石家莊市小型水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)探討

□李寶良

石家莊市小型水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)探討

□李寶良

小型水庫主要是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供灌溉水源，也為人民生活用水和工業(yè)用水提供水源，同時(shí)為防御洪水災(zāi)難也發(fā)揮了重要作用。然而，由于各種原因許多水庫都不同程度存在一些病險(xiǎn)問題，這類水庫分布區(qū)域廣、多偏僻、壩型多、老化失修、欠完建、病種多、防洪標(biāo)準(zhǔn)低，工程本身質(zhì)量差，存在不同程度的滲漏，放水系統(tǒng)破損無法正常起閉，蓄水不正常，達(dá)不到有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，不僅不能充分發(fā)揮其效益，而且還嚴(yán)重威脅到下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，對(duì)其進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理迫在眉睫。

1.工程現(xiàn)狀及存在問題

一是病險(xiǎn)率高，病害嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，全市現(xiàn)有小型水庫均有不同程度的險(xiǎn)情。防洪標(biāo)準(zhǔn)低、大壩滲漏、裂縫和壩坡滑塌、溢洪道泄洪標(biāo)準(zhǔn)不夠、放水建筑物不能發(fā)揮正常功能等問題普遍存在。二是缺乏大壩安全觀測(cè)、水情測(cè)報(bào)和防汛搶險(xiǎn)設(shè)施，工程盲目運(yùn)行，極易失事。三是管理工作薄弱，特別是鄉(xiāng)村管理的小型水庫，日常管理和養(yǎng)護(hù)工作無人負(fù)責(zé)，安全管理責(zé)任無法落實(shí)。

2．小型水庫病險(xiǎn)原因分析及對(duì)策

2.1 壩基滲漏

很多病險(xiǎn)庫都存在壩基滲漏問題，不是清基不到位導(dǎo)致壩基與壩體接觸面成為滲水薄弱環(huán)節(jié)，就是截水槽的開挖深度不夠，留下了滲水通道，或者壩體填筑標(biāo)準(zhǔn)不夠，壓實(shí)度根本滿足不了設(shè)計(jì)要求，給壩體穩(wěn)定埋下安全隱患。針對(duì)這些情況，可結(jié)合覆蓋層的深淺、庫區(qū)情況、附近黏土料源實(shí)際進(jìn)行垂直截滲或者水平鋪蓋。如覆蓋層為砂卵石，厚度超過30m，選擇混凝土截滲墻比較穩(wěn)妥；如果為粉細(xì)砂，厚度又較小，則采用高噴灌漿即可。

2.2 壩體滲漏

壩體滲漏多由于壩體填筑材料或者填筑標(biāo)準(zhǔn)不符合要求，密實(shí)度不夠，滲透系數(shù)偏大。針對(duì)這種情況，采取如下措施比較適宜：一是對(duì)壩體采用高壓旋噴灌漿造墻，或采用沖抓套井回填黏土造墻，來切斷壩體內(nèi)上、下游的滲水通道，防止壩體滲漏。二是首先應(yīng)對(duì)壩體進(jìn)行必要的充填灌漿，增加壩體的密實(shí)度，然后在壩體上游坡鋪設(shè)復(fù)合土工膜，要注意處理好土工膜與壩基的結(jié)合部位。三是采用劈裂灌漿，劈裂灌漿利用了壩體填筑的自然應(yīng)力狀態(tài)，是一種既節(jié)約又效果良好的措施。對(duì)于壩體填筑標(biāo)準(zhǔn)不符合要求的，可以劈裂兩排，不但可以在兩排之間形成很好的防滲層，而且因?yàn)槠涔酀{壓力較大，還可以在兩排灌漿孔以外的一定范闈內(nèi)，對(duì)壩體起到較好的加固作用。四是根據(jù)工程的具體情況，采取往上游壩坡貼防滲斜墻、鋪設(shè)復(fù)合土工膜、加大壩體斷面等措施。

2.3 壩體穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求

常見的原因有上游壩體滲透系數(shù)太小而坡比較陡，浸潤線偏高，壩體斷面偏陡等。根據(jù)規(guī)定，壩體穩(wěn)定應(yīng)對(duì)正常運(yùn)行期的上下游壩坡、水位驟降的上游壩坡、一定蓄水位與地震組合的上下游壩坡、施工期上下游壩坡進(jìn)行抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算。

如果上游壩體滲透系數(shù)太小而坡比較陡，使得在水位驟降工況下，上游壩體內(nèi)的水不能及時(shí)排出壩體，增大了土體重量(此時(shí)一般為飽和容重)，處理措施一般是減緩壩坡。

如果浸潤線偏高，說明壩下游坡腳的排水不暢，壩體各層之間的滲透性不完全符合逐漸增大的原則，處理措施主要是增加壩體內(nèi)部排水和壩坡腳排水體，一般采用貼坡棱體排水。

壩體斷面偏陡一般采取的措施是加培斷面，如果工程實(shí)際情況允許，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，也可住下游加培。需要注意，在這種情況下應(yīng)復(fù)核施工期壩坡穩(wěn)定。

2.4 溢洪道布置不合理、泄洪標(biāo)準(zhǔn)不夠

多數(shù)病險(xiǎn)水庫的溢洪道設(shè)計(jì)平面布置不盡合理，這種情況多出現(xiàn)在巖石基礎(chǔ)上，尤其是控制段的堰型，既不是WES堰，也不是直坎寬頂堰(駝峰堰非常少見)，梯形的斷面型式居多，造成泄洪時(shí)流量系數(shù)和過水?dāng)嗝娌粔颍瑥亩购槟芰Σ蛔恪?/p>

常見的問題還有縱剖面設(shè)計(jì)、消能設(shè)施設(shè)計(jì)不合理，甚至無消能防沖設(shè)施，空蝕破壞嚴(yán)重等。

針對(duì)以上情況，應(yīng)該根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL252—2000)，結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)平面布置、控制段、泄槽、排水、消能設(shè)施等進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，結(jié)合水庫調(diào)洪，認(rèn)真復(fù)核泄量，使其滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

2.5 放水設(shè)施老化失修，不滿足原設(shè)計(jì)要求

這種情況多出現(xiàn)于病險(xiǎn)水庫，原工程絕大多數(shù)為放水臥管，年久失修，淤積嚴(yán)重，不能滿足放水要求，一般應(yīng)廢棄原放水臥管，另建放水斜管和放水隧洞。但要充分考慮水庫淤積發(fā)展對(duì)放水的影響。

2.6 其他常見病害

其他常見的病害還有：上游壩坡無護(hù)坡、下游壩坡無排水或者排水系統(tǒng)不完整、壩頂寬度不足、壩頂高度不夠、背水坡腳無反濾、無監(jiān)測(cè)設(shè)施等等，針對(duì)這些問題，應(yīng)該根據(jù)工程等級(jí)，嚴(yán)格按照《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)進(jìn)行完善設(shè)汁。

除上述工程措施外，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)監(jiān)測(cè)資料的整理和分析，為工程的安全運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)；加強(qiáng)非工程措施的投入和管理，施工質(zhì)量管理和加固后工程運(yùn)行管理。

3．小型病險(xiǎn)水庫設(shè)計(jì)工作展望

小型病險(xiǎn)水庫數(shù)量多、病險(xiǎn)程度嚴(yán)重。做好小型水庫除險(xiǎn)加固工作對(duì)促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保障社會(huì)穩(wěn)定意義重大。而要做好除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，是要對(duì)病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工作現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，為除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案提供工程依據(jù)，這樣才能達(dá)到病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固的目的?！?/p>

2014-04-22

李寶良，男，漢族，石家莊市水政監(jiān)察支隊(duì)，副支隊(duì)長。