安溪縣小型水庫除險加固工程措施舉要

□蘇炳煌

一、水庫基本情況

安溪縣現(xiàn)有中型、小型水庫87座，壩型有土壩、土石壩、重力壩、拱壩等，大多是上世紀(jì)60 至70年代建成，主要是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉提供水源和水力發(fā)電。經(jīng)幾十年運(yùn)行，多數(shù)水庫都存在不同程度的病險問題，病險水庫除險加固是近幾年全縣水利建設(shè)的重點(diǎn)。水庫存在的主要問題，一是防洪標(biāo)準(zhǔn)低，不能滿足有關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求；二是工程質(zhì)量差，老化失修；三是滲流。水庫安全隱患的存在，不僅使水庫不能正常運(yùn)行，不能發(fā)揮效益，而且還嚴(yán)重威脅到下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。2009年以來，安溪縣積極落實(shí)水庫除險加固任務(wù)，完成除險加固水庫24座，確保了病險水庫工程安全，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。

二、主要加固措施

病險水庫最主要的病癥是工程質(zhì)量問題和防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到要求，其中以滲漏現(xiàn)象最為普遍。滲漏又分壩基滲漏、壩體滲漏和壩肩繞漏等。主要原因是：大壩基巖破碎，清基不徹底，防滲料抗?jié)B性差，筑壩土料碾壓不實(shí)，蟻窩等。

除險加固有多種措施，應(yīng)根據(jù)每個小型水庫的實(shí)際情況，分別采取切合實(shí)際的除險加固措施。一般情況下，加固順序是先處理工程質(zhì)量，然后再提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，也可以結(jié)合提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，一并處理。

（一）提高水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)

提高水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)的工程措施：一是加高大壩，增加水庫調(diào)蓄洪水能力；二是擴(kuò)建或增建溢洪道，加大泄洪量。對下游防洪有重要要求的水庫應(yīng)盡可能采取以增加壩高為主，必要時再結(jié)合擴(kuò)建泄洪設(shè)施的辦法進(jìn)行。

1.大壩加高

要提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，可適當(dāng)加高大壩，增加調(diào)蓄能力，加高大壩的措施一般有：

（1）直接加高壩體。壩頂直接加高，迎水面可用防浪墻直立加高，背水面上部坡度加陡一些，與下游坡銜接，根據(jù)壩頂寬度要求，須經(jīng)計(jì)算，在保證安全的情況下進(jìn)行。限于壩坡穩(wěn)定的要求，加高的高度有一定限制，不能加高過大影響壩坡穩(wěn)定，一般不宜超過3m。

（2）大壩背水坡培厚加高。這一措施是在原大壩下游培厚，并加高壩頂，在加高培厚前，應(yīng)對大壩下游面及下游壩基進(jìn)行清基處理。這種措施比“戴帽”加高工程量要大，造價也高。但為了滿足大壩壩坡穩(wěn)定的要求，也只有采取這一措施。加高大壩可以超過3m，但要根據(jù)實(shí)際情況需要確定。

（3）大壩上游培厚加高。在上游培厚加高的方式是：在大壩上游面培厚大壩并加高壩頂，這種方式往往是在大壩上游壩坡穩(wěn)定不能滿足要求，或者下游壩坡地形、地質(zhì)條件不允許的條件下采用。若在水庫淤積物上加高，還應(yīng)根據(jù)淤積物固結(jié)情況進(jìn)行變形和穩(wěn)定分析，必要時應(yīng)采取相應(yīng)措施。

2.溢洪道拓寬、加深或增建

（1）溢洪道拓寬。在地形地質(zhì)條件許可而且增加開挖量不大的情況下，將原溢洪道拓寬，堰頂高程不變，可增加下泄流量，能提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。但增加泄流量應(yīng)考慮下游河道的過洪能力。

（2）溢洪道加深。為滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)，可降低溢洪道堰頂高程，在同等水位情況下加大了下泄流量，滿足了防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（3）溢洪道拓寬、堰頂降低采取這一措施可提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。如蓬萊大粥水庫，為了提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過洪水復(fù)核，堰頂高程降低了0.8m；又如湖頭苦湖水庫，將溢洪道拓寬2.0m。

（4）增設(shè)溢洪道。在地形條件許可的情況下，開挖工程量不大，也可考慮增設(shè)溢洪道。增設(shè)溢洪道投資可能大一些，但施工不受已建工程制約。如龍涓白龍蕉水庫，在保證原溢洪道過流斷面情況下，在大壩左岸山體增設(shè)一溢洪洞，以滿足防洪要求。

數(shù)學(xué)起源于日常生活和生產(chǎn)實(shí)際，而生活實(shí)例又生動又具體，因此用貼近學(xué)生生活實(shí)際或?yàn)閷W(xué)生所喜聞樂見的學(xué)習(xí)材料，把學(xué)生熟悉、感興趣的實(shí)例作為認(rèn)識的背景材料，導(dǎo)入課題，不僅使學(xué)生感到親切、自然，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能盡快喚起學(xué)生的認(rèn)知行為，促成學(xué)生主動思考，為課堂的后繼學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備。如北師大版數(shù)學(xué)七年級(下)“兩直線的位置關(guān)系”第二課時中，我在上課開始時，投影屏幕上滾動播放一組圖片，其中含有垂線形象，簡潔明快，配以舒緩的背景音樂。簡潔明快的圖片有利于抽象出垂線形象，喚起學(xué)生已有知識水平中對垂線的認(rèn)識，舒緩的音樂能夠平息課間躁動，在視聽結(jié)合的環(huán)境中，以愉悅的心情盡快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

3.大壩加高與溢洪道改建或增建相結(jié)合

為提高水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)，增加水庫調(diào)蓄庫容，加大下泄流量，可采用適當(dāng)加高大壩與改建溢洪道或增設(shè)新溢洪道的綜合措施。

有的壩址兩岸河谷地形狹窄，山坡甚陡，擴(kuò)大溢洪道有困難，為了提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，單靠加高大壩會帶來很多問題，如存在庫區(qū)移民和其他建筑物改建等難題。在這種環(huán)境下，加大泄洪洞也有困難。通過方案比較分析，可采用適當(dāng)加高大壩與增設(shè)新溢洪道相結(jié)合的措施來滿足水庫提高標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（二）提高水庫工程質(zhì)量

關(guān)于水庫工程質(zhì)量問題，土石壩主要是滲漏、滑坡和裂縫。其中有的滑坡和裂縫現(xiàn)象也與滲漏有關(guān)，所以，處理土石壩質(zhì)量，關(guān)鍵是防滲。防滲的原則是“上堵下排”，一般采用垂直防滲。采取這一措施，一般不需要放空水庫。主要辦法有：

1.混凝土防滲墻

混凝土防滲墻是指在大壩或壩基用抓斗依次造孔，形成孔槽，在孔槽中澆筑混凝土，形成一道連續(xù)的混凝土防滲墻體。根據(jù)不同施工方法分為樁柱式和槽板式兩種成墻方式?；炷练罎B墻的厚度需計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗?jié)B強(qiáng)度、耐久性及施工條件確定，墻體一般為素混凝土或塑性混凝土。

混凝土防滲墻的主要優(yōu)點(diǎn)是，可以適應(yīng)各種不同材料的壩體和復(fù)雜的地基水文和工程地質(zhì)條件。如處理壩體、壩基整體防滲，可從壩頂建造防滲墻，直達(dá)基巖，墻的兩端與岸坡防滲設(shè)施或岸邊基巖相連接，墻的底部可嵌入新鮮巖層或弱風(fēng)化基巖內(nèi)一定深度。如僅處理壩基防滲，其防滲墻上部應(yīng)與壩體的防滲體相連接，并深入相對不透水層。在處理中要嚴(yán)格控制質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)徹底截?cái)酀B透水流的目的。

混凝土防滲墻施工中，必須確保施工質(zhì)量，尤其應(yīng)注意兩槽孔混凝土墻間的連接問題，這是保證防滲的關(guān)鍵。在連接部位，從孔口到孔底的任一高度，連接的墻厚必須達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，而且混凝土墻間須連接緊密，不能有夾泥層，以防滲透破壞。

土工膜防滲措施是一種優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、可靠的土工合成防滲材料，施工方便，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，具有較好的不透水性。此項(xiàng)技術(shù)具有防滲效果明顯、造價低、功效高、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。

3.高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿是利用鉆機(jī)造孔后，把帶有噴頭的灌漿管下至土層預(yù)定位置，用高壓設(shè)備把壓力為20～40MPa的高壓射流從噴嘴噴射出，用射流沖擊和破壞地層土體；能量大、速度高，呈脈動狀態(tài)的射流動壓超過土體強(qiáng)度時，土粒從土體中剝落，部分細(xì)小土粒隨漿液冒出地面，其余土粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力作用下，與灌入漿液混合，在土體中形成凝結(jié)體，起到防滲的作用。東青水庫的防滲加固工程就是采用這一方法。

4.混凝土面板防滲措施

壩體上游開挖至壩基，沿壩坡澆筑混凝土防滲面板可起到防滲作用。此方法施工方便，成本低。

（三）水庫輸水涵及啟閉設(shè)施改造

小型水庫的輸水建筑物大多是直接埋設(shè)在壩體內(nèi)地基上的涵管，涵管受損會直接影響到大壩的運(yùn)行安全。安溪縣小型水庫中大部分涵管存在隱患，主要是涵管漏水、斷裂、堵塞、氣蝕以及進(jìn)口閘門變形破壞等，致使閘門啟閉困難。

涵管漏水又分為縱向漏水和橫向漏水。縱向漏水是由于涵管與筑壩材料是兩種不同介質(zhì)，接合處總是存在一個接合層面，水在壓力的作用下沿著接合層面自上而下滲透產(chǎn)生接觸滲漏。特別是土壩涵管周圍土體填筑質(zhì)量差、夯實(shí)不夠或者截水環(huán)數(shù)量不足，在水流滲徑很短時，這種滲漏更為嚴(yán)重。橫向滲漏是由于涵管存在斷裂、伸縮縫填料老化、接頭處理不當(dāng)、砌筑砂漿不飽滿或風(fēng)化脫落、混凝土施工振搗不實(shí)或存在冷縫薄弱環(huán)節(jié)，高壓水流從這些薄弱環(huán)節(jié)滲入而產(chǎn)生。

涵管斷裂主要是由于基礎(chǔ)處理不當(dāng)或不均勻荷載造成，也有的是由于未設(shè)置沉降縫、伸縮縫，溫度變化導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。

對涵管產(chǎn)生縱向漏水的，一般采用灌漿、增加截水環(huán)等措施處理；對產(chǎn)生橫向裂縫或斷裂、氣蝕等破壞現(xiàn)象的，一般采用管內(nèi)套管或新建涵管的措施。同時，涵管啟閉設(shè)備也多更新為鑄鐵斜拉門蓋。

（四）溢洪道工程加固措施

在全縣水庫工程中，溢洪道常見的病害主要是結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、工程設(shè)施不完善、質(zhì)量差、沖刷破壞、工程老化以及泄洪能力達(dá)不到要求等。加固過程中，針對不同情況采取不同的加固方式，多為降低（升高）溢洪道底高程、增加或完善消能設(shè)施、護(hù)岸（底）防沖涮、更新啟閉設(shè)備等方法。

（五）大壩護(hù)坡處理措施

對于土壩型水庫，要對壩坡進(jìn)行護(hù)坡處理。根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，一般迎水坡采用干砌塊石護(hù)坡或混凝土面板護(hù)坡，背水坡一般采用草皮護(hù)坡或混凝土預(yù)制塊護(hù)坡。

三、結(jié)束語

病險水庫通過實(shí)施除險加固工程后，能夠確保水庫安全度汛和正常蓄水運(yùn)行，發(fā)揮了其應(yīng)有的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，保證了水庫下游廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，對于發(fā)展現(xiàn)代水利具有重要意義。