水庫除險(xiǎn)加固存在的問題及對策研究

張偉國

摘 要：我國很多的中小型水庫都是在解放初期建成的，受到條件的限制存在很多的安全隱患，水庫防洪堤普遍存在工程老化、滲漏等問題，目前各地政府也逐漸重視這個(gè)問題，不斷采取除險(xiǎn)加固措施，文章首先分析當(dāng)前水庫除險(xiǎn)加固中存在的問題，進(jìn)而講述除險(xiǎn)加固措施，討論應(yīng)該注意的問題。

關(guān)鍵詞：水庫；除險(xiǎn)加固；土壩設(shè)計(jì)

引言

水利與民生息息相關(guān)，水庫工程由于具有防洪效益、灌溉效益等作用，對農(nóng)業(yè)和居民正常用水具有直接影響作用。近些年來，各方政府為保障民生，開始對一些病險(xiǎn)水庫加強(qiáng)整頓，取得很大成效。我國絕大多數(shù)的水庫建于20世紀(jì)五六十年代，在當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景下，水庫防洪堤建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，因此到目前不少的防洪堤都需要進(jìn)行加固，文章對水庫除險(xiǎn)加固出現(xiàn)的問題及除險(xiǎn)加固措施進(jìn)行分析，希望能為相關(guān)人員帶來一些幫助。

1 水庫除險(xiǎn)加固中存在的問題

1.1 基本資料收集不完善

在水庫防洪堤原始資料方面，原始資料主要包括水工建筑物、運(yùn)行管理檢測以及水文資料等信息，在水庫防洪堤的建設(shè)中，受到當(dāng)時(shí)時(shí)代限制，并沒有嚴(yán)格規(guī)定水庫的建設(shè)，在工程進(jìn)行以及維護(hù)中都沒有采取相應(yīng)的記錄，因此水庫所能得到的原始資料非常少，甚至一些水庫防洪堤資料僅僅靠著回憶得到，水庫防洪堤信息資源不完善，極大增加了除險(xiǎn)加固的難度，在水庫防洪堤除險(xiǎn)加固中就可能存在著不合理的地方，尤其是水下、地下建筑物資料的缺失，無法正確評價(jià)建筑物具體情況，導(dǎo)致安全性難以判斷，影響除險(xiǎn)加固的進(jìn)行。

1.2 地質(zhì)情況勘探深度不夠

在地質(zhì)勘察工作深度方面，加固設(shè)計(jì)以及安全評價(jià)都需要把地質(zhì)勘察作為重要依據(jù)，在進(jìn)行除險(xiǎn)加固的過程中，由于前期工作不完善，導(dǎo)致地質(zhì)勘察工作深度不夠，得到的資料與已知的地質(zhì)資料實(shí)際狀況存在偏差，導(dǎo)致了除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)不合理，甚至造成質(zhì)量事故。如針對水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低等因素，一般情況下，隧洞涵管等建筑物運(yùn)行較少并不會(huì)出現(xiàn)病險(xiǎn)情況，就導(dǎo)致了這方面的地質(zhì)勘察深度不足，無法準(zhǔn)確確定建筑物存在。受到勘察時(shí)間、資金等的影響，導(dǎo)致地質(zhì)參數(shù)不準(zhǔn)確，無法準(zhǔn)確反應(yīng)各建筑物的物理力學(xué)參數(shù)及具體的結(jié)構(gòu)等，這些因素都導(dǎo)致了除險(xiǎn)加固過程中存在較多的設(shè)計(jì)變更，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的跨壩事故。

1.3 土壩設(shè)計(jì)不合理

在土壩設(shè)計(jì)方面，很多土壩設(shè)計(jì)未達(dá)標(biāo)，低于設(shè)計(jì)壩頂高程，如在設(shè)計(jì)中要求土壩背水坡比為1：1.5左右，但是在實(shí)際中的設(shè)計(jì)中或者說是施工中，最小斷面坡比僅僅為1：1.29，因此土壩存在很大的安全隱患。上游干砌石存在很嚴(yán)重的破壞作用，在原設(shè)計(jì)中一般干砌石要求坡厚30cm，但是在真實(shí)的施工中存在很嚴(yán)重的超徑等問題，塊石粒徑大小不一，護(hù)坡塊受到長時(shí)間的風(fēng)化等影響，再加上維護(hù)不當(dāng)，因此存在很嚴(yán)重的安全隱患，部分塊石還存在塌陷情況，實(shí)際的塊石護(hù)坡已經(jīng)失去了防護(hù)功能。很多水庫在建立完成后都沒有采取防滲措施，也沒有減壓設(shè)備，因此不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)滲漏破壞。從大壩觀測設(shè)備進(jìn)行分析，絕大多數(shù)的水庫都沒有檢測設(shè)備，無法準(zhǔn)確監(jiān)測壩體移位情況，為水庫帶來很大的安全隱患。受到時(shí)間緊以及水庫水位等因素的影響，難以全面了解近岸岸坡穩(wěn)定情況，這些也導(dǎo)致了大壩防洪堤除險(xiǎn)加固中的設(shè)計(jì)變更。

2 水庫除險(xiǎn)加固的具體措施

2.1 基本資料搜集是大壩防洪堤除險(xiǎn)加固的基本措施

在大壩工程加固設(shè)計(jì)中，需要加大水庫檢查，針對原始資料缺失以及管理資料少的情況，需要加大地質(zhì)勘查工作，提高不明建筑物的全面檢查和檢測情況，延長地質(zhì)勘查工作周期，全面了解地質(zhì)穩(wěn)定性情況，合理布置工程勘查點(diǎn)，針對運(yùn)用較少的水工建筑物，需要做好勘查工作。依照水壩所在地的實(shí)際情況以及發(fā)展規(guī)劃等，對水庫現(xiàn)狀險(xiǎn)情進(jìn)行驗(yàn)證。在水壩防洪堤的除險(xiǎn)加固中需要提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，全面了解水壩實(shí)際情況，加強(qiáng)新技術(shù)以及新材料的使用，在水壩防洪堤的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，也需要考慮水庫加固的供水以及灌溉的問題，解決水庫大壩存在的結(jié)構(gòu)安全問題，必要情況下對大壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，也需要加強(qiáng)與相關(guān)管理單位的溝通，避免一些不必要的工作。

2.2 加大水庫檢查，全面了解地質(zhì)穩(wěn)定性情況，合理布置工程勘查點(diǎn)

大壩邊坡、荷載、壩基等物理力學(xué)參數(shù)等確定壩坡穩(wěn)定性，在實(shí)際的操作中可以依照實(shí)際情況，來確定是否在上下游壩坡設(shè)置戧臺(tái)，如針對小型水庫防洪堤而言，一般可以在下游設(shè)置戧臺(tái)，在對大壩上游護(hù)坡加固設(shè)計(jì)中，應(yīng)本著就地取材的原則，把護(hù)坡形式設(shè)計(jì)為干砌石以及預(yù)制混凝土塊等，針對下游壩坡護(hù)坡可以采用草皮[3]。上游反濾層和護(hù)坡厚度需要依照反濾和抵御風(fēng)浪沖擊來設(shè)計(jì)，為了保證安全性，針對預(yù)制混凝土塊護(hù)坡需要在合適的位置設(shè)計(jì)排水孔以及縱橫縫等，上游壩坡設(shè)置護(hù)坡坡腳基座。

2.3 大壩邊坡比、荷載、壩基等物理力學(xué)參數(shù)等確定壩坡穩(wěn)定性

在壩體和壩基截滲的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，需要注意壩體的滲流量應(yīng)有效控制在一定范圍內(nèi)，保證滲流量滿足設(shè)計(jì)要求，在處理壩基截滲中一般采取在上游壩腳處設(shè)置截水槽的方法，也可以采用混凝土防滲墻或者是混凝土防滲墻進(jìn)行處理[4]。影響防滲墻厚度的因素主要包括施工設(shè)備、抗?jié)B耐久性以及應(yīng)力等，最重要的兩個(gè)因素是抗?jié)B耐久性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，針對低水頭條件下，若是采取高、中水頭條件下的厚度就會(huì)增加成本，因此可以采用薄型防滲墻技術(shù)，實(shí)用安全，同樣能夠達(dá)到出險(xiǎn)加固的目的。

為了解決土石壩壩坡、壩頂和壩體結(jié)構(gòu)的安全隱患，可采取以下加固措施：（1）針對壩體裂縫和壩體沉陷問題，可采取黏土充填灌漿處理。（2）針對壩坡抗滑穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求問題，可采取幫坡、干砌石固腳等加固措施。（3）由于小型水庫缺少日常維護(hù)管理，上下游護(hù)坡普遍存在破損缺失情況，有些水庫甚至未采取任何坡面保護(hù)措施。為了有效保護(hù)壩體安全，對小型水庫土石壩壩坡進(jìn)行護(hù)坡改造非常重要，上游面可選用混凝土預(yù)制塊護(hù)坡、現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡或塊石護(hù)坡，下游面可選用草皮護(hù)坡、格構(gòu)草皮護(hù)坡、塊石護(hù)坡或混凝土預(yù)制塊護(hù)坡等，護(hù)坡形式應(yīng)根據(jù)工程重要性合理選用。（4）絕大多數(shù)小型水庫壩頂為泥結(jié)石路面，路面寬度較窄，為了滿足日常運(yùn)行管理要求，可將壩頂適當(dāng)加寬，以滿足交通要求即可；路面建議優(yōu)先采用混凝土路面，厚度可為10～15cm，可防止壩頂水流下滲，改善壩頂形象，并且有利于防汛交通。（5）其他加固措施包括坡面排水設(shè)施改造、白蟻防治等。

3 結(jié)束語

綜上所述，文章先分析了當(dāng)前水庫防洪堤存在的安全隱患，進(jìn)而論述除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方法。針對病險(xiǎn)水庫在除險(xiǎn)加固過程中可能存在的原始資料少、投資不足以及安全隱患多等問題，需要在設(shè)計(jì)階段，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容以及目標(biāo)等，合理選擇常用的經(jīng)濟(jì)治療和加固方案，達(dá)到除險(xiǎn)加固的目的，隨著時(shí)間的推移，以后的水庫防洪堤同樣會(huì)出現(xiàn)一些新的問題，國家需要不斷加強(qiáng)這方面的設(shè)計(jì)指標(biāo)以及相關(guān)規(guī)范等，這些還需要更多的人努力去研究。

參考文獻(xiàn)

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