广东省水库土石坝除险加固设计规范编制说明（淤地坝参考）

引言  

自上世纪 90 年代以来，广东省进行了大规模的水库除险加固工作，取得了很大的成效，但仍有大量土石坝水库因建设年代久远，存在不同隐患。《广东省水利发展“十四五”规划》也明确“消除现有

及新增的病险水库安全隐患”。 2018 年年底 ~2019 年年初，水利部开展全国范围内小型水库除险加固情况调研，从汇总情况看，除北京和上海以外，各省市注册登记水库有 94653 万座，已经除险加固水库有 70124 座，除险加固水库占水库总数的平均比例达 74.1% 。广东小型水库数量仅有 8026 座，除险加固比例为 21.1% ，是全国除险加固比例最低的省份。

为规范广东省病险水库土 石坝及相关建筑物除险加固设计，在认真总结广东省开展水库土石坝除险加固工作以来的经验、开展有关专题研究、广泛调查研究和征求意见的基础上，编制了本文件。  

1范围  

广东省现有各类水库 8400 多座，大部分水库为土石坝，而小型水库又占据了多数。从土石坝水库安全加固的需求上看，小型水库大坝是加固设计的主体。我国现行有关水库大坝的设计、施工、监测、

检测等规范大多只适用于大中型水库的 1 级、 2 级、 3 级水工建筑物，小型水库的 4 级、 5 级水工建筑物相关规范及技术标准缺失。由于小型水库数量多、运行年限长，存在工程标准偏低、配套设施不全、老化失修严重、管理力量薄弱等问题，其加固设计工作量多面广，亟需相关规范指导。为加强本文件的指导作用，本条确定的适用范围包括所有大、中、小型土石坝水库的加固设计。本文件所指水库土石坝工程包括土石坝以及相应的泄水、输水等建筑物与边坡等。

4总则

4.1.1～4.1.3 根据2018年年底~2019年初水利部开展全国范围内小型水库除险加固情况调研，安全鉴定阶段未完全查清全部病险问题，部分水库初步设计或施工图设计未完全落实安全鉴定结论。受前期费用较低、技术力量和鉴定手段不足、项目原始设计基础资料缺失等制约，现场调研的139座水库中，有10座水库工程项目安全鉴定成果质量不高，工作深度难以满足规范和相关指导意见的要求，安全鉴定、初步设计与工程实际情况存在衔接不够紧密，导致在初步设计方案审查、工程实际建设过程中发生较多变更的现象；有9座水库初步设计或施工图设计内容未完全落实安全鉴定结论和加固建议，缺少相关备案或批复文件，安全鉴定发现的主要病险问题，设计报告中未全部响应，部分水库除险加固后安全隐患依然存在。因此需要规范除险加固建设内容和设计深度。  

4.1.4 当前水利工程建设已进入新的高质量发展阶段，加固设计方案除了应满足安全、经济的原则外，还应体现出信息化、数字化等先进技术并突出生态优先的原则，从而推进水库除险加固工程的高质量建设。  

4.1.5 水库大坝加固应以运行安全、满足工程效益的正常发挥为目的，在确保安全可靠的前提下，积极采用新技术、新材料和新工艺备，以求得更加合理的工程效益和社会效益。  

4.1.6 随着生态环保要求的日趋严格和国家基本农田的保护政策 ，建设征地费用高、手续多、时间长，除险加固工程应尽可能避免建设征地。  

4.1.8 应按GB51247的有关规定， 复核工程场地地震动参数和地震基本烈度，当原设计采用的地震动参数不符合现行规范要求时，应对地震动参数进行调整。  

4.1.9 土石坝除险加固工程往往建设时间较久远，部分项目已投入使用超过50年， 工程的耐久性和合理使用年限应对加固部位作出规定，不宜对整个工程作出要求。  

5 基础资料  

5.1.1 除险加固水库的地质勘察应按GB 50487和SL 55的有关规定，查明水文地质、工程地质条件，对影响大坝安全的主要地质缺陷和安全隐患开展勘探和试验。应充分利用已有地质资料、施工和运行期监测资料，加强工程地质分析，采取适用的勘探技术和方法，分析病险情产生的地质成因，评价大坝质量，为加固设计提 供岩（土）体物理力学参数等，对加固措施提出地质建议。  

土石坝应重点查明坝体和坝基岩（土）体物理力学性质及渗透性，复核坝体浸润线，存在渗漏时应查明坝体、坝基和绕坝渗漏性质、部位，分析渗漏原因。  

泄水和输水建筑物及其他建筑物可采用坑槽探、钻探及室内外试验等方法，重点查明工程地质条 件及主要工程地质问题。  

应查明边坡的稳定性，并评价其对水库运行安全的影响。  

5.1.2 正常蓄水位是水库大坝设计的主要控制指标，为区别于改扩建工程，水库大坝加固设计原则上不改变水库原设计正常蓄水位。 《水利水电工程初步设计报告编制规程》提出除险加固工程一般按恢复原设计或维持现状的任务与规模进行建设， 如需改变（提高或降低）原设计标准和规模，需进行专门论证，并经有关部门审批。 对于已失去主要防洪兴利功能的水库，经批准，可不再进行除险加固，按照有关规定实施降等报废。  

水库大坝工程等别、建筑物级别和洪水标准的确定，是加固设计时的一项重要基础性工作。工程等别、建筑物级别和洪水标准确定的合适与否，直接关系到加固工程效益与投资规模等。因此，应摸清水 库现状工程建设条件、建筑物设施状况、运行情况、当地经济社会发展水平和生态环境保护要求等，复核水库现状主要功能效益指标，经综合分析，科学、合理确定水库大坝工程等别、建筑物级别和洪水标 准。

5.1.4～5.1.5 根据现有资料条件和有关规范规定， 可以采用流量资料或暴雨资料来计算设计洪水 。对于大中型水库，尽可能采用流量资料来计算设计洪水。从保障水库防洪安全的角度考虑 ，一般采用偏安全的设计洪水成果进行调洪计算。从保障水库泄洪安全的角度考虑，因气候变化导致的极端天气多发，除险加固后的泄洪规模不应缩小。  

6 除险加固工程布置  

6.1 工程总体布置

6.1.1 加固工程水库大坝各建筑物的空间相对位置已经固定，其总体布置可调整的余地相对较少，但对一些重新修建的建筑物，其布置除满足相关标准及经济指标外，还应根据各建筑物多年实际运用配合情况，以及运行过程中存在的问题，结合施工设计等因素综合考虑。

6.1.4 防汛道路对大坝的运行管理和抢险十分重要。广东省目前有大量的中、小型水库土石坝工程防汛道路不完善或者缺失。 除险加固工程中应完善或增设防汛道路，路基宽度、路面高程、承载力等标准应满足运行管理和抢险的需要。

6.1.5 原有的监测、观测设施测量的数据有延续性，可以有更好的对比效果。

6.1.6 近年来随着社会经济的发展，对环境保护要求越来越高，水库大坝加固设计时可按照环境影响评价意见结合泄洪、放水建筑物改造生态放水设施或新增生态泄放设施。

6.2 大坝工程布置

6.2.1 大坝轴线影响到大坝各部位的位置关系，若改变了大坝轴线，在此之前的设计、施工、运行管理等资料所描述的结构位置将会发生变化，对后续监测、运行管理等会带来诸多不变。

6.3 溢洪道工程布置

6.3.1 与大坝紧密结合的溢洪道拆除重建时，对大坝的挡水、防渗及排水均会造成影响，溢洪道的重建方案需结合大坝除险加固设计方案一并考虑。

6.3.2 部分中、小型水库溢洪道上部的交通设施不能满足通车要求，在溢洪道拆除重建时，应设置满足运管、防汛抢险需求的交通桥梁，保持对外交通连接。

6.4 输水建筑物工程布置

6.4.1 土石坝坝下涵管年久失修并已造成坝体严重渗漏且难以修补时，宜采用新建隧洞（涵管）方案，并封堵原有坝下涵管。已建水库土石坝埋设的坝下涵管一般管径较小，如广西黄淡水库主坝右侧坝下布置一根内径 1.4m 的涵管，经安全鉴定发现存在严重渗漏和结构安全问题，由于洞径小，加固难度大，最终采用在主坝右岸山体另址新建一条内径 1.8m 隧洞的方案解决。两岸山体不具备改建隧洞的地形地质条件时也可易址重建涵管。重建涵管的基础应坚硬可靠，避免重建后发生不均匀沉降变形。新建隧洞或另址重建涵管的位置和轴线布置要结合地形地质条件及下游河道沟渠设施，尽可能选择在两岸山体和地质条件较好的部位。

6.4.2 ～ 6.4. 4 坝下埋管容易形成大坝防渗的薄弱环节，且不易加固处理，因此本条文对新建的输水涵管提出不宜采用坝下埋管的方式。

土坝穿坝涵管渗漏处理应根据涵管现状、工程运行条件、埋深等综合考虑，可采用涵管防渗加固处理或废弃封堵新建隧洞、新建顶管、拖拉管、改建虹吸管等非大开挖的方法。必须重新埋涵管时，坝体回填土应与原坝体紧密结合，并符合 SL274 《碾压式土石坝设计规范》的规定。

地形地质条件具备时，也 可考虑非开挖拖拉管等方法易址重建涵管。拖拉管技术在市政工程中应用已较成熟，近年来在水利工程中也开始应用，采用该方法完成拖拉管施工后，应对管周灌浆，灌浆压力可根据实际情况采用 0.1 ～ 0.3MPa ，在确保涵管不被挤压变形条件下，使管周与山体之间空隙回填密实，防止运行时发生管周接触渗漏。

6.4.5 由于水库除险加固项目往往在水库运行时候进行施工，部分项目受水深的影响，进水口位置应结合围堰的设置条件综合选择。

6.4.6 由于除险加固项目施工时段往往较短，新建进水口采用竖井式的目的是简化库内建筑物的结构型式，减少库内建筑物的施工时间。

7 大坝除险加固设计  

7.2 坝顶

7.2.1 按 SL274 复核的坝顶高程为规范运行的最低高程， 更高的坝顶高程有利于防洪安全，除险加固后坝顶高程不应低于原坝顶高程。

7.2.4 除险加固项目往往沉降已趋于稳定，对比 SL274 ，由于广东地区经济社会发展水平总体较高， 坝顶路面结构宜采用沥青混凝土、水泥混凝土等具有一定耐冲性的路面。

7.2.5 广东地区的降雨量较大，暴雨发生的频率较高， 为了坝顶排水顺畅，横坡宜取大值。

7.3 坝坡

7.3.2 除险加固的水库大坝经过长时间的运行，大部分上游护坡处于稳定状态，若挖除上游护坡重新修复，可能会引起坝坡的稳定问题。新老护坡之间设置反滤层，不利于新设护坡的稳定。

7.4 坝体

7.4.2 由于水库除险加固项目往往在水库运行时施工，上游培厚坝坡的施工条件较差，坝体填筑质量不易保证。同时坝体上游存在淤积的情况，若清基不彻底，容易造成坝体稳定的问题。

7.4.3 直接在坝顶加高超过 1m 时，容易使上、下游边坡增加荷载，不利于上、下游边坡的稳定。

7.4.4 现代土石坝工程建设必须与人类社会生态文明和环境保护建设相适应，对土石坝工程的设计及其筑坝材料选择、弃渣利用提出了更严格要求。现代土石坝建设的趋势：首先在设计的水库内选择土石料场；其次尽量利用溢洪道和其他主要建筑物的开挖弃料；尽量减少或不在库外设置取料场和弃渣场。

7.4.5 土石混合料、高含泥砂砾料以及碾压后的软岩等坝料，含泥量较高，同时含砾量也较高，往往缺少中间级配。如果采用压实度指标进行控制，土料中粘粒、粉粒等细颗粒，由于砾石的骨架作用，难以得到有效压实，无法满足规范的压实度要求。如果采用相对密度或孔隙率指标进行控制，即便在没有进行常规碾压下，也容易满足规范相对密度的要求。以压实度、相对密度或孔隙率为唯一的设计控制指标无法对上述坝料填筑质量进行有效控制。

上述坝料的设计与控制可采用料性分析、压实条件分析、填筑标准及施工参数共同控制的综合方法。

首先进行料性分析。要求根据不同的上坝料源分别进行取样进行试验，确定每种料源成分、干密度、含水量等相应的物理力学指标。根据其岩石成分，试验研究其碾压后浸水沉降变形和对抗剪强度降低的影响程度，并据此对坝体分区进行优化。

其次进行坝料颗粒级配分析，确定坝料是否具备可有效压实的条件。风化料及砾石土在碾压前后颗粒级配相差较大，在分析坝料级配时，需采用碾压后颗粒级配。对风化料、砾石土而言，为使得粗颗粒 不产生骨架作用，确保粗、细颗粒可以得到有效压实，应优先采用含砾量在 40% ～ 60% 之间的料源。

最后进行碾压试验获得的施工参数如碾压机具重量、铺填厚度、碾压遍数等进行控制，确保坝料得到有效压实。在此过程中，仍应测定与该坝料相近的设计控制指标（压实度、相对密度、孔隙率），作 为坝料是否得到有效压实的验证。

7.4.11 SL 274 中要求 1 级坝、 2 级坝和 3 级以下高坝黏性土压实度不应低于 98% ， 3 级中坝、低坝及 3 级以下中坝黏性土压实度不应低于 96% ； SL 189 要求 3 级以下低坝的黏性土压实度不低于 95% 。

在工程实践中，有时工程场区内可开采的粘土料，试验难以达到 96% 以上的压实度标准，但防渗及其他物理力学指标优良，渗流和坝体稳定均能满足要求。若能控制沉降变形在不引起坝体裂缝的情况下， 可研究适当降低坝体压实指标。

在实际工程中， 采用塑性指数和液限偏高土料填筑土石坝，坝高 30m 以内，压实度达到 95% 时，一般不会产生较大的沉降差和影响安全的坝体裂缝。调查表明，上世纪 50~60 年代数百座无重型设备压实的土石坝，压实度均在 90% 左右，经几十年的运行，基本没有因压实度偏低出现的安全隐患。

7.5 排水、反滤

7.5.1 鉴于土石坝下游坡面的溢出点因多种复杂原因，与计算结果有一定差距，出于安全考虑， 建议尽量提高排水体顶高程。

7.6 坝基

7.6.1 当坝基存在软弱夹层影响坝体或坝基稳定时，可以采取的措施有打抗滑桩、灌浆或压脚等。

8 防渗系统除险加固设计  

8.1 一般规定

8.1.1 加固的防渗系统与原防渗系统相结合，能起到更好的防渗效果。

8.2 坝体防渗

8.2.1 目前，混凝土防渗墙已广泛应用于病险水库加固中。混凝土防渗墙加固的优点是适应种复杂地质条件；可在水库不放空保证大坝稳定的条件下分槽段进行施工；防渗体采用置换方法，施工质量相对其他隐蔽工程施工方法比较容易监控，耐久性好，防渗可靠性高。我国最早使用混凝土防渗墙对大坝进行防渗加固的是江西柘林水库黏土心墙坝，之后又在丹江口水库土坝加固中得到应用。早期防渗墙主要采用乌卡斯钻机施工，施工速度较慢，费用较高。 随着施工技术的发展，特别是液压抓斗的使用，使得成墙速度提高，费用降低。

高喷灌浆最初主要用于粉土层和砂土层的防渗，近年来在砂砾层中也有许多成功应用。 高压喷射灌浆优点是：不需要降低大坝高度形成大的工作平台，施工速度较快；缺点是：不 同地层条件选用的施工技术参数不同，并需要经过现场试验确定，对施工队伍的素质要求较 高；防渗体的整体性能上不如混凝土防渗墙，且不能入岩，在黏土地层中防渗体强度较低，耐久性差；深度较大时，因孔斜及喷管刚性度限制，板墙或桩墙易出现搭接不良现象。

脉动灌浆适用于土层和砂卵砾石层、全、强风化岩层、第三系软岩、断层破碎带及强岩 溶地层等地层坝基和土石坝坝体的渗漏处理。脉动灌浆工艺是一种新型的灌浆工法，是采用 具有一定流动可灌性、又具有一定高塑性变形强度及时变性的特殊复合膏浆，采用全液压无 极调速高压脉动灌浆泵，借助脉动瞬间高压促使浆液通过特殊灌浆头灌注，能有效控制浆液 的扩散范围，保证浆体在钻孔周围较均匀扩散充填透水孔隙，从而形成防渗效果较好的连续 幕体。相比其它灌浆方法，较好地解决了常规工艺在软弱复杂地层成孔困难、灌浆扩散不均一、防渗效果不理想等一系列技术难题。该工艺施工简单，效果好，经济优。现已在数个大中型水利工程及露天矿开采、地铁工程等帷幕止水中得到成功应用。

套阀管灌浆宜用于土层和砂卵砾石层、全风化岩体、强风化岩体等的松散软弱地层坝基 和土石坝坝体渗漏处理。可有效避免孔故率的发生，精准定位灌浆段，具有很强的针对性和 灵活性；可精确控制浆液灌入量，保证各灌段的均匀性，在保证灌浆质量和施工进度的前提 下，可提高施工效率，有效减少原材料使用量，节约成本。缺点是仍只能采用流动性强的浆液，灌浆扩散范围及量难以控制，灌浆压力难以提升，且当地层中存在较大孔隙、或孔隙中 存在一定流速的动水是，浆液易受稀释而效果变差。

土工膜具有较好的防渗性能和适应坝体变形能力等优点，近年来广泛应用于土坝防渗加固。土工膜加固的优点是：柔性好，能适应坝体变形；施工方便，速度快，造价省。缺点是：施工时需要放空水库；抗老化性能不如混凝土等材料；规范规定用于挡水水头超过 50m 的大坝需要进行专门论证。水库具备放空条件时，土石坝坝体的防渗可考虑临水侧填筑黏土斜墙、铺设土工膜防渗等措施。如果水库不具备放空条件，或者说放空代价较大时，可优先考虑垂直防渗措施。垂直防渗措施的选择跟坝型、坝高、施工条件等密切相关，下面列举了近年来水库大坝除险加固的防渗方法。

表1 近年来部分水库大坝防渗加固措施表

8.2.3 采用塑性混凝土防渗墙处理时，防渗墙墙底宜伸入弱风化基岩大于 0.5m 。遇全、强风化分带较 深或断层破碎带时，可根据坝高和具体情况增加深度。

墙体厚度主要依据其容许水力梯度、工程类比和施工设备确定，即： δ =H/J ，式中：

δ ——防渗墙厚度， m ；

H —最大运行水头， m ；

J —防渗墙容许水力坡降，刚性混凝土防渗墙可达 80 ～ 100 ，塑性混凝土防渗墙可达 50 ～ 60 。

塑性混凝土是一种水泥用量较少，并掺加膨润土、黏土的塑性墙体材料。它的变形模量接近地基的变形模量，在外荷作用下能适应地基的变形，从而大大改善了墙体的应力状态，在强度较低的情况下，墙体也不会开裂。

20 世纪 70 年代以来，国外对塑性混凝土做了大量的试验研究工作。我国从 20 世纪 80 年代中期开始研究和应用塑性混凝土防渗墙。自 1982 年第 14 届国际大坝会议以来的历届国际大坝会议均对塑性混凝土防渗墙进行了讨论，对防渗墙塑性混凝土应具有的特性取得下列共识 :

(1) 弹性模量为地基弹性模量的 1~5 倍，一般不大于 2000MPa ，极限变形可达 1%~5% 。

(2)28d 的抗压强度一般为 1.0~5.0MPa ，弹强比一般为 150~500 。

(3) 渗透系数的变化范围一般在 n × 10 ^-6 ~n × 10 ^-8 cm/s 。

(4) 渗透破坏坡降至少可达 200~300 。

总体来看，国外塑性混凝土的水泥用量和水胶比与国内有所不同，故其物理力学性能指标也略有差异 ( 参数如下表 ) 。在总结国内外经验的基础上，本标准对其配合比参数提出了控制范围。如进一步研究国外的设计和施工经验，其配合比仍有优化的可能。

表2 国内外塑性混凝土水泥水胶比参数统计

8.2.4 高喷灌浆是土石坝防渗加固常用方法之一，高喷灌浆渗漏处理设计可参照 DL/T5200 。根据工程 需要和地质条件，高压喷射灌浆可采用旋喷、摆喷和定喷三种形式，每种形式可采用单管法、二管法和三管法。高喷墙的结构可采用下列形式：

①单排、双排和三排旋喷套接；

②旋喷摆喷、旋喷定喷搭接；

③摆喷对接和折接；

④定喷折接；

各种形式高喷墙的适用条件如下 :

①大角度 (30°~90°) 摆喷和旋喷适用于淤泥质土、粉质黏土等黏粒含量较高的地层，以及粉土、砂土、砾石含量小于 50% 的松软 ~ 中等密实地层；定喷和小角度 (15°~30°) 摆喷适用于粉土、砂土等松软地层。

②深度小于 20m 时，可采用定喷折接、摆喷对接或折接形式；深度 20m~30m 时，可采用单排或双排旋喷套接、旋摆搭接形式 ; 当深度大于 30m 时，宜采用两排或三排旋喷套接形式。

③承受水头较小的或运行期较短的高喷墙 , 可采用摆喷对接或折接、定喷折接形式。

从近些年来工程实施的情况来看，当高喷钻孔超过一定深度时，孔斜率不易控制，从而影响了下部的成墙效果，因此，相比 DL/T5200 ，在处理深度方面进行了调整。例如：将高喷灌浆的适用深度从严要求至小于 30m ；深度小于 15m 时 (DL/T5200 规范为 20m) ，可采用摆喷折接或旋摆搭接形式，折接摆角不宜小于 30 °；深度 15m ～ 25m 时 (DL/T5200 规范为 20m ～ 30m) ，可采用单排旋喷套接；当深度大于 25m 时 (DL/T 5200 规范为 30m) ，宜采用两排或三排旋喷套接形式。单排孔高喷墙每个单元工程的防渗面积不宜大于 1000m ² 。

高喷墙体的渗透系数、抗压强度与多种因素有关。高喷墙体的渗透破坏比降参考值为 500~2000 ，允许比降 30~50 。

高喷灌浆孔的排数、排距和孔距，主要取决于旋喷、摆喷、定喷形式的桩柱体或墙段的直径或长度范围，受地层影响较大，应主要通过现场试验和工程类比加以确定。

表3 旋喷桩的直径

8.2.5 脉动灌浆终灌压力一般应尽可能大于 3.0MPa ，以便利用较高的灌浆压力对软土地层进行劈裂渗透挤密，形成浆土复合防渗体，并应根据不同的水头及灌段深度自上而下逐步提高灌浆压力，但在近地表浅部灌段，因抬动作用，终灌压力可根据情况适当减小，实际施工过程中，应先进行试验，确定工艺参数。

当脉动灌浆帷幕顶部仍有部分坝体不能满足校核洪水位高度防渗时，可采用挖槽至帷幕顶部，再回填黏土防渗料夯实，形成黏土防渗墙与帷幕搭接的方式处理。

脉动灌浆孔布置一般坝轴线偏上游布置，深入坝基接触面以下 1.0m 。如湖南省新化县车田江大坝除险加固工程，中间坝高≥ 30m 坝段及大坝与溢洪道连接处设二排孔，排距 0.7m ，孔距 1.0m ，梅花型布置；两坝肩坝高＜ 30m 坝段设单排灌浆孔，布置在上游排；第一排孔布置在坝轴线上游 1.2m 位置，第二排布置在坝轴线上游 0.5m 位置。车田江灌浆经验参数见下表。

表4 湖南省新化县车田江大坝除险加固工程脉动灌浆经验参数

8.2.6 本节提出了不同水头下套阀管法灌浆，灌浆布置排数和终灌压力参考值，实际施工可通过试验确定工艺参数。孔排距，根据各地施工经验得出防渗灌浆孔距可为 1.0m~2.0m ，排距可为 0.8m~1.5m 。云南省鲁甸县牛栏江堰塞湖应急除险工程、维桥河流域盱眙段右岸堤防工程、内蒙古自治区乌兰察布市卓资县隆胜水库除险加固工程采用套阀管灌浆方法获得良好的结果，经验参数如下：

表5 各地套阀管灌浆布置参数

8.2.7 充填灌浆压力，根据各地经验认为小于 50kPa 比较合适，但不能以这一压力值作为划分充填灌浆和劈裂灌浆的界限实践证明，灌浆压力小于 50kPa 也可使土坝坝体劈裂。

8.2.8 冲抓套井回填是一种垂直防渗技术，适用于中、小型均质土坝、心墙坝的防渗加固处理。该技术主要是在土坝渗漏范围内原防渗体中，沿坝轴线单排或多排布孔，利用冲抓锥取土造井，再向套井内分层回填粘土 ( 层厚 2530cm) ，由钻机的动力和卷扬设备带动夯锤加以夯实，形成一道连续的套接粘土防渗墙 ; 同时，夯实对孔周围土体有压实作用，使坝体局部密度增大、渗透系数减小而达到截断坝体的渗流，达到防渗加固的目的。

井位一般沿坝轴线偏上游布置，两端必须超过渗漏范围 3~5m ，井底高程必须在渗漏高程以下 1~2m ；井距视打井方式而定；采用冲抓式打井机具造孔，开孔直径在 1.1~1.2m 时，井距 0.8~0.9m 。如月半庵水库设计井位布置，沿大坝坝顶中轴线偏上游 1.5 米，单排布孔，采用主、套井相间布置，一主一套相连成井墙，井孔径 1.1 米，孔距 0.78 米，井孔深入坝基淤泥质粉质粘土层 1.0 米。造孔完毕后，应清除孔底浮土、碎石，并保持无水。清理后应立即连续分层回填黏土并采用大于 800kg 的夯锤进行夯实，回填土料应符合设计要求，分层回填厚度宜为 0.3m~0.5m ，分层铺土应均匀、平整。夯击时夯锤落距 2m~3m ，夯击次数 20 次 ~25 次 : 当距墙顶小于 2m 时，距宜小于 2m 。

8.2.9 为使土工膜受力均匀，免受局部集中应力的损坏，并兼有排水、排气作用，土工膜下应设置支持层或垫层。下部垫层材料可采用厚度不小于 15cm 碾压密实的细砾石或细粒土、土工织物、土工网或土工格栅等。

为防御波浪淘刷、风沙吹蚀、人畜破坏、冰冻损坏、紫外线辐射、风力掀动以及膜下水压力顶托而浮起等，一般在上垫层上部设置防护层。防护层常采用混凝土板、干砌块石、浆砌块石等结构，为防止土工膜老化，防护层应选择合适的厚度，预制混凝土板厚度不宜小于 20cm ，现浇混凝土板厚度不宜小于 15cm ，干砌块石厚度不宜小于 40cm ，浆砌块石厚度不宜小于 30cm 。混凝土板可铺设在复合土工膜的土工织物上，不需设垫层；对于非复合土工膜，应在土工膜上先浇筑厚 5cm 左右的薄层细砾无砂混凝土垫层。干砌块石面层不宜与土工膜直接接触，在复合土工膜的土工织物上可铺设粒径小于 4cm 的碎石垫层，厚度约 15cm ；对于非复合土工膜，应在土工膜上先浇筑厚 8cm 左右的薄层细砾无砂混凝土垫层。浆砌块石面层可在复合土工膜的土工织物上可铺设粒径小于 2cm 的碎石垫层，厚度约 5cm ；对于非复合土工膜，应在土工膜上先浇筑厚约 5cm 的薄层细砾无砂混凝土垫层。

土工膜防渗层是土工膜防渗技术的关键，跟土工膜材料和厚度直接相关。常用的土工膜有聚氯乙烯（ PVC ）和聚乙烯（ PE ）两种，在物理性能、力学性能、水力性能相当的情况下，大面积土工膜施工宜尽量选择 PE 膜。 PE 膜为热焊，施工质量稳定，焊缝质量易于检查，施工速度快，工程费用较低。 SL/T 225 规范中给出了铺盖土工膜厚度的计算方法，基于薄膜理论的曲线交会法来确定土工膜的厚度。土工膜厚度直接影响工程质量和防渗效果，根据水压大小用理论计算的膜厚一般较薄，按其采用，安全度很难保证，实用时需留有较大的安全系数，一般土石坝防渗土工膜厚度不应小于 0.5mm 。当土工膜两面接触介质都是有棱角的粗粒料时，应选择双面复合土工膜。

8.2.11 在土石坝坝体单薄、坝坡不满足稳定要求时，可优先考虑临水面加筑黏土斜墙的防渗方案，在加培坝坡的同时，一并解决坝体渗漏问题。当然，选择加筑黏土斜墙的方案还需看工程区附近是否有合适的黏土料源。在大坝坝体及坝坡稳定满足要求时，坝体防渗多采用垂直防渗，坝高 30m 以下的还可考虑在临水坡面铺设土工膜进行防渗，坝高大于 30m 的也可采取垂直防渗 + 临水坡面铺设土工膜防渗的组合方案。当无法放空库容或上游水位无法下降至死水位时，可采用水面以上土工膜防渗，下部采用垂直防渗的方式。

8.3 坝基防渗

8.3.2 对土层、砂层、砂砾石层等覆盖地层，防渗深度小于 30m 时，可采用地下连续防渗墙、脉动灌浆帷幕防渗、高压喷射灌浆帷幕防渗、套阀管法灌浆帷幕防渗方法等；防渗深度大于 30m 时，可采用地下连续防渗墙、脉动灌浆帷幕防渗、套阀管法灌浆帷幕防渗方法等。

8.3.15 岩溶地区防渗处理可参考《岩溶注浆工程技术规范》 T/CSRME 003 等。目前国内对岩溶地区采用脉动灌浆已有成熟案例，可借鉴。

8.3.16 水平防渗即在坝上游填筑铺盖，可采用黏土、土工膜、混凝土等，铺盖与坝体防渗体连接，形成整体防渗。针对已建土坝的地基情况，采用铺盖防渗，必须满足的条件是 : ①对地基渗透稳定的要求，铺盖下卧冲积层内的渗透坡降，不能超过其允许渗透坡降。②对铺盖填土渗透稳定要求，通过铺盖的渗透坡降 , 不能超过其允许渗透坡降。③对渗流出口渗透稳定要求 , 坝下游渗流出逸处的剩余水头，不致产生渗透变形。④对渗流量损失的要求，应小于其允许的损失水量。

为使渗漏水量减少到最小的可能范固以内，通过理沦和实践表明，一般铺盖长度与坝前水头之比应大于 5 。 20 世纪 60 年代末总结的经验是 7 ～ 8 ，但最大也有超过 10 的。铺盖渗透系数一般要求比地基至少小 100 倍 , 这一数字愈大 , 加长铺盖防渗效果愈好。反之 , 效果将会减小。黏土铺盖与河床表面透水料之间的反滤要求 , 在填筑铺盖前，要认真处理河床表面 , 避免填土与渗透系数大于 10-2cm/s 的强透水层接触，要严格按照反滤要求施工，水库蓄水后、铺盖上的裂缝塌坑是可以避免的。同时要求铺盖不仅是河床部分，而且要全封闭两侧岸坡，形成整体防渗，避免绕坝渗漏。

8.5 集中渗漏封堵

8.5.1 集中渗漏是土石坝病险水库中最为危险的缺陷，需要高度重视。

8 . 5 .7 集中渗漏封堵可采用水泥 - 水玻璃双液注浆法，浆液应采用普通硅酸盐水泥配制，配制浆液所采用的水玻璃模数应在 2.4 ～ 3.2 之间。浆液配制应通过现场灌浆试验论证，并符合 JGJ/T 211 的规定。

9 溢洪道除险加固设计

9.1 一般规定

9.1.1 土基或软岩上的浆砌石溢洪道宜拆除重建。溢洪道混凝土强度标准或抗冲耐磨标准达不到规范要求的部位宜拆除重建。

9.1.2 为确保防洪安全和水库各建筑物运行安全， 溢洪道加固后的过流能力不应小于加固前过流能力，经水库调节后特征水位不应高于原水库特征水位。

9.1.3 溢洪道加固一般首先考虑原址修复加固的方案 ，根据病害部位及程度采取加固措施处理；采用修复加固方案不可行或不经济时，可采用新建（重建）方案。

9.1.4 溢洪道扩建、重建时，不应影响大坝、输水建筑物等溢洪道周边建筑物的运行安全，加固方案应充分考虑到对上述建筑物的影响，并采用相应的安全保护措施。

9.1.5 鉴于当前水力学计算方法尚不能准确解答一些复杂的水力学问题，故本条提出对新建的大中型溢洪道项目，应进行水工模型试验验证水力设计。重要的小型水库进行溢洪道重建加固设计时，可根据实际情况确定是否进行水工模型试。

9.1.7 部分设有非常溢洪道的水库建设年代久远，最初主要出于节省工程投资的考虑。随着经济社会的发展，原有非常溢洪道的泄洪通道范围土地可能已经开发利用，非常溢洪道实际上已经难以使用。因此，应对非常溢洪道是否仍具备宣泄超标洪水进行论证，如确已无非常泄洪的能力，应确保加固后的溢洪道有足够的泄流能力。

9.2 进水渠

9.2.1 土质进水渠流速大于不冲流速时，可对进水渠底板和两侧进行衬护加固，不同衬护结构型式可结合进水渠流速、地质条件及周边环境等因素选择。

9.2.4 为满足规范对进水渠半径的要求，受地形条件限制，往往容易造成大开挖或形成高边坡， 对已建工程，因进水渠流速不大，经复核满足控制段过流能力即可。

9.3 控制段

9.3. 1 改变原有堰型结构和堰顶高程，影响过流能力和水库运行调度。若必须改变堰型结构和堰顶高程，应进行充分论证。

9.3.3 加设的钢筋砼面层时，宜在原混凝土表面进行凿毛，并设置插筋连接新老混凝土，插筋应与新浇筑面层的表面钢筋网焊接。

9.3.5 土基上的溢洪道水毁的工程案例多是由泄槽段破坏后形成多米诺效应，导致没有特殊处理的控制段失稳。控制段与拦河坝为同等级的挡水建筑物，土基上的控制段应考虑泄槽被冲毁后的仍能满足稳定安全要求。

9.4 泄槽

9.4.1 泄槽底板因裂缝、冲刷钢筋裸露等原因采用“贴皮”方式进行加固时， 宜采用抗冲磨混凝土，厚度不宜小于 0.3m ，并应采取有效措施（如设置锚杆与表层钢筋网连接），提高新老混凝土之间的黏结强度。新铺混凝土应布设钢筋网，钢筋保护层厚度不小于 10cm ，靠近表面的钢筋应平行水流方向布置。

9.4.2 新老混凝土结合应设置锚筋，并与表层钢筋网连接。

9.4.6 土基上溢洪道泄槽冲垮后直接影响控制段安全，危及水库安全运行。

9.4.7 泄槽布置有弯道时，应复核弯道段横向水位差，必要时可通过水工模型试验验证。 横向水位差过大时，可在泄槽中间设置顺水流向中隔墙，如湖北天河口水库溢洪道原址加固时，经过计算和水工模型试验验证，泄槽弯道增加中隔墙后，最大横向比降由原无中隔墙时 9% 降低为 6.1% ，优化了两侧边墙高度，泄槽末端消力池水流分 布也更均匀，流态更好。

9.4.8 混凝土裂缝处理主要针对影响防渗性和耐久性的结构表面、过流面裂缝，以及其他危害结构安全的混凝土裂缝。须认真检查混凝土裂缝情况，分析裂缝产生的原因和可能导致的危害，研究裂缝稳定性和扩展性，进行裂缝分类，选定合适的裂缝修补方法。混凝土裂缝修补处理应达到恢复结构整体性，限制裂缝扩展，满足结构强度、防渗性、耐久性等要求。对其发展已经稳定的裂缝，可及时处理；对尚未稳定的裂缝，有条件时应待其稳定后再进行处理。裂缝修补一般选择在裂缝开度较大时进行，裂缝灌浆一般选择在低温季节。裂缝修补设计应满足 GB 50367 的有关要求。

9.4.9 碳化深度大的部位进行置换，浇筑前应对钢筋进行除锈处理，必要时，根据 钢筋锈蚀情况和结构安全需要加补钢筋。碳化深度较小的部位清除碳化层后采用防碳化材料涂抹处理。混凝土保护材料种类繁多，各具优缺点，实际工程应用时，应进行工程现场试验，选择合适的材料。

9.5 消能防冲建筑物

9.5.1 已建溢洪道消力池深度和长度不足、消力池出池流速超过下游河床基岩的允许抗冲流速或消力池下游河床为易冲刷的土基，是导致溢洪道消能防冲不满足要求的常见问题，因此， 采取加长或加深消力池，消力池末端采取加长海漫、增加防冲槽抛石及岸坡衬护等措施是消力池进行消能防冲加固时常用的有效方案。

9.6 出水渠

9.6.1 溢洪道出水渠的作用是使下泄水流经消能后泄入河道，防止冲刷下游造成危害，而很多水库溢洪道修建往往忽视了出水渠设计， 存在诸多问题： 1 ）未设出水渠，水流未归槽造成冲刷严重， 2 ）有出水渠但未衬砌造成冲刷变形， 3 ）出水渠年久失修淤积严重，以上问题造成边坡失稳或顶冲河岸行洪不畅等问题，甚至发生泄洪漫流淹没周边农田或设施，应根据实际情况进行处理。

10 输水建筑物除险加固设计

10.1 一般规定

10.1.1 输水建筑物加固设计应结合自身结构特点和工程地质条件，查明存在的病险情及安全隐患，在此基础上针对性的制定加固设计方案，包括修复加固、局部拆除重建、另址新建隧洞或涵管等措施。

10.1.2 隧洞或涵管采用修复加固方案或改扩建方案时，如果缩小洞身过流断面、增加洞身长度等，可能会影响过流能力，应复核计算其过流能力，确保其过流能力工程任务和规模的要求。

10.1.4 在库内新建隧洞（涵管），其进水口建设时，往往需要设置围堰等临时施工挡水建筑物，进水口应布置在利于设置围堰等临时建筑物的位置。

新建的输水建筑物设计，应满足 SL 279 要求。进出口布置应考虑与原有输水建筑物有效衔接，并利于施工临时建筑物设置。

10.2 进水口

10.2.2 在新的发展阶段下，环境保护对工程建设的要求越来越高，进水口设计应满足不同工况下分层取水的需求。

10.2.3 我国小型水库的放水设施主要采用坝身涵管结合卧管式进水口等结构型式，卧管式进水口采用人工水下开启的操作方式，其运行管理不仅困难，而且安全风险高；卧管式进水口出现渗漏现象也较普遍，影响水库大坝安全和运行效益。经过工程实践验证， 单级或多级斜拉闸门进水口、单层或多层取水塔进水口等型式运行安全且操作方便，可在小型水库加固进口改造中进行推广应用。多级斜拉闸门进水口或多层取水塔进水口适用于有分层取水要求的涵管。

10.3 输水涵管（隧洞）

10.3.3 本条列出了补强加固的输水涵管（隧洞）的主要方式和要求。

a ）对沿涵管方向产生渗透的问题，可采用充填灌浆和高压喷射灌浆，充填灌浆适用于处理病险和范围都已确定的局部隐患，高压喷射灌浆主要防止沿涵管与坝体土接触面的接触渗漏。

c ）洞（涵）身裂缝宽 <0.2mm 部位可采用涂刷环氧树脂（砂浆）、聚脲等材料进行防渗密封处理；裂缝宽 0.2~0.3mm 的部位可采用凿槽环氧砂浆嵌槽的方式进行处理；进行灌浆处理。裂缝宽 >0.3mm 的部位，可采用化学灌浆 + 凿槽环氧砂浆嵌槽 + 表面涂层的方式进行处理。

e ）碳纤维布的纤维必须为连续纤维，其径向抗拉强度标准值不宜小于  3000MPa ，胶粘剂与混凝土的正拉粘结强度不应小于  2.0MPa ，粘贴层数根据结构补强需要确定。贴高强碳纤维布应选 用小丝束纤维、配套的改性环氧树脂胶黏剂和表面防护材料，采用碳纤维布应为连续 纤维，贴纤维布的纤维方向应沿洞身环向，可根据受力需要粘贴一层或多层。粘贴高强碳纤维布加固设计方法可参照 GB 50367 。

f ）伸缩缝重设止水时，可沿缝凿成深度不小于 10cm ，底宽不小于 25cm ，面宽不小于 30cm 的梯形槽，埋放止水后梯形槽内回填环氧砂浆。

10.3.4 采用增加内衬结构的涵管或隧洞，根据情况可采用钢板、 PVC 管、 PE 管及钢筋混凝土衬砌结构等。根据大多数涵管内衬成功经验，涵管内径在 0.8m 以上的施工较为方便，内衬维修后效果基本满足工程的正常运行功能。对于坝下无弯道的涵管，断面尺寸较小，也有类似的成功经验，如永州市东安县的坪一水库，涵管断面尺寸为 0.5 m × 0.6m ，采用内径 0.312m 的 PE 管进行内衬，目前涵洞运行良好，基本不存在渗漏现象。对于要求内衬尺寸较大的涵管，原涵管弯道角度不宜大于 15 °，内衬管径较小的涵管，外侧空隙余地较大，弯道角度可适当加大。

新增内衬与原衬砌结构之间宜留不小于 5cm （或者 10-12cm ）的环状间隙，并采用接触或回填灌浆进行渗漏处理，灌浆压力宜根据材料的强度和性能确定，可为灌浆位置水头的 1.0 ～ 1.5 倍水头。浆液须充满管壁间的空隙，为避免浆液干缩形成裂缝，浆液中应适当添加微膨胀剂。

10.3.5 有压隧洞一般采用圆形断面，洞身衬砌结构强度不足而需加固时，洞身断面尺寸如果有一定裕度，可采取内衬钢管或粘贴钢板的加固措施，内衬钢管或粘贴钢板材料可采用 Q235B 或 Q345 ；内衬钢管厚度除应满足构造要求最小厚度 6mm 外，应考虑长期运行锈蚀影响预留裕度，根据已建工程调查检测情况，洞身钢衬锈蚀深度一般在 1 ～ 3mm ，故洞身内衬钢管厚度不宜小于 10mm ；洞身采用粘贴钢板补强时，一般采用压力注胶方法粘结，为防止钢板与混凝土粘结的劈裂破坏，钢板厚度不宜过厚；内衬钢管或粘贴钢板厚度均还应满足结构受力要求。

10.4 出水口

10.4 .1 新建输水建筑物出水口与原有输水建筑物的衔接处，往往存在新老混凝土结合困难、止水设置困难的问题。该处可采用新建涵管以裹头型式外包老涵管的方式，包裹的长度可根据管压经渗透分析确定，新、老涵管结合部位应对老涵管混凝土凿毛，并设置多道环向橡胶止水条。

10.5 废弃输水涵管封堵

10.5.1 坝下埋管废弃采用挖除时，对水库的防洪安全影响较大，不宜采用。坝下涵管封堵前宜先对管壁周边进行粘士充填灌浆，以填实由于管壁渗漏造成的坝体局部空洞或松散部位。对涵管未座落在岩基上的，灌浆钻孔深度宜超过涵管底部 1m 。灌浆压力应小于 50kPa, 宜一次灌注至饱满。

10.5.2 本条提出了坝下涵管封堵的方案和材料要求。

a ） 封堵体长度的确定首先应满足封堵体的计算长度，并不小于 15m 。坝体内部涵管封堵时 , 上游截水环应布置在坝体上游 1/3 处，最长位置不能超过坝体中轴线，可根据涵洞型式、断面尺寸、渗漏情况，设置 2 ～ 3 道。

b ） 涵管内回填灌浆宜采用水泥砂浆，配合比可选用水：水泥：砂 0.6 ： 1:1.5, 灌浆压力可采用 0.2MPa 。涵管内施工困难时，在涵管两侧交叉布置斜孔灌浆方式封闭涵管底部，结合布置垂直孔封闭涵管顶部及两侧的方案处理。

10 .5.3 封堵体 设计可参照导流洞封堵体要求进行设计，并 应进行稳定计算， 确保 有足够的稳定安全系数。直接与水库连通的封堵体，设计级别及防渗要求与挡水建筑物一致。

11 边坡除险加固设计

11.1.3 大坝、溢洪道、引水隧洞等建筑物拆除重建时，开挖后的临时边坡容易失稳，特别对于开挖边坡附近有其他建筑物的工程，容易因边坡失稳造成建筑物的损坏。因此，应充分复核论证建筑物拆除后的边坡稳定，必要时采取一定的工程措施对边坡进行保护。

11.1.5 库内边坡稳定易受库水位变化影响，加固方案应充分考虑加固时段的选择，同时应考虑库水变化对边坡加固过程的影响

13 计算和分析  

1 3.4.2 水流条件复杂的水工隧洞指有明满流交替、高速水流或洞内设置消能设施的隧洞。

14除险加固工程施工设计  

14.1.6   当采用液压抓斗等施工设备在坝顶施工防渗墙时，设备和施工道路所需的施工平台宽度较大，原有坝顶宽度往往难以满足施工要求，需要进行加宽。 近年来在部分除险加固项目中出现降低坝顶高程满足施工平台宽度要求的方式，该方式在水库挡水运行过程中存在一定的防洪风险，不宜采用此方式。

15安全监测设计  

1 5 .1.2 安全监测设施应以工程病险情及安全隐患部位为重点布置，宜选在病险情、安全隐患、最大坝高、地形地质条件复杂等部位。病险情及安全隐患部位、坝肩及基岩断层带、坝下涵管附近、以及与混凝土建筑物或岸坡结合处等，宜增设安全监测设施。