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摘要：水库在合理分配水资源、提高水资源利用效率等方面发挥着不可替代的作用，是一种重要的水利工程设施。新中国成立以后，我国通过修建大量中小型水库使国内水资源利用过程中产生的压力得到了有效缓解。本文通过研究分析中小型水库在使用过程中出现的主要病害现象和各种除险加固技术的实践应用成果，希望能够对提高我国中小型水库的建设与维护技术有所帮助，促进我国水利建设事业的发展。
关键词：中小型水库；除险加固技术；应用分析
前言
水库在周边居民的生活和生产中发挥着重要的作用，是十分重要的蓄水点。然而由于我国存在大量建设时间比较早、使用时间比较长的中小型水库，水库的修建技术和使用的材料比较落后，并且在使用过程中陆续发生一些病害，导致水库的安全性降低，严重威胁到周边居民与企事业单位的生命财产安全。因此应当采取适当的除险加固措施对病害现象进行消除或改善，从而提升水库的安全性和运行质量，防止发生安全事故，提升水库的使用价值。
一、中小型水库的主要病害
我国现有水库的数量在世界范围内名列前茅，在20世纪50至70年代修建的8万座水库中，由于普遍采用边勘测、边设计、边施工的建设方式，并且存在严重的管理不善问题，导致水库病害现象严重。其中存在的主要病害为水库大坝的裂缝，裂缝主要可以分为龟裂缝、横向裂缝、纵向裂缝等表面裂缝和出现在大坝不同位置的内部裂缝。
1、表面裂缝
龟裂缝主要表现为缝间距比较均匀且没有方向规律的纵横交错的裂缝，主要是由于坝顶和坝坡没有铺设保护层以及水库上游防渗铺盖表面在水库泄空时漏出，导致堤坝填土在干湿交替中体积发生变化导致的。龟裂缝的出现几率与筑坝土料的粘性和含水量成正比，砂土中不会出现龟裂缝，土壤中出现龟裂缝的几率比较低，严寒地区每年冬季的填土冰冻也会导致龟裂缝的出现。横向裂缝基本垂直于坝轴线并向坝体内延伸，裂缝上宽下窄，缝口宽度通常在几毫米到十几厘米不等，深度可以达到几米、十几米甚至更深，两侧会出现几厘米到几十厘米的错开。横向裂缝多见于出现严重不均匀沉陷的相邻坝基或坝段。纵向裂缝与坝轴线平行，主要成因是坝体、坝基的不均匀沉陷或者滑坡灾害，与横向裂缝在特征和处理方法上具有明显的差异性，因此必须进行仔细辨别。
2、内部裂缝
坝体的内部裂缝可能会导致上下游贯通，导致出现集中渗漏，对水库以及周边居民的生命财产安全造成严重危害。心墙土坝上的内部裂缝是由于坝壳与心墙之间压力差过大导致的心墙沉陷造成的。心墙在拉力作用下可能会形成上下游贯通的水平裂缝，导致坝体严重渗漏；不均匀沉陷的坝基会导致坝体底部出现应力，形成竖向或者横向的内部裂缝；如果土坝修建在山谷中的高压缩性地基上，上部坝体的重量会在坝基沉陷的过程中向两岸传递，从而导致坝体在拉力作用下出现内部裂缝；防渗墙顶部和两侧的坝体在混凝土防渗墙与河床冲基层的不均匀压缩变形作用下会产生不均匀沉陷，并在靠近防渗墙的填土墙上形成内部裂缝。
二、除险加固技术措施的应用
（一）土石坝渗漏的除险加固技术
土石坝渗漏问题可以通过建设混凝土防渗墙得到有效解决，对重点渗漏部位可以采用高压喷射注浆或者劈裂注浆等方式进行局部加固。混凝土防渗墙应当沿着土石坝的坝轴方向设置，由于混凝土防渗墙建设完成之后需要同时应对多方面的复杂问题，因此通常会将防渗墙设置在基岩的深层。高压喷射注浆和劈裂注浆等能够有效解决出现在大坝粉土层和砂土层的渗漏问题，并在喷射水和泥浆的过程中带出已经损坏的土体，用混凝土浆液进行替代。
采取高压喷射注浆、劈裂注浆结合建设防渗墙的方式能够对发生在土石坝上的渗漏起到良好的除险加固作用。
（二）坝坡滑坡破坏的除险加固技术
土石坝坝坡在重力作用下可能会向外、向下发生滑动，抗剪能力不足的坝体内岩土无法对这种滑动进行有效抵抗，最终导致坝坡失稳，发生滑坡。由此可见，坝坡自身抗滑能力不足是导致土石坝坝坡滑坡破坏的根本原因。不恰当的施工方法，选择了不合适的填筑材料，不合理的施工进度控制以及地震、洪流等自然灾害的发生都会加剧坝坡的滑动，使坝坡的抗滑能力进一步降低。在滑坡加固方案的制定中应当充分结合先进的科学技术与现场实际情况，仔细清理坝基和坝坡上的树根等杂物，及时对坝坡裂缝、滑坡体、风化岩石、泉眼、洞穴等进行妥善处理，提高滑坡体的稳定性，避免对大坝整体的安全性造成危害。
（三）坝下涵管及隧洞的除险加固措施
在我国的水库工程中，涵管主要应用于农田灌溉和水力发电，一旦出现漏水或者冲刷破坏将会严重影响到大坝的整体安全，因此坝下涵管和隧道一旦出现安全隐患必须第一时间采取措施进行全面加固。出现渗漏的坝下涵管可以根据情况进行封堵废弃处理，同时在岸边建设新的隧洞代替废弃的涵管。如果涵管还需要继续使用则可以使用钢筋混凝土补砌渗漏部位，但这种补砌的除险加固方式会降低涵管的输水量，因此并不提倡。
（四）大坝加高和水库防洪能力的提高
当需要提高水库的防洪能力时，通常首先会选择提高大坝的高度和水库的调蓄能力，扩大水利工程的泄洪规模和综合泄洪能力。土石坝的加高通常需要配合设置防浪墙，通过大坝高度的提升提高上下游流域在洪涝灾害中的安全性。混凝土坝的加高通常会选择在原坝顶浇筑混凝土的方式。
（五）土工合成材料在除险加固工程中的应用
近年来，飞速发展的高分子化工产业为工程项目的建设提供了大量种类丰富、功能繁多的合成纤维材料，由于合成纤维材料自身优越的性能迅速在工程建设领域得到广泛应用，并体现出巨大的应用价值。当前在中小型水库除险加固工程中应用比较广泛的合成纤维材料主要有土工织物、土工网、土工席（垫）等。土工织物由天然纤维和广泛应用于岩土工程的合成纤维制作而成，透水性能良好，能够应用于排水、过滤、防护、隔离等工程的施工。土工网是一个规则、致密的网状结构，能够应用于除险加固工程中气体和液体的输送。土工席（垫）是一种由单纤维组成聚合物垫，透水性能良好，主要应用于土粒和微小织物等的保护。
结束语
我国现有的水库工程大多建设于技术水平较为落后的20世纪中后期，由于维护与管理等方面的原因加剧了部分大坝的裂缝、渗漏、滑坡等病害现象，对水库的安全性和运行质量造成了严重的负面影响，甚至威胁到下游居民的生命财产安全。为此，应当对我国水库当前存在的病害现象开展深入的调查研究与评估，并且运用适当的除险加固技术进行病害治理，赋予老水库新的生命，使我国现存的数万座老水库能够在社会经济建设中继续发光发热。
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