中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固建設(shè)初探

□孫繼光（河南水利建筑工程有限公司）

□張君慧（南陽市橡膠壩管理處）

□董志斌（河南水利建筑工程有限公司）

一、引言

我國(guó)現(xiàn)有約8.5萬座水庫(kù)，根據(jù)排查，有3萬余座存在著不同程度病險(xiǎn)或安全隱患，其中絕大多數(shù)為中小型水庫(kù)。這些病險(xiǎn)水庫(kù)大多分布在農(nóng)村，基本興建于20世紀(jì)50年代到70年代，受當(dāng)時(shí)施工水平的限制，大多水庫(kù)建設(shè)質(zhì)量不高，而在此后幾十年的使用過程中，缺少必要的養(yǎng)護(hù)和修復(fù)。目前，這些水庫(kù)陸續(xù)出現(xiàn)了不同程度的病險(xiǎn)問題，許多水庫(kù)已成為當(dāng)?shù)氐陌踩[患，嚴(yán)重影響到了當(dāng)?shù)厝藗冋Ｉ詈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展。鑒于這種現(xiàn)狀，1998年以來，國(guó)家先后分幾批對(duì)中小型病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固建設(shè)，截止到2007年底，僅中央直接投資已達(dá)到300多億元，2009年以來，國(guó)家又連續(xù)下?lián)芫拶Y在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行拉網(wǎng)式除險(xiǎn)加固建設(shè)，力度空前。根據(jù)各地水庫(kù)現(xiàn)狀，主要對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)采取大壩加高、修復(fù)，水庫(kù)擴(kuò)建，防滲處理等技術(shù)措施。以達(dá)到提高水庫(kù)工程質(zhì)量、增強(qiáng)水庫(kù)防洪能力的目的。

二、病險(xiǎn)水庫(kù)存在的問題

（一）年久失修，壩體及附屬設(shè)施破損嚴(yán)重

壩體及附屬設(shè)施破損嚴(yán)重屬于水庫(kù)的表象病險(xiǎn)，這類水庫(kù)病險(xiǎn)主要表現(xiàn)在大壩局部存在塌陷、坑洞，壩體迎水坡護(hù)體脫落，背水面沖刷嚴(yán)重，此類病險(xiǎn)水庫(kù)如遇汛期蓄水，將存在很大安全隱患，一旦水頭過高，壩前護(hù)體抗沖刷能力不夠，壩體出險(xiǎn)，將很難給予補(bǔ)救，所以，這類水庫(kù)一般都不敢高水位蓄水，甚至有些水庫(kù)常年處于死水位，擔(dān)心一旦蓄水出現(xiàn)潰壩事故。諸如河南洛陽常陵水庫(kù)、登封少林水庫(kù)、新鄭五虎趙水庫(kù)等均存在這種問題，常年處在死水位，無法發(fā)揮水庫(kù)的興利效益。

（二）大壩滲漏嚴(yán)重，無法蓄水

這是水庫(kù)的“內(nèi)傷”，這類水庫(kù)由于大壩防滲體破壞或壩基存在繞滲，常年難以蓄水，水庫(kù)一直處于死水位，導(dǎo)致水庫(kù)周邊人民守著水庫(kù)無水用，旱季需要用水時(shí)，無奈從死水位下抽水，待水抽干后，由于暴曬，壩底出現(xiàn)干裂，再次蓄水時(shí)則壩體容易垮坡，一旦遇到洪水，就更加危險(xiǎn)。

（三）原設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，安全系數(shù)不夠

從大多數(shù)病險(xiǎn)中小水庫(kù)來看，大壩原設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍較低，同時(shí)溢洪道最大泄洪能力與最大洪峰流量之比不高，從壩體結(jié)構(gòu)來看，很多大壩壩頂寬度窄，下游坡度小，如河南義馬常窯水庫(kù)，壩頂寬度為2.5m，下游壩坡為1∶1.3，因其水庫(kù)面積較小，要達(dá)到興利庫(kù)容主要靠抬高水位，從而使得水頭壓力增加，正常水位時(shí)壩前水頭高度超過了35m，相對(duì)如此“單薄”的壩體，安全性確實(shí)令人擔(dān)憂。

三、除險(xiǎn)加固主要措施

對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固措施應(yīng)從幾方面入手，一是從水庫(kù)質(zhì)量入手，從表象、內(nèi)在分析水庫(kù)存在質(zhì)量隱患，針對(duì)隱患重點(diǎn)治理；二是分析水庫(kù)所在區(qū)域的水文情況，對(duì)水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)重新論證，參照論證結(jié)果對(duì)水庫(kù)現(xiàn)有防洪能力進(jìn)行評(píng)估，對(duì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的水庫(kù)進(jìn)行大壩、溢洪道的綜合改擴(kuò)建，提高水庫(kù)防洪能力。

（一）排除水庫(kù)病險(xiǎn)，提高水庫(kù)工程質(zhì)量

1.從病險(xiǎn)水庫(kù)存在的表征入手，查看水庫(kù)存在的問題

損壞嚴(yán)重的主、副壩體，對(duì)壩前、壩后護(hù)體進(jìn)行修復(fù)，防止大壩的沖刷，從而保護(hù)壩身。河南省目前進(jìn)行的水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中，土石壩多是采用對(duì)壩前砌石進(jìn)行翻修，重新鋪設(shè)反濾層，堆石壩進(jìn)行混凝土面板的加厚。背水坡做干砌石或混凝土網(wǎng)格梁內(nèi)種植草皮等。

2.對(duì)存在滲漏的水庫(kù)進(jìn)行防滲治理，修復(fù)防滲體

治理水庫(kù)的根本目的在于讓水庫(kù)能夠蓄水，所以對(duì)水庫(kù)的防滲治理是重中之重。從水庫(kù)滲漏特征來看，主要有壩體滲漏，壩基滲漏和水庫(kù)周邊非壩體的庫(kù)身滲漏。大部分北方平原水庫(kù)存在庫(kù)身滲漏的現(xiàn)象較少，所以防滲治理主要是針對(duì)壩體和壩基進(jìn)行，從技術(shù)措施上當(dāng)前主要采用的是垂直防滲，即直接對(duì)壩體做防滲墻或壩體灌漿，從而形成防滲墻體或防滲帷幕，從壩基一直到蓄水位以上整體設(shè)置，這既防止了壩體的滲漏同時(shí)也防止了壩基的繞滲。比如三門峽的陜縣水庫(kù)，它的防滲即采用靠上游壩頂位置沿軸線方向通過沖抓套井后回填防滲材料方式連接到基巖，防滲體左右與壩肩結(jié)合，形成一個(gè)整體幕墻，起到了很好的防滲效果。另外，帷幕灌漿也是形成有效防滲體的一個(gè)重要施工方法，沿防滲帷幕中心線鉆孔后，通過加壓劈裂巖層或滲透到土體形成連續(xù)的抗?jié)B幕墻，從而取得防滲效果。

（二）綜合治理，提高水庫(kù)防洪能力

1.原大壩加高，增加水庫(kù)蓄水能力

適當(dāng)加高大壩有利于增加水庫(kù)調(diào)蓄洪水能力，減小洪水對(duì)下游的影響。加高大壩需要先對(duì)原大壩的壩頂寬度及壩體的坡度進(jìn)行計(jì)算，在穩(wěn)定性允許的情況下進(jìn)行加高，加高方式一是可采取直接在壩頂接高；二是對(duì)壩體加厚以后加高。前者施工相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低，但需嚴(yán)格計(jì)算其安全性；后者安全系數(shù)高，但成本高，施工難度大，河南省內(nèi)的水庫(kù)如新鄭老觀寨水庫(kù)即是采用的壩后覆土，先增加壩寬的施工方式。

2.改建溢洪設(shè)施，擴(kuò)大溢洪能力

據(jù)了解河南一些水庫(kù)，對(duì)溢洪道的治理普遍采用的是對(duì)已有溢洪道拓寬，原溢洪道堰頂高程不變，這樣有利于增加下泄流量，提高水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。例如信陽石河溝水庫(kù)、新鄭五虎趙水庫(kù)等都采用了這種方式。

3.綜合實(shí)施，大壩與溢洪道同時(shí)改建

通過水庫(kù)水文資料分析，一些水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到當(dāng)?shù)胤篮橐?，這類水庫(kù)可同時(shí)進(jìn)行大壩加高和溢洪道拓寬，可以提高水庫(kù)正常蓄水位，更大程度地提高了防洪標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)洪能力也大幅度增強(qiáng)。此外在國(guó)內(nèi)其他一些地區(qū)的水庫(kù)也有采用大壩加高、拓寬溢洪道并降低堰頂高程或壩頂增高、將原敞開式溢洪道增設(shè)閘門等方案。這些方式都可有效提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)語

通過國(guó)家實(shí)施強(qiáng)有力的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固措施，中小型水庫(kù)的興利地位將逐步恢復(fù)并提升，一系列除險(xiǎn)加固措施的應(yīng)用對(duì)這些病險(xiǎn)水庫(kù)將起到起死回生的作用，在水資源日益貧乏的今天，水庫(kù)的功能恢復(fù)將對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到巨大的推動(dòng)作用，為人們生活的安全穩(wěn)定奠定了堅(jiān)強(qiáng)的基石。