加固设计技术

水利工程中的坝体建筑加固设计技术常用的有以下两种方式：

3.2.1 裂缝灌浆加固技术

加固坝体裂缝的水利工程,有必要使用裂缝的灌浆技术,具体包括整个孔灌浆和灌浆底部的洞,控制灌浆压力,将坝体分为裂缝,并注意泥浆的裂缝。在使用裂缝注浆技术的过程中，需要对于裂缝产生的原因进行分析，及时掌握坝体的应力情况，从而做到科学布置孔的分布情况，为进一步灌浆处理打好基础，实现对大坝的加固。采用裂隙注浆技术主要是基于水力压裂原理，利用水压及时扩大裂缝，并及时灌浆，完成加固工作。正常情况下，大坝的部分会呈现梯形具体的特点对应力进行分析计算，确保后续灌浆、布孔的顺利进行。另一方面还应该借助泥浆对坝体的裂缝进行加固处理。使用高压泥浆填充坝体的空洞与裂缝，可以增强坝体的稳固性。

3.2.2 混凝土防渗墙加固技术

对于坝体加固，还可以使用混凝土防渗墙加固技术。该技术对防止泄漏起着重要的作用。混凝土防渗墙技术具有良好的防渗效果，可减小渗流梯度，切断渗流。此外，在采用混凝土防渗墙技术施工时，应确保满足抗剪、抗压要求。同时，对于混凝土防渗墙技术的应用，可以采用注水槽法和机械槽法进行处理。使用射水造槽的方法有一定的优势，具体表现为方法简单、成本低廉，因此对于土质开挖具有较大的应用范围。这种方式操作简单，对施工人员的技术要求相对较低，可以大大提高施工效率。另外，这种方式的施工时间较短，凿孔率相对较高，成孔率也非常高，可以有效避免二次施工的出现，在很大程度上可以起到降低施工成本的目的。

但在实际操作中，这种方式也存在一定的问题，具体如下，射水造槽法不适用于砾卵石地层，整个施工的机械相对复杂，因此施工的灵活性较差，对于施工的自动化水平而言，相对较低。对于坝体的基岩、防渗墙之间的连接施工存在较大的施工难度。还容易导致墙体之间出现泥皮，影响总体的加固效果。

4、结语

综上所述，由于传统的建筑技术和资金投入等因素的影响，水利工程施工的质量与标准相对于预期还有一定的差距。在长时间使用之后出现渗漏和裂缝等问题，对于水利工程的稳定性和安全性造成严重影响。因此水力工程的坝体建筑加固设计就显得十分重要，在加固过程中具体应该根据工程的需要以及材料的结构进行综合分析，从而充分发挥水力工程的作用。