小型水庫土石壩病險問題及除險加固措施

劉 晉

(新疆阿勒泰地區(qū)福海縣水利管理總站，新疆 福海 836400)

小型水庫土石壩病險問題及除險加固措施

劉 晉

(新疆阿勒泰地區(qū)福海縣水利管理總站，新疆 福海 836400)

本省具有數(shù)量較多的病險水庫，必須采取有力措施對病險水庫進(jìn)行加固。文章對于小型水庫土石壩病險問題進(jìn)行了分析，并提出了小型水庫土石壩除險加固的有力措施，希望能夠推動病險水庫除險加固工作的進(jìn)行。

小型水庫；病險問題；加固措施

建國以來我國建設(shè)了水利水電工程，其中小型水庫的數(shù)量超過了六萬座，小型水庫的水庫總庫容將近六千億立方米。然而由于當(dāng)時地質(zhì)勘探工作的不足、水文資料的短缺、經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的限制、管理手段的落后和較低的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前已經(jīng)有很多小型水庫出現(xiàn)了病險，例如白蟻危害、壩體裂縫、壩體滑動、地震災(zāi)害、滲漏變形等。這就需要采取有力的措施對小型水庫土石壩病險問題進(jìn)行處理，做好除險加固工作。

1.小型水庫土石壩病險問題

當(dāng)前我國的小型病險水庫有較大的比例，其具有以下幾個方面的特點。第一，具有較低的防洪標(biāo)準(zhǔn)，這是由于水庫運(yùn)用方式的改變和水文系列的變化，導(dǎo)致小型水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)降低，難以滿足規(guī)范中大壩壩頂?shù)囊蟆５诙?，具有較低的抗震標(biāo)準(zhǔn)，很多小型病險水庫都不能滿足我國水庫的地震標(biāo)準(zhǔn)。第三，具有較差的穩(wěn)定性，在復(fù)核的過程中發(fā)現(xiàn)很多壩坡和壩體都不能滿足相關(guān)的規(guī)范。第四，具有較差的壩體填土質(zhì)量，繞壩滲透嚴(yán)重、壩體滲透性強(qiáng)、土質(zhì)松散，特別是出現(xiàn)高水位時更容易在背水坡出現(xiàn)牛皮漲，以及流土和管涌現(xiàn)象。第五，具有較差的護(hù)坡質(zhì)量，小型水庫的背水坡一般為草皮護(hù)坡，迎水坡一般為干砌石護(hù)坡，受到管理工作滯后和歷史條件的影響，很多小型水庫出現(xiàn)了迎水坡護(hù)坡凌亂、殘缺的現(xiàn)象，甚至根本沒有用干砌石進(jìn)行護(hù)坡。第六，具有不完善的溢洪道建筑物。當(dāng)前我國大部分小型水庫具有較差的溢洪道泄洪能力，其泄洪能力和抗沖刷能力都較差，有些小型水庫存在著消能設(shè)施不完善、陡坡段高度不夠、漿砌石和混凝土質(zhì)量差等情況，邊墻甚至由于不均勻的沉降還會出現(xiàn)裂縫、傾斜。一些小型水庫的溢洪道出口而出現(xiàn)了嚴(yán)重的淤積，甚至出現(xiàn)歸河段不明顯的情況，難以進(jìn)行洪水歸槽，泄洪時壩腳往往會被洪水沖垮，對整個大壩的安全造成威脅。最后，缺乏完善的管理設(shè)施和觀測設(shè)備，甚至沒有配備大壩觀測系統(tǒng)和水文測報系統(tǒng)，防汛道路具有較低的標(biāo)準(zhǔn)[1]。

2.小型水庫土石壩除險加固措施

2.1 對小型水庫土石壩的洪水標(biāo)準(zhǔn)和基本數(shù)據(jù)進(jìn)行完善

鑒于當(dāng)前很多小水庫存在的洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低、基本數(shù)據(jù)不清等情況，首先要對其進(jìn)行研究和調(diào)查，對水文、庫容、水力計算和集雨面積進(jìn)行修正、補(bǔ)充、校驗和核實，全面推行現(xiàn)行的洪水標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本地的洪水計算方法對其進(jìn)行調(diào)洪演算和復(fù)核洪水，并與壩坡穩(wěn)定性相結(jié)合，對其進(jìn)行分析計算，將小型水庫的輸水涵和溢洪道的邊界尺寸、壩坡坡比和壩頂高程確定下來[2]。

2.2 控制壩坡安全系數(shù)，對壩體進(jìn)行培厚

針對一些小型水庫土石壩壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不高、壩體單薄的現(xiàn)象，首先要對其壩體物理學(xué)參數(shù)進(jìn)行核查，根據(jù)穩(wěn)定分析計算和滲流，將壩體加固的方案確定下來。一般情況下比較常見的壩體加固方案是壩后坡培厚加固。如果后坡和前坡的穩(wěn)定系數(shù)不符合要求，則可以對后坡進(jìn)行培厚，對前坡進(jìn)行削坡。如果只有前坡的穩(wěn)定系數(shù)不符合要求，則可以在綜合考慮的前提下對下半坡進(jìn)行塊石和反濾料的加厚，對上半坡進(jìn)行削坡，從而使邊坡更加穩(wěn)定。

2.3 對壩體和壩基的滲漏進(jìn)行嚴(yán)格的控制

本著“截排結(jié)合、以截為主、上截下排” 的原則來進(jìn)行壩體和壩基滲漏問題的處理，根據(jù)滲漏的危害程度和部位，選擇合適的方法進(jìn)行處理。在對壩基滲漏進(jìn)行處理時可以采用土工膜防滲、粘土防滲鋪蓋、粘土截水墻等截水方法來進(jìn)行處理，還可以結(jié)合使用排水措施，例如蓋重與反濾排水體的結(jié)合、反濾排水體、反濾蓋重和排水井等措施。在對壩體滲漏進(jìn)行處理時，可以采用的節(jié)水措施有劈裂灌漿、壩體充填灌漿和粘土斜墻。在處理容易放空庫水位的土壩和偏陡的迎水坡時，可以使用防滲土工膜截滲的方法。如果由于填土松散和土質(zhì)差而造成的壩體滲漏，則要使用劈裂灌漿和充填式灌漿的方法。土工膜防滲具有經(jīng)濟(jì)節(jié)約、施工便利、防滲效果好的優(yōu)點，而劈裂灌漿和充填式灌漿雖然具有較為復(fù)雜的設(shè)備和較高的施工要求，但具有更好的防滲效果。可以使用反濾體排、壩坡培厚導(dǎo)滲、壩坡開溝導(dǎo)滲等導(dǎo)滲措施，并使用開溝導(dǎo)滲的方法來處理未導(dǎo)致的壩坡失穩(wěn)的牛皮漲和散浸現(xiàn)象，如果出現(xiàn)壩坡失穩(wěn)則要使用培厚導(dǎo)滲。

2.4 處理澆壩滲漏

對澆壩滲漏進(jìn)行處理可以使用的方法有壩頭壩體灌漿截滲法、壩體與壩頭山體之間設(shè)置截水墻、迎水坡壩頭黏土鋪蓋防滲法等。與此同時還可以將反濾溝或?qū)B排水反濾層設(shè)置在下游岸坡澆壩滲流的出口段。如果要采用壩后坡培厚加固，則要將排水反濁暗溝設(shè)置在山體和下游壩端的交接處，從而將澆壩滲水進(jìn)行排除[3]。

2.5 溢洪道的處理和修復(fù)

要按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對溢洪道結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理和修復(fù)，對溢洪道的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和漿砌石結(jié)構(gòu)進(jìn)行重建，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和地形條件選擇力池底流消能或挑流等方式進(jìn)行消能。對于底板和陡坡的變形，要根據(jù)情況進(jìn)行翻修或者重建。如果底板的厚度達(dá)不到相關(guān)要求，可以使用混凝土對其進(jìn)行加固和加厚。如果有裂縫出現(xiàn)在邊墻、漿砌石結(jié)構(gòu)底板和混凝土部位，則可以順著裂縫鑿出一條上寬下窄的槽，寬約2厘米至5厘米，深約3厘米至5厘米，并將環(huán)氧砂漿、瀝青砂漿和水泥砂漿填筑進(jìn)去。

3.結(jié)語

我國具有數(shù)量眾多的小型水庫，其對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用，承擔(dān)著供水、發(fā)電、灌溉、防洪等任務(wù)。然而當(dāng)前很多小型水庫土石壩都面臨著各種病險，例如壩基和壩體滲漏、溢洪道建筑物不完善、水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)低等，對小型水庫土石壩的除險加固提出了更高的要求。因此，必須采取有力的措施、因地制宜、對癥下藥的對小型水庫土石壩的病險問題進(jìn)行解決，發(fā)揮小型水庫推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用，減少病險帶來的損失，降低病險帶來的風(fēng)險。

[1]高貴全,邱苑梅,張富強(qiáng). 云南中、小病險水庫病害機(jī)理及除險加固對策 [J].科技資訊. 2011 (15)

[2]李永昌. 水資源利用存在問題及解決措施 [J]. 農(nóng)技服務(wù). 2011 (10)

[3]南漢卿. 病險水庫工程安全評價和治理的幾點認(rèn)識 [J]. 中國西部科技. 2011 (23)

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