病險水庫存在的問題及其防治措施分析

摘要：水庫作為民生工程，其質(zhì)量的好壞不僅影響著工程效益的發(fā)揮，更關(guān)系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全。病險水庫嚴(yán)重威脅著防洪安全，時時刻刻威脅著下游人民群眾的利益，對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生很大的不良影響。因此，對病險水庫加固問題進(jìn)行分析及研究采取何種防治措施具有重大意義。

關(guān)鍵詞：病險水庫；除險加固；防治措施；防洪能力

中圖分類號：TV698 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）31-0154-03

在20世紀(jì)50～70年代，我國興建了大量水庫，但由于當(dāng)時的技術(shù)條件較差，造成很多水庫在建設(shè)時就存在一些病險，加之對水庫的后天管理水平比較落后，經(jīng)過多年運(yùn)行后，水庫的病險問題更為突出，不僅嚴(yán)重影響了防洪安全，同時也阻礙了我們社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，中小型病險水庫的除險加固得到了水利行業(yè)和勘測部門的高度重視。

1 病險水庫中存在的突出問題

（1）防洪能力偏差，即泄流能力不足。例如溢洪道進(jìn)口寬度不足、堰頂高工程不滿足設(shè)計洪水要求。據(jù)統(tǒng)計，全國共有51座大型水庫、約200座重點(diǎn)中型水庫、14000余座小型水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

（2）工程質(zhì)量不過關(guān)，普遍具有大壩滲水現(xiàn)象，土壩通常會有滲透問題，混凝土澆筑的大壩易出現(xiàn)破壞問題。由于新建時期施工條件差，基本上是人工施工，不滿足要求，壩基等處理能力不足，造成大壩滲水現(xiàn)象嚴(yán)重。而有些大壩在運(yùn)行多年后，由于材料、施工質(zhì)量、自然因素破壞等方面的原因也會出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，在大壩均為土質(zhì)大壩的46座大型病險水庫中，存在17座滲流問題，17座壩基滲漏嚴(yán)重，12座存在其他滲漏問題。

（3）泄水建筑物的滲流能力不夠穩(wěn)定，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也是嚴(yán)重不足，不滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。特別是小型水庫輸水問題更是嚴(yán)重，因其普遍采用壩內(nèi)埋管、圬工結(jié)構(gòu)，甚至有些是漿砌石涵管，滲水現(xiàn)象十分嚴(yán)重，從而對壩體安全造成威脅。

（4）病險水庫設(shè)備陳舊。如一些電氣控制設(shè)備放水閘門等老化，控制不及時，存在安全隱患，有些早就已經(jīng)超過報廢的年限，腐蝕、老化現(xiàn)象嚴(yán)重，不能夠安全可靠地運(yùn)行，對于水庫安全造成極大威脅。

（5）其他問題。如安全監(jiān)測力度不夠、管理設(shè)備不能夠滿足現(xiàn)在水庫標(biāo)準(zhǔn)、通信條件差等。

2 對病險水庫存在問題的處理

2.1 提高水庫防洪能力

通過加固措施來提高水庫的防洪能力通常有兩種處理方法：一是使大壩高度增加，這也就從根本上增強(qiáng)了水庫的調(diào)蓄能力，但增加大壩高度的同時，大壩的厚度等各方面也需要做出相應(yīng)的調(diào)整，會給大壩的安全穩(wěn)定性帶來更大的壓力，所以現(xiàn)在很少采用增加大壩高度來提高水庫防洪能力；二是建設(shè)用來泄洪的設(shè)施，提高泄洪能力。建設(shè)防浪墻和增高壩頂高度常用來增高大壩。其中，防浪墻的建設(shè)主要應(yīng)用在大壩頂部沒有防浪墻的大壩上，此工程量很小且投資不大。建設(shè)泄洪設(shè)施，例如擴(kuò)寬溢洪道進(jìn)口、增加泄流量，可以使水庫的泄洪能力大大

增強(qiáng)，原正常蓄水水位保持不變，滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

2.2 防滲加固處理

2.2.1 增設(shè)防滲體、構(gòu)建截水槽。對于一些大壩尤其是小型水庫的壩體，所使用的防滲體材料較差或者心墻透水性較大，如果條件合適可以做一些防滲體。對于一些大壩為土壩的，由于其材質(zhì)為土料，因此可以考慮在壩體的上游進(jìn)行構(gòu)建黏土斜墻和水平鋪蓋方面的施工，從而能夠形成新的防滲體。對于一些壩基滲漏現(xiàn)象，由于其透水層較薄，可以采取構(gòu)建截水槽的方法，不僅可以解決壩體和壩基滲漏問題，而且在投資方面又可以減少一筆開支。

2.2.2 對壩體進(jìn)行灌漿處理。對一些大壩的土壩壩體發(fā)生滲漏，由于附近不能提供足夠的黏土料或者不能夠排空水庫，可以用灌漿的方法來處理滲漏問題。

2.2.3 加大溢洪道斷面尺寸，如加寬溢洪道或降低洪道底板高程、加高培厚壩體，預(yù)防洪水漫壩。

2.3 基礎(chǔ)滲漏處理

2.3.1 排水降壓。如果弱透水層厚度較薄時，可以通過在壩腳處挖減壓溝的方式，用來排水減壓，減小對壩體的壓力，所開挖的排水溝深度要達(dá)到下部的強(qiáng)透水層區(qū)域，除此之外，要增設(shè)反濾庇護(hù)。如果排水溝挖掘較為困難，可采用排水減壓設(shè)備如降壓井、導(dǎo)滲溝、水平蓋重壓滲等設(shè)備。處理導(dǎo)滲溝時，處理好層間的關(guān)系很是重要，必須嚴(yán)格按照要求來執(zhí)行，與此同時要時刻注意避免導(dǎo)水溝淤堵現(xiàn)象的發(fā)生。在導(dǎo)滲溝的排水出路上和縱坡方向，如果發(fā)現(xiàn)存有積水，要及時對其進(jìn)行修理，保證不再存有積水。如若發(fā)生淤堵和局部被破壞的情況，就必須及時清除、翻修，保障導(dǎo)滲溝的暢通。加固減壓井，可以有效解決井內(nèi)因發(fā)生淤塞而導(dǎo)致的問題，解決這類問題只需及時地處理掉淤塞物即可，但是在處理過程中注意不要破壞井壁反濾層，以免失去反濾作用。

2.3.2 截水槽。在上游壩腳附近，沿著壩軸線的方向開挖黏土截水槽，直至弱風(fēng)化基巖，截斷壩基滲漏通道。此方法適用于壩基強(qiáng)透水覆蓋層及基巖強(qiáng)風(fēng)化層不深的大壩。

2.3.3 防滲墻。用混凝土澆筑防滲墻，將其建造在水壩基部，徹底阻隔斷壩基底部的滲漏通道，目前處理壩基滲漏問題中此方法采用較多?？筛鶕?jù)覆蓋層的顆粒構(gòu)成與厚度和當(dāng)?shù)厥┕に邆涞臈l件，選擇地下混凝土、鋸槽、射水造槽法、板樁灌注、高壓噴射等各種防滲墻。

2.4 繞壩滲漏處理

2.4.1 鋪蓋。用弱透水材料即阻水性能良好的材料鋪設(shè)在沿上游山坡上形成鋪蓋，阻斷繞壩滲漏的進(jìn)口，此方法常用在非陡崖狀山坡上。例如經(jīng)常采用的土工膜防滲技術(shù)，土工膜防滲方法是用一種便宜、可靠且性能優(yōu)良的防滲材料進(jìn)行防滲處理，此方法優(yōu)點(diǎn)明顯，在施工時方便簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的隔水效果。在施工時首先要用挖掘機(jī)在大壩的壩頂或者上游坡沿著縱向挖掘一條深溝，用泥漿將溝內(nèi)加固硬化，然后將土工膜鋪入溝內(nèi)，直接達(dá)到設(shè)計的溝底深度，最后用粘土將溝填平，從而形成土工膜防滲帷幕。土工膜防滲技術(shù)除了具有明顯的優(yōu)點(diǎn)外，還有一項缺點(diǎn)是易受設(shè)備條件的限制，適用范圍較小，只適用于防滲深度小于12m和筑壩土料內(nèi)含礫礫徑小于15cm的土壩。

2.4.2 帷幕灌漿。帷幕灌漿常用來處理岸坡存在風(fēng)化層較厚、裂隙發(fā)育的現(xiàn)象，并且未開挖結(jié)合槽或結(jié)合槽較淺時的壩體。（1）按照灌漿孔排數(shù)可以將其分為兩排孔帷幕和多排孔帷幕。面對復(fù)雜的地質(zhì)條件時，普遍采用3排以上的多排孔帷幕。按灌漿孔底部是否深入相對不透水巖層劃分：深入不透水巖層的稱封閉式帷幕；此外稱為懸掛式帷幕。（2）混凝土壩巖基帷幕灌漿都在兩岸壩肩平洞和壩體內(nèi)廊道中進(jìn)行。土石壩巖基帷幕灌漿，有的先在壩體內(nèi)或壩基內(nèi)的廊道中進(jìn)行，有的在巖基頂面進(jìn)行，然后進(jìn)行填筑壩體工作；此施工方法的優(yōu)點(diǎn)是不干擾壩體填筑，竣工完成后可監(jiān)測帷幕運(yùn)行情況，并可對帷幕補(bǔ)灌。帷幕灌漿的鉆孔和灌漿按照設(shè)計的順序，逐漸加密。兩排孔或多排孔帷幕，通常先鉆下游排進(jìn)行灌漿，然后鉆上游排進(jìn)行灌漿，最后鉆中間排進(jìn)行灌漿。同一排孔通常按3個次序鉆灌。灌漿方法均采用全孔分段灌漿法。（3）施工方法一般包括五個步驟：鉆孔與測斜；鉆孔沖洗與簡易壓水；制漿與檢測；自動記錄；灌漿壓力控制。

2.4.3 高壓噴射灌漿。首先在土層打孔，然后將裝設(shè)有噴頭的灌漿管放置到土層預(yù)定的位置，接著控制好噴漿管內(nèi)的壓力，使其在噴漿過程中壓力控制在20～30MPa之間，高速高壓漿體會沖擊被破壞的地層土體；噴射而出的流具有很大的能量且速度很快，其壓力一般要超過土體的強(qiáng)度，此時土粒會從土體中分離，一些細(xì)小土粒伴隨著漿液冒出地面，剩余的土粒會混合在灌入漿液中，并形成凝固體，最終起到加固防滲的作用。

2.4.4 振動沉模防滲板墻。利用強(qiáng)力振動的原理將空腹模板沉入土中，向空腹模板內(nèi)注滿漿液，在振動注漿的時候慢慢拔模，最終讓漿液留于槽孔中形成單塊板墻，再將單板連接起來，即形成連續(xù)的防滲板墻。該方法主要解決了在槽孔之間的夾泥和下部開叉使混凝土連續(xù)墻不連續(xù)的弊端，簡化了成墻的工序。

2.4.5 下游導(dǎo)滲。用來保護(hù)滲流出水口，避免其因外部壓力造成變形。該處理方式常用在緊急時。

2.5 壩體與建筑物接觸面滲漏處理

劈裂灌漿。在墻體一側(cè)壩軸線上游進(jìn)行灌漿，在土壩與邊墻的結(jié)合面用水泥漿或摻黏土的黏土水泥漿，離墻遠(yuǎn)的地方可用黏土漿。防滲墻加固處理方案是迫不得已情況下采用的措施，尤其對于小型病險水庫，采取加固墻的方法十分不合理，除非滲漏水情況很嚴(yán)重，采用加固墻往往花費(fèi)較大，而且也會影響上游坡的穩(wěn)定。建議采用反濾保護(hù)措施，特殊情況下也可結(jié)合灌漿處理，此施工明顯較簡單，因此花費(fèi)也不會太大，而且可以和其他工程措施一起施工，降低投資。

2.6 管理規(guī)范，保證質(zhì)量

對病險水庫進(jìn)行加固，必須參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)章辦事。認(rèn)真抓好加固過程中的各個環(huán)節(jié)，從工程招標(biāo)到工程驗收嚴(yán)格把關(guān)，堅決杜絕豆腐渣工程。嚴(yán)格責(zé)任制，從招標(biāo)開始就將責(zé)任具體分到個人，哪個環(huán)節(jié)出錯，哪個環(huán)節(jié)責(zé)任人負(fù)責(zé)，完善各種建設(shè)管理制度，保證工程質(zhì)量合格。由于嚴(yán)把了工程設(shè)計、方案審批、施工控制、竣工驗收四關(guān)，從而確保了治理一座，驗收一座，銷號一座。

3 結(jié)語

許多病險水庫存在安全隱患，汛期只能降低水位運(yùn)行，調(diào)蓄能力大減；有些水庫淤積嚴(yán)重，直接影響其效益發(fā)揮。對病險水庫加固問題及防治措施重點(diǎn)研究，積極排查病險水庫存在的安全隱患，就能避免各種水庫災(zāi)難的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅淑香.水庫除險加固措施探討[J].民營科技，2010，（2）.

[2] 方成世，胡凱.對病險水庫加固問題分析及防治措施[J].建筑知識，2010，（S2）.

[3] 盧彥東，王佩軍.水庫除險加固的管理措施與技術(shù)措施[J].黑龍江科技信息，2011，（5）.

[4] 管山.小型病險水庫大壩除險加固問題分析[J].黑龍江科技信息，2011，（14）.

[5] 薛化斌，李梅，路輝.病險水庫除險加固問題及對策[J].山東水利職業(yè)學(xué)院院刊，2009，（4）.

作者簡介：彭大通（1985-），男，廣西來賓人，柳州市柳城縣水利局助理工程師，研究方向：水庫除險加固工程建設(shè)管理。