小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固治理措施分析

摘要：老化是每個(gè)水庫(kù)都會(huì)遇到的問(wèn)題，及時(shí)采取有效的除險(xiǎn)加固治理措施對(duì)水庫(kù)的安全穩(wěn)定使用有著重要的意義。本文結(jié)合某水庫(kù)為實(shí)例進(jìn)行討論說(shuō)明，闡述了小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的意義，說(shuō)明了目前小型水庫(kù)存在的主要病險(xiǎn)，并給出了小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的措施，期望能啟發(fā)人們這方面有益的思考。

關(guān)鍵詞：小型水庫(kù);除險(xiǎn);加固探討

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，生產(chǎn)和生活對(duì)能源的需求量大幅度上升，在此背景下，水庫(kù)的建設(shè)施工工程越來(lái)越多。但是隨著使用時(shí)間加長(zhǎng)，或者施工條件不完善等問(wèn)題的影響，許多小型水庫(kù)存在著不同程度的問(wèn)題，影響了水庫(kù)的運(yùn)行和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此如何合理地采取除險(xiǎn)加固措施成為了施工人們需要解決的問(wèn)題。下面就結(jié)合實(shí)例進(jìn)行討論分析。

1"小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的意義

我市分布的小型水庫(kù)數(shù)量較多，且大部分始建于20世紀(jì)50～60年代，大壩均以土壩為主，工程質(zhì)量受到當(dāng)時(shí)施工條件、材料質(zhì)量等限制，工程又日趨老化，加上在水庫(kù)多年的運(yùn)行中得不到有效的管理和維護(hù)，導(dǎo)致了一部分小型水庫(kù)存有質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響了水庫(kù)的正常運(yùn)行，給人們的財(cái)產(chǎn)、生命安全帶來(lái)巨大的威脅，影響人們的正常生活。

對(duì)小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固不僅有利于進(jìn)一步完善防洪體系，還能夠幫助人們解除水資源短缺的安全隱患，完善我國(guó)江河整體防洪體系，有助于政府對(duì)水資源的調(diào)控。從經(jīng)濟(jì)的角度上看，加強(qiáng)小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固，還能夠保證農(nóng)業(yè)的正常灌溉，有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此對(duì)小型水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，不僅是為了提高水利工程的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益，更是提高水庫(kù)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。

2"目前小型水庫(kù)存在的主要病險(xiǎn)

從我市的小型水庫(kù)來(lái)看，絕大部分水庫(kù)大壩都是土石壩，小型水庫(kù)的建筑物主要包括土石壩、溢洪道和輸水涵管等。具體來(lái)說(shuō)，小型水庫(kù)主要有以下幾種病險(xiǎn)：

2.1"水庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不高，防洪能力不能達(dá)到相關(guān)規(guī)定

我市小型水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低、泄洪設(shè)施不健全，主要表現(xiàn)在：

（1）小型水庫(kù)的原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求;

（2）水庫(kù)的壩頂高程達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;

（3）水庫(kù)相關(guān)的泄洪設(shè)施不健全，甚至個(gè)別小型水庫(kù)沒(méi)有配備基礎(chǔ)的泄洪設(shè)施;

（4）溢洪道寬度不夠，溢洪道內(nèi)存在淤積導(dǎo)致現(xiàn)狀底高程高于原設(shè)計(jì)的正常蓄水位堰頂高程，水庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中不能夠及時(shí)泄洪，給水庫(kù)造成安全隱患。

2.2"大壩壩體、壩基出現(xiàn)滲漏

小型水庫(kù)常見(jiàn)的第二種病險(xiǎn)就是大壩壩體、壩基出現(xiàn)滲漏以及滲流不安全，主要原因：

（1）因?yàn)閴误w不夠堅(jiān)實(shí)，填筑壩體的土料不能達(dá)到相關(guān)規(guī)定，土料滲透系數(shù)偏高、施工質(zhì)量不高、壓實(shí)度不夠等，導(dǎo)致壩體浸潤(rùn)線偏高，下游壩坡出現(xiàn)散浸、滲漏甚至爛壩等現(xiàn)象;

（2）土壩下游未設(shè)置反濾排水體或排水體頂高程偏低，下游壩坡出現(xiàn)流土、壩腳出現(xiàn)管涌等現(xiàn)象;

（3）在建設(shè)水庫(kù)之前，沒(méi)有嚴(yán)格地進(jìn)行地質(zhì)勘探或者是勘探技術(shù)水平不高，導(dǎo)致不能清楚地認(rèn)識(shí)到壩基和岸坡的真實(shí)地質(zhì)情況;

（4）當(dāng)出壩體現(xiàn)滲漏的時(shí)候沒(méi)有采取有效的措施，導(dǎo)致壩基、壩體滲漏加重。

2.3"大壩穩(wěn)定性差，結(jié)構(gòu)不安全

（1）水庫(kù)壩體不牢固，坡度大，施工質(zhì)量不高、壩腳沒(méi)有設(shè)計(jì)排水設(shè)施或者是排水設(shè)施沒(méi)有發(fā)揮作用，導(dǎo)致壩體浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)過(guò)高等，造成滲透破壞;

（2）土壩上游壩坡沒(méi)有設(shè)置任何防護(hù)結(jié)構(gòu)或者是防護(hù)結(jié)構(gòu)因?yàn)闀r(shí)間太長(zhǎng)已經(jīng)失去作用，導(dǎo)致大壩迎水坡出現(xiàn)水土流失、塌方等事故。

2.4"溢洪道出現(xiàn)不能正常泄洪、滲流以及結(jié)構(gòu)不安全

絕大部分小型水庫(kù)為土壩，均于大壩附近山凹處開(kāi)挖溢洪道泄洪，溢洪道地基通常為砂土狀強(qiáng)風(fēng)化層甚至為全風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其病害的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

（1）個(gè)別的水庫(kù)沒(méi)有配備基礎(chǔ)的泄洪設(shè)施，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行正常的泄洪;

（2）溢洪道沒(méi)有進(jìn)行襯砌，或存在結(jié)構(gòu)不安全，或時(shí)間一長(zhǎng)雜草、灌木過(guò)多，降低了溢洪道的過(guò)流能力;

（3）由于岸邊發(fā)生坍塌，導(dǎo)致泄洪道的過(guò)流面積太小不能滿足水庫(kù)正常泄洪;

（4）溢洪道的布置不合理或設(shè)施不完善，導(dǎo)致泄洪時(shí)水體越出溢洪道造成水害;

（5）溢洪道缺乏防滲措施，導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏。

2.5"輸水建筑物出現(xiàn)滲漏

從小型水庫(kù)的輸水建筑來(lái)看，絕大部分都設(shè)計(jì)了穿壩輸水涵管，其進(jìn)水口啟閉方式或?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)門(mén)蓋或?yàn)榕P管，輸水涵管和臥管的材料多為漿砌石，但是由于在施工過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格控制好施工質(zhì)量加上經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，輸水系統(tǒng)地基出現(xiàn)沉降變形或砌縫開(kāi)裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致輸水建筑物出現(xiàn)滲流，危及大壩安全。

3"小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的措施

3.1"提高大壩的防洪能力

（1）增加大壩的高度。對(duì)于沒(méi)有建設(shè)防浪墻的大壩，在壩體結(jié)構(gòu)滿足穩(wěn)定和運(yùn)用要求的基礎(chǔ)上，可通過(guò)在大壩頂端上游增加防浪墻的方式加高大壩的高度，增加的高度最好為（1～1.2）m，最高不能超過(guò)2m，因?yàn)閴误w過(guò)高，需要適當(dāng)加大壩的寬度，這需要專(zhuān)業(yè)論證。防浪墻的材質(zhì)，可以采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或者是漿砌石結(jié)構(gòu)。

（2）增強(qiáng)泄洪能力。為進(jìn)一步提高水庫(kù)的防洪能力，可以通過(guò)增加泄洪措施來(lái)增強(qiáng)水庫(kù)的泄洪能力。在溢洪道左右側(cè)方便拓寬的情況下，首先考慮拓寬溢洪道;在能滿足用水量需求的前提下，可以采用降低控制段溢洪道底板高程，降低正常蓄水位，減少興利庫(kù)容增加調(diào)洪庫(kù)容;視具體情況也可以?xún)煞N措施同時(shí)采用，以提高大壩的防洪能力，確保水庫(kù)的安全。另可采取加大輸水設(shè)施的過(guò)水?dāng)嗝婊蚬軓?，在溢洪道突發(fā)狀況或滿足不了漏洪要求時(shí)，較大的過(guò)水?dāng)嗝婊蚬軓娇膳浜陷o助泄洪。

3.2"對(duì)水庫(kù)土壩裂縫進(jìn)行處理

（1）當(dāng)土壩剛出現(xiàn)裂縫并有逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)時(shí)，可以采用將砂壤土從開(kāi)裂的位置進(jìn)行灌入，然后搗結(jié)實(shí)。對(duì)一些發(fā)揮重要防洪功能的小型水庫(kù)，可以采取挖槽的方式，然后再進(jìn)行回填但要保證挖槽深度在裂縫以下最少0.3m處。

（2）在裂縫深度較深且寬度較大的情況下，要等到裂縫不再繼續(xù)擴(kuò)大時(shí)再采用回填的方式，一般采用梯形斷面挖槽的方式，并在回填的時(shí)候?qū)ε_(tái)階進(jìn)行清理、修整、刨毛等處理，從而保證完整的梯形斷面，使回填料和壩體之間結(jié)合更緊密。

3.3"針對(duì)土壩滑坡的處理措施

如果在建造壩體地基采用的土層硬度不夠、碾壓不實(shí)就容易造成水庫(kù)的陡坡出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象，如果再遇上暴雨或者地震，就容易形成大面積的滑坡，嚴(yán)重危害水庫(kù)的安全。針對(duì)這種情況可以采取以下措施：

（1）對(duì)于地基相對(duì)牢實(shí)的壩體，滑坡一般是在基礎(chǔ)以上的范圍出現(xiàn)，容易出現(xiàn)局部坍塌，針對(duì)這種情況，可以采用適當(dāng)降低水庫(kù)蓄水水位來(lái)調(diào)節(jié)，或者是采取排水導(dǎo)滲的方法，讓本來(lái)移動(dòng)的部分因?yàn)槭ニ职l(fā)生粘結(jié)，然后對(duì)松動(dòng)的土壤進(jìn)行清除，并選擇滲水性強(qiáng)的土料進(jìn)行夯填修復(fù)。

（2）對(duì)于地基被淤泥或者是黃土層覆蓋的土壩，可以在壩基以外一定的距離內(nèi)修建一個(gè)防滑齒墻，讓防滑齒墻與地基表面產(chǎn)生一定的距離，然后用透水性強(qiáng)的土料進(jìn)行填補(bǔ)并壓實(shí)。

3.4"大壩壩體、壩基防滲加固措施

3.4.1"大壩壩體、壩基防滲

土壩壩體防滲的措施通常有高壓旋噴防滲墻防滲、土工膜防滲、低彈?；炷练罎B墻防滲等。我市對(duì)小型水庫(kù)土壩防滲的主要做法：

（1）對(duì)較低的壩考慮采用從壩頂實(shí)施單管高壓旋噴樁構(gòu)筑垂直防滲墻防滲。

（2）對(duì)相對(duì)較高的壩采用在迎水坡高程（比如：死水位以上1m～2m）構(gòu)筑防滲施工平臺(tái)，施工平臺(tái)以下的壩體采用單管高壓旋噴樁構(gòu)筑垂直防滲墻防滲、平臺(tái)以上的壩體采用復(fù)合土工膜（兩布一膜，膜厚不小于0.5mm）防滲。

土壩建基面大部分為強(qiáng)風(fēng)化層、殘積粘性土下臥強(qiáng)風(fēng)化層或全風(fēng)化層下臥強(qiáng)風(fēng)化層等，殘積粘性土和全風(fēng)化層通常是弱透水性但厚度較薄，碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化基巖通常為中等透水性，即壩基需要采取防滲措施，通常采用與壩體防滲同軸線的帷幕灌漿。

3.4.2"大壩壩體、壩基加固

（1）如果大壩的抗滑穩(wěn)定性不夠，就容易產(chǎn)生滑坡，需要加固處理?？蓪⒒麦w松散的部分挖掉，然后用土料回填夯實(shí)。針對(duì)大壩下游坡度較大的情況，可以采取在大壩后方培厚加固的措施。

（2）如果是大壩前、后坡之間的穩(wěn)定系數(shù)不能滿足相關(guān)規(guī)定時(shí)，可以采取將壩體前坡削坡，后坡培厚加固的措施。

（3）針對(duì)前坡穩(wěn)定系數(shù)沒(méi)有達(dá)到相關(guān)規(guī)定的可以采用對(duì)前坡、護(hù)坡進(jìn)行加固的方式。對(duì)于水庫(kù)的上游壩體可以采用混凝土防滲面進(jìn)行護(hù)坡。

3.5"溢洪道安全加固

溢洪道的加固措施主要包括：一是根據(jù)溢洪道過(guò)流量等各方面綜合需求適量改變溢洪道的泄洪斷面;二是采用現(xiàn)澆混凝土或漿砌石等對(duì)溢洪道進(jìn)行襯砌保護(hù);三是對(duì)布置不合理或設(shè)施不完善的溢洪道進(jìn)行調(diào)整、配套完善，如：溢洪道在平面上轉(zhuǎn)彎角度太大，給予調(diào)順，使過(guò)流順暢，或者在彎道上游增設(shè)消能設(shè)施等;四是對(duì)溢洪道地基滲透性不能滿足要求的，采取相應(yīng)的防滲措施。

3.6"輸水涵加固

若原輸水涵斷面較大，采用套管不影響用水量需求的前提下，首先對(duì)原輸水涵內(nèi)設(shè)套管;若條件允許，可新開(kāi)挖輸水隧洞并封堵原輸水涵，以斷后患;針對(duì)管涵出現(xiàn)裂縫，如果壩體不高，可以挖除重建箱涵;如果壩高，可以采用頂管法或拉管法在壩肩兩岸山體新建輸水涵管并封堵舊涵管的方式，但需要處理好管外壁與山體間的防滲和下游端的護(hù)坡及反濾等。

4"結(jié)語(yǔ)

由上文可見(jiàn)，小型水庫(kù)不僅是農(nóng)田經(jīng)濟(jì)的保證，也是農(nóng)村能源的主要保障和來(lái)源，地位十分重要。我們要及時(shí)發(fā)現(xiàn)水庫(kù)的病險(xiǎn)，根據(jù)實(shí)際情況積極分析，設(shè)計(jì)符合要求的除險(xiǎn)加固方案和措施，做好施工質(zhì)量管理工作，并不斷總結(jié)除險(xiǎn)加固施工的經(jīng)驗(yàn)，為水庫(kù)的建設(shè)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊朱.淺談小型水庫(kù)病險(xiǎn)加固施工設(shè)計(jì)措施[J].水利工程，2010，（28）：57.

[2]甘蒿.淺談水庫(kù)病險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)與施工技術(shù)應(yīng)用[J].水利工程，2011，（25）：178.