[科普中国]-大坝维修

简介大坝维修是指对运行中的大坝进行日常养护、缺陷处理、加固改建。以保证其正常和安全运行，发挥应有效益的工程措施。大坝可分为土石坝、混凝土坝和砌石坝3大类。土石坝的主要缺陷和事故有溃决、滑坡、裂缝、渗漏、管涌和流土、坍坑和穿孔、护坡破坏等。混凝土坝的主要缺陷和事故有滑动、裂缝、渗漏、高扬压力、混凝土和灌浆帷幕的老化等。砌石坝的主要缺陷和事故有裂缝、渗漏、滑坍等1。

土石坝的维修除保证不得漫顶外。土要是针对滑坡、裂缝、渗漏的3项维修工作。

（1）滑坡。主要原因是可能滑动面上的滑动力超过抗滑力而导致失稳。对运行期的土石坝诱发滑坡的主要原因是孔隙压力升高而使土体抗剪强度降低，以及地震等附加载荷。处理措施有抢险、减少滑动力、降低孔隙压力、防止沙土液化、设抗滑键槽等。

（2）裂缝。 按形态可分为纵缝，横缝、弧形缝、斜缝、水平缝和龟裂缝等类型。按成因可分为滑动、不均匀沉降、地震变形，水力劈裂、干缩等类型裂缝或多种因素的复合裂缝。其中以贯穿上下游方向的横缝、有滑坡先兆可能的弧形缝及水力劈裂形成的水平缝对大坝安全影响最大。对尚未稳定的活动性裂缝可能要反复处理或待变形稳定后再作处理。处理方法有开挖回填、灌浆、修混凝土防渗墙等。

（3）渗漏。 渗漏对工程可能有3方面的影响:

①渗漏量过大影响工程效益，甚至使水库不能蓄水。

②渗水压力和比降过大.造成管涌和流土等渗透变形或破坏，影响工程安全。

③抬高坝体浸润线，影响坝坡稳定。

如果渗水通过反滤排水设施有控制地排放，不会引起坝体或地基土的渗透破坏，而渗水量又不致影响工程效益，则属于止常渗流情况，不必进行处理。反之就是异常渗流情况。应根据坝基地质情况、工程原有防渗排水系统及渗漏原因及工程要求，采取相应的防渗、排水或两者相结合的处理措施2。

混凝土坝的维修主要有裂缝、渗漏、滑动和混凝土老化等项处理。

（1）裂缝。混凝土在体积收缩受到约束、不均匀变形、温度、外载荷等因素作用下，拉应力超过了抗拉强度就会产生裂缝。混凝土裂缝按其发展情况可以分为：

①稳定裂缝，即由于外因消失或拉应力解除而不再发展。

②张缩缝，即裂缝可因环境因素的变化(如冷热、干湿、外力的周期性变化等）而在一定范围内扩张和收缩。

③发展缝，由于外力作用而仍在发展之中，尚未趋于稳定状态。裂缝还可按其结构效应分为导致渗漏的缝、破坏结构或构件的整体性的缝和起伸缩缝作用的缝等。需查明其成因、形态及结构效应，分别采取维修措施。如稳定缝可以用刚性材料处理;张缩缝要用延伸率高的柔性材料处理，以适应其扩张和收缩，或在裂缝开度最大时作灌浆等处理;发展中的缝需在消除引起裂缝的外因或待裂缝稳定后再作处理，以免处理后又被拉开，必要时也可采取临时性的处理措施。对仅引起渗漏同题的裂缝可以用表面覆盖、镶嵌或灌注防渗性能好而强度不一定高的材料;对要求恢复结构枯体性的情况就要灌注高强度材料及采取锚固等结构补强措施;要保留其伸缩性能时要灌注弹性材料等。同时也要注意已有裂缝处理后会不会在其他薄弱部位引起新的断裂。

（2）渗漏。 坝体渗漏的主-要通道是裂缝及混凝土的质量缺陷，其封堵方法主要是表面处理和灌浆，见前述混凝土坝裂缝处理。对大面积渗漏可在上游面补做沥青混凝土、钢筋混凝土、土工薄膜的防渗层。坝基及绕坝渗漏除有喀斯特等集中渗流通道的情况外，主要是引起扬压力升高而使抗滑安全度降低，甚至失稳。其原因大都是原有灌浆帷幕质量不好或者年久失效，下游排水系统不足或堵塞失效。可根据观测结果的分析，采取相应措施。灌浆帷幕降压效果不好或失效时，需进行补强，遇只析水不吃水泥浆的情况，可增设化学灌浆帷幕，如中国陈村、凤滩等水电站的大坝都曾采用两排水泥灌浆中夹一排丙凝或聚氨醋灌浆处理，以降低过高的坝基扬压力。用水泥灌浆封堵大裂隙，再用化学灌浆堵塞细微裂隙，既可收到更好效果，也可节省昂贵的化学浆材，国内已有成功经验。下游排水设备对降低扬压力极为有效，如原有排水设备堵塞失效，则可设法疏通，也可增设排水孔、排水洞组成排水帷幕，以改善排水条件。遇泥化夹层等可冲刷材料时，应在排水孔内设反滤材料。

（3）滑动。主要有沿混凝土与基岩接触面滑动和沿基岩内的软弱结构面滑动两类。滑动原因有超载、高扬压力、基岩内软弱夹层软化、下游抗力体被冲刷掉等，要按其原因而采取相应的处理措施。在出现潜在滑动危险时，要采取降低上游水位、排水降低扬压力等临时应急措施，然后再研究处理。处理方法主要是增加有效应力和增加潜在滑动面上的抗剪力，如加大坝的断面、加强帷幕和排水甚至抽排以降低扬压力、混凝土与基岩面的接触灌浆、预应力锚索、加固下游杭力体以提高其杭力、切断软弱结构面的钢筋混凝土键、大型抗滑桩等。

（4）混凝主老化。混凝土受到冷热、冻融、干湿、溶蚀、碱骨料反应、炭化等作用，而在长期运行过程中丧失或降低其强度和抗冲抗渗能力。一般老化现象以表浅部位为主，常以表层处理作为补强措施，以恢复混凝土表层的完整、平整和提高其耐久性3。

总结在工程管理中，应加强肉眼巡检和仪器监测，及时发现问题，分析原因，提出针对性的处理措施。及时进行维修，以保证大坝正常和安全运行1。