淺析小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

慎金燕

(上饒市鴻安水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，江西 上饒 334100)

小型水庫(kù)是發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉、保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施，水庫(kù)運(yùn)行是否安全可靠，對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)和人民生活都有很大影響，然而，由于這些水庫(kù)大多修建于上世紀(jì)六七十年代，受當(dāng)時(shí)各方面條件的限制，尤其是施工條件和作業(yè)方式十分簡(jiǎn)單，缺乏技術(shù)方面的科學(xué)論證，經(jīng)過(guò)多年的使用，許多的小型水庫(kù)不同程度的存在一些病險(xiǎn)問(wèn)題，嚴(yán)重威脅著下游人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全，水庫(kù)本身也不能充分發(fā)揮其效益。現(xiàn)結(jié)合選取我公司2011年～2012年對(duì)江西省上饒縣20座小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，對(duì)小型水庫(kù)工程存在的問(wèn)題及加固措施作簡(jiǎn)單探討。

一、存在問(wèn)題

工程實(shí)施方面，小型水庫(kù)主要水工建筑有擋水壩、溢洪道、放水涵管;工程管理方面，包括水庫(kù)的運(yùn)行管理和交通及通訊。現(xiàn)分別就其存在問(wèn)題分別簡(jiǎn)述如下:

1.擋水壩

小型水庫(kù)擋水壩一般為心墻土壩、斜墻土壩、均質(zhì)土壩。在20座水庫(kù)中，其中壩形式為粘土心墻7座，斜墻土壩6座，均質(zhì)土壩7座。擋水壩存在問(wèn)題主要有以下幾方面:

(1)大壩滲漏嚴(yán)重

在設(shè)計(jì)的20座水庫(kù)中均存在壩體結(jié)構(gòu)面發(fā)生集中滲漏現(xiàn)象，有5座水庫(kù)存在壩腳全線(xiàn)漏水現(xiàn)象，有3座水庫(kù)有繞壩滲漏問(wèn)題。

(2)上游壩坡沖刷嚴(yán)重

在設(shè)計(jì)的20座水庫(kù)中，有6座擋水壩均無(wú)護(hù)坡，有14座為干砌塊石護(hù)坡，塊石風(fēng)化嚴(yán)重。

(3)壩頂寬度不夠，壩坡坡度太大，20座水庫(kù)中有13座水庫(kù)壩頂寬度在4m以下，有11座水庫(kù)上游壩坡坡度大于1:2.2。

(4)20座水庫(kù)均存在下游壩坡大面積散浸問(wèn)題，壩坡為雜草坡面。有少數(shù)水庫(kù)壩腳沼澤化。

2.溢洪道

小型水庫(kù)的溢洪道，一般為開(kāi)敞式寬頂堰溢洪道，正槽式溢洪道、側(cè)槽式溢洪道，大部分沿原山坡開(kāi)挖而成。主要存在的問(wèn)題如下:

(1)溢洪道泄洪量不足

經(jīng)計(jì)算，在20座水庫(kù)中，有9座水庫(kù)溢洪道泄洪量不足，溢洪道寬度不夠，堰頂高程與壩頂高程高差偏小，遇到特大暴雨，水庫(kù)水位幾乎接近壩頂，影響大壩安全。

(2)溢洪道基巖損壞嚴(yán)重，沖刷痕跡明顯，在20座水庫(kù)中，有8座水庫(kù)溢洪道無(wú)襯砌，10座水庫(kù)為漿砌石襯砌，不同程度的出現(xiàn)了塊石風(fēng)化，砂漿脫落的情況。

3.放水涵管

小型水庫(kù)放水涵一般為壩下涵管，部分地質(zhì)條件好的水庫(kù)采用隧洞，涵管一般采用混凝土涵，20座水庫(kù)中，有15座水庫(kù)采用壩下砼涵，均出現(xiàn)了砼老化、斷裂、骨料外漏等問(wèn)題，漏水嚴(yán)重，另外，涵管管徑偏小。

4.水庫(kù)運(yùn)行管理、交通和通訊

一般每個(gè)水庫(kù)配有一名安全管理員，但由于水庫(kù)的運(yùn)行管理費(fèi)用偏少，管理人員并未做到經(jīng)常性的檢查和觀察水庫(kù)運(yùn)行情況，水庫(kù)的險(xiǎn)情也未得到及時(shí)預(yù)報(bào)。

小型水庫(kù)多建于遠(yuǎn)離交通干線(xiàn)的山區(qū)，水庫(kù)路坑洼不平，彎多坡陡，大部分水庫(kù)不能通車(chē)。大部分小型水庫(kù)缺乏通訊設(shè)施，易貽誤搶險(xiǎn)時(shí)機(jī)。

二、除險(xiǎn)加固措施

針對(duì)小型水庫(kù)上述問(wèn)題，在水庫(kù)除險(xiǎn)加固中采取針對(duì)性手段進(jìn)行修復(fù)加固，現(xiàn)分別對(duì)水庫(kù)各部分實(shí)施加固措施介紹如下:

1.擋水壩

(1)壩頂加固的工程在加固個(gè)工程中對(duì)壩頂?shù)囊笠话闶?型為5m，2型可以為3－4m。施工中壩頂?shù)穆访媸┕?yīng)充分考慮到排水的需求，下游側(cè)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)路邊石，并增加排水口和壩體橫向的排水溝相通，而且施工中應(yīng)注意壩頂?shù)穆访鎽?yīng)向下游方向傾斜。加固中應(yīng)根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整，如壩頂?shù)母叱谭蠈?shí)際要求，則只對(duì)其寬度進(jìn)行調(diào)整，或者進(jìn)行降低高度適應(yīng)寬度。

(2)大壩坡面的加固大壩的邊坡比是加固大壩的核心內(nèi)容，這主要根據(jù)壩型、高度、壩體構(gòu)成、壩體基礎(chǔ)等情況來(lái)確定，其依據(jù)就是力學(xué)特性、承載能力、滲流情況、抗滑坡能力等進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)和施工。上下游的壩坡可以根據(jù)需要來(lái)確定其戧臺(tái)的設(shè)置，小型水庫(kù)的下游一般設(shè)計(jì)一個(gè)戧臺(tái)。

(3)壩基、壩體的防滲加固針對(duì)防滲體的損壞，可以采用必要的工藝進(jìn)行加固。其中，對(duì)壩基的防滲處理一般采用的是壩腳設(shè)置接水槽或者混凝土截滲檔墻、高壓噴筑混凝土墻等方法進(jìn)行處理?；鶐r部分則采用帷幕灌漿等方式進(jìn)行加固。這些壩基的防滲處理方法應(yīng)與壩體的防滲措施相配合，并且需要進(jìn)行方案的優(yōu)化選擇，方可確定。壩體的防滲體應(yīng)當(dāng)在加固后滿(mǎn)足一定的滲流要求，并且保證其穩(wěn)定。因此對(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的施工中，也應(yīng)遵循防滲的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施。

(4)壩體反濾和排水體的加固工程中對(duì)壩體下埋設(shè)的滲流溢出位置設(shè)置反濾層或者過(guò)渡層。在這里反濾層的厚度可以根據(jù)加固工程的材料、方法具體確定。在滲流溢出的范圍內(nèi)，都需要設(shè)置排水裝置。這種貼坡排水，其排水的頂部應(yīng)高出浸潤(rùn)線(xiàn)的溢出點(diǎn)，超出高度應(yīng)保證浸潤(rùn)線(xiàn)保持在凍土層下。另外，坡腳的部位應(yīng)當(dāng)增加集滲溝、排水溝等。

2.溢洪道

(1)加固溢洪道應(yīng)保證通道開(kāi)敞，不宜設(shè)置閘門(mén)，堰頂高程在加固后應(yīng)和正蓄水位齊平。溢洪道修建應(yīng)在巖石地基上，其護(hù)砌長(zhǎng)度取決于地形、地質(zhì)條件、水流條件和防沖要求。

(2)溢洪道軸線(xiàn)宜取直線(xiàn)，如需轉(zhuǎn)彎，宜在進(jìn)水渠或出水渠段內(nèi)設(shè)置彎道;如溢洪道靠近壩肩時(shí)，與大壩連接的接頭、導(dǎo)墻、泄槽邊墻等必須安全可靠。

3.放水涵

對(duì)于原放水涵為壩下涵管的，若水庫(kù)有地質(zhì)條件開(kāi)隧洞，應(yīng)盡量采用隧洞;原涵管封堵，若原放水涵為隧洞，對(duì)隧洞進(jìn)行加寬改造，埋在壩下的涵管，應(yīng)力求建于巖基或堅(jiān)實(shí)的土基上，以避免由于地基沉降不均勻而發(fā)生管身斷裂。放水涵的進(jìn)口應(yīng)注意使水流平順，防治泥沙淤積，出口段應(yīng)注意防止沖刷，并做好消能防沖設(shè)備。以免危及壩腳。

4.交通、通訊

保證每座水庫(kù)均能通車(chē)，建議電信、防汛部門(mén)把通訊設(shè)備配套好，保證電訊暢通。

三、結(jié)語(yǔ)

小型水庫(kù)工程管理上存在的問(wèn)題多是歷史遺留的，工程設(shè)施方面存在的問(wèn)題是主要和急需解決的。工程管理、交通和通訊方面存在的問(wèn)題也很重要，這些問(wèn)題之間互相影響。

小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的工程量雖然不大，但水庫(kù)的安全運(yùn)行關(guān)系到眾多百姓的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此絕對(duì)不能因?yàn)楣こ塘啃《p視加固工程的質(zhì)量，不管是政府主管部門(mén)、業(yè)主、監(jiān)理單位，還是施工單位都要明確認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。良好的工程質(zhì)量需要多方面的努力及爭(zhēng)取，因此在施工過(guò)程中，各方要加強(qiáng)溝通、交流，采取有效的措施杜絕質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，確保小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失。

［1］武漢水利電力學(xué)院農(nóng)水系編.小型水庫(kù)工程.北京:人民教育出版社，1978.