一、土石坝的主要病险主要表现在以下几个方面：
1、坝顶高程不满足要求
坝顶高程不满足要求，主要问题是洪水漫坝、风浪越过坝顶等。
2、坝坡稳定不满足要求
在早期修建的土石坝中，出现稳定问题多是稳定安全度不满足要求。
3、变形和裂缝
因变形裂缝导致的病险坝为数不少，对大坝安全有危害的坝体变形主要是过大的沉降和不均匀沉降。
4、渗流问题
渗流问题主要表现在大坝渗流流量过大和浸润线过高，渗流问题主要有通过防渗体裂缝渗透变形、通过防渗体与地基和岸坡接触面的渗透变形和防渗体与相连接的各种建筑物的渗透变形，其中发生最多的是防渗体与坝下埋管接触面的渗透破坏。渗透变形对大坝安全影响与其他病险不同的特点，主要表现在初期发生渗透变形时难以及时发现，也难以准确判断对安全影响程度，一旦发现有明显的渗透变形现象发生，坝体内部往往渗透破会已经比较严重，已经对大坝安全构成极大威胁。
二、产生病险的原因
1、坝顶高程不满足要求主要有三方面：
1)防洪标准偏低导致防洪能力不足，按现行的防洪标准设计，坝顶高程不满足要求；
2)坝体填筑压实度低，竣工后沉降量较大，导致坝顶高程不满足要求；
3)坝顶超高不够导致坝顶高程不足。
在实际工作中防护标准偏低，主要原因有：
1)设计时水文资料时限断设计标准较低；
2)溢洪道等泄水建筑物泄流能力不足；
3)水库淤积，淤积使得防洪库容减小，由于水库淤积造成防洪库容不足，在病险水库中占相当大的比例，在陕西，陕南输沙模数取200～1000t/km².a（悬移质），陕北输沙模数取500～18000t/km².a（悬移质）。
三、渗流问题
1、渗流量过大和浸润线过高
1)防渗体材料防渗性能差，渗透系数偏大；
2)碾压不实使得渗透系数大；
3)铺土层偏厚，每层土上下碾压质量不均匀，成层渗透明显，渗流出逸点较高；
4)防渗体有裂缝；
5)防渗体与地基、岸坡或其他建筑物连接面形成渗漏通道。
6)透水坝基未做防渗处理效果不好；
7)在均质坝中由于洞穴深入坝体，造成渗径减短。
2、渗透破坏
1)防渗体的渗透破坏，因用料不妥，碾压不实，产生不均匀沉降等各种原因使得防渗体存在裂缝，尤其是横向裂缝，当防渗体下游侧无有效的反滤保护时，极易形成集中渗漏。
2)沿防渗体与地基、岸坡连接处的渗透破坏，接触面处理不好或未进行处理，使得地基表层内渗流对防渗体淘刷，逐渐形成集中渗透。
3)坝基渗透破坏，大多土石坝都坐落在砂砾石、土基非岩石坝基上，渗透破坏多发生在未进行防渗处理的坝基上。
四、坝坡稳定不满足要求
1)坝坡偏陡；
2)筑坝材料抗剪强度未达到预期设计值；
3)坝体填筑碾压不实形成软弱夹层；
4)设计中未发现地基中软弱夹层，或水库蓄水后软弱夹层性质恶化；
5)水库蓄水后改变了工程区水文地质条件，使得坝体坝基孔隙压力增加超过了设计预期值，影响坝体稳定。
五、常用的加固措施
1、坝顶高程不满足要求的险情，有两类措施，一是加高大坝；二是加大泄洪设施，降低洪水位，或者加高大坝与加大泄洪综合考虑。
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1)坝顶直接加高。在坝顶上下游侧修建直立挡墙，中间填筑坝料，或上游侧修建防浪墙，下游侧陡坡与原下游破面相接。
2)顺坡加高，在原坝顶顺上下游起坡。缩窄坝顶加高，顺坡加高适用于坝顶宽度较宽，加高后坝顶宽度必须满足运行管理需要。
3)戴帽加高，将靠近坝顶上下游坝坡局部放陡加厚加高，适用于坝坡稳定安全系数较富裕的情况，当坝顶附近上下游有马道时比较适用这种加高。
2、从下游坡加高
这种加高的优点是施工期间不影响水库运行，但加高的工程量相对较大。对于坝体填筑质量差的均质坝，不宜采用这种加高方式，会产生后期加高坝体质量好渗透性较小，太高浸润线，加高前未饱和的土体，形成新的裂缝和坝体不稳的隐患。
六、防渗体的防渗加固措施
在除险加固中防渗加固措施较多，对于大坝防渗，常用的加固措施有各种灌浆，复合土工膜、各种形式的防渗墙等。对于砂砾石和土基坝体，常用的有黏土铺盖、复合土工膜、各种防渗墙和灌浆等，岩石坝基常用防渗加固有帷幕灌浆。
1、防渗体灌浆
充填灌浆一般适用于坝体存在局部裂缝、洞穴等隐患，充填灌浆孔布置在隐患处，可按梅花形布置多孔，孔距可为1m～2m,钻孔深度应超过隐患处不小于1.0m，灌浆压力应小于50kpa。
劈裂式灌浆适用于坝体有裂缝、坍塌、浸润线出逸点较高，坝后出现大面积散浸。利用浆液压力大于坝体主应力的原理在防渗体进行压力灌浆，灌浆材料采用粘性土，通过灌浆在防渗体内形成一道黏土墙，提高防渗体防渗性能，劈裂灌浆一般单排布置，孔距较大，多采用5m～10m，灌浆压力一般通过实验确定，但灌浆压力大于灌浆部位的小主应力，确保能将防渗体形成连续体。
2、复合土工膜防渗体加固
一般将复合土工膜设计防渗体上游面，常用的土工膜材料有聚氯乙烯（pvc），高密度的聚乙烯，水工用的厚度为0.2m的加稳定剂的聚乙烯薄膜，在清水条件下工作年限可达40~50年，在污水条件下工作年限为30~40年。因此复合土工膜的使用年限足以满足大坝防渗要求的使用年限。
产品品种：一布一膜、两布一膜、多布多膜等。
复合土工膜施工
复合土工膜是在薄膜的一侧或两侧贴上土工布，形成复合土工膜。其形式有一布一膜、二布一膜、两膜一布等。
土工布作为土工膜的保护层，使保护防渗层不受损坏。为减少紫外线照射，增加抗老化性能，最好采用埋入法铺设。
施工中，首先要用料径较小的砂土或粘土找平基面，然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧，两端埋入土体部分呈波纹状，最后在所铺的土工膜上用细砂或粘土铺一层10cm左右过度层。砌上20-30cm块石（或砼预制块）作防冲保护层。施工时，应尽力避免石块直接砸在土工膜上，最好是边铺膜边进行保护层的施工。复合土工膜与周边结构物连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固，连接部位要涂刷乳化沥青（厚2mm）粘接，以防该处发生渗漏。
3、防渗墙加固
一般常见的有混凝土及黏土防渗墙、高压喷射灌浆防渗墙和水泥搅拌桩等，防渗体的防渗墙加固常与坝基防渗处理一起采用。
高压喷射灌浆防渗墙，因其造价适中、防渗效果基本可靠，在水库的除险加固中采用较多，有旋喷、摆喷和定喷三种基本形式。喷射的浆液是以水泥为主，化学材料为辅。除了在要求速凝超早强时使用化学材料以外，一般的地基工程的使用材料广阔，一般使用价格低廉的425号普通硅酸盐水泥。若处于地下水流速快或含有腐蚀性元素、土含水量大或固结强度要求高的场合下，则可根据工程需要，在水泥中掺入适量的外加剂，以达到速凝、高强、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。此外，还可以在水泥中加入一定数量的粉煤灰，这不但利用了废材，又降低了注浆材料的成本。
对于覆盖层中粒径大于20～30cm颗粒含量较多情况下，不宜采用高压喷射灌浆，对于高坝适用旋喷灌浆，坝体较低可用于摆喷和定喷。
槽孔防渗墙一般有混凝土防渗墙，，效果较好，但造价较高。
搅拌桩防渗墙造价最低，适用于颗粒较细的砂性垻基中，在墙深20m左右防渗效果较好。
参考资料：
A.《水工设计手册》（灌溉、供水）第九卷；
B.《碾压式土石坝设计规范》（SL 274—2001）；
C.《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252—2000）；
D.《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL 44—2006）；
E.《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB50199-94）；
F.《水工建筑物荷载设计规范》（DL 5077—1997）；
论文作者:宫海涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
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