小型水庫現(xiàn)狀和存在問題及設(shè)計措施分析

劉桂英

【摘要】本文就我國當(dāng)前小型水庫的現(xiàn)狀以及存在的問題加以分析，從而對小型水庫除險加固的設(shè)計進(jìn)行探究并提出相應(yīng)的整改措施。

【關(guān)鍵詞】小型水庫；除險加固；探究

Analysis on Present Situation， Existing Problems and Design Measures of Small - sized Reservoirs

Liu Gui-ying

（Ministry of Water Resources Zhangweinan Board Texas Water Resources and Hydropower Engineering Co，ltdShandong253000）

【Abstract】In this paper， the current status of small reservoirs in China and the existing problems to be analyzed， so as to small reservoirs reinforcement design and explore the corresponding rectification measures.

【Key words】Small reservoir；Reinforcement；Explore

1. 我國小型水庫的現(xiàn)狀

1.1我國是世界上水庫最多的國家之一，而新中國成立以后，我國陸續(xù)修建了近9 萬多座水庫，其中小型水庫就占到了其中的三分之一。雖然小型水庫在灌溉、供水等方面起到了非常大的作用，但由于在修建時受到條件限制、施工、設(shè)計技術(shù)等方面的原因，這些水庫多為一邊設(shè)計、一邊施工、一邊運(yùn)行，簡稱"三邊工程"。

因此，這些水庫大都存在工程質(zhì)量差、壩體單薄、大壩滲漏、管理設(shè)施老化等問題，如：水庫大壩上游壩面塊石護(hù)坡松散脫落，壩面雜草叢生，外觀形體尺寸很不完整，經(jīng)多年的雨水沖刷，已受到不同程度的損壞。下游壩坡與兩岸岸坡連接處排水溝已損毀，壩坡受雨水沖刷嚴(yán)重。后坡欠土、與設(shè)計坡比相差較大。反濾體未按設(shè)計完成、現(xiàn)有部分松散脫落，需重建，大壩存在多處明顯滲漏。配套管理設(shè)施不完善，管養(yǎng)房破舊，無通電線路及通訊設(shè)施，遇險情時不能及時上報；水庫無水尺，無測壓管，無垂直水平位移等觀測設(shè)施，無防汛備料。有些水庫甚至沒有應(yīng)急的泄水設(shè)施。同時，許多水庫因長期缺乏管理經(jīng)費(fèi)，水庫的管理以及維修工作做得非常不到位，以至于新的隱患又不斷出現(xiàn)。據(jù)調(diào)查，全國有97%的小型水庫沒有必要的雨水檢測通報和通信預(yù)警設(shè)施，一旦出現(xiàn)險情，要想有效地組織搶險、報警以及人員疏散轉(zhuǎn)移就會十分困難。這些病險水庫長年得不到修整，嚴(yán)重影響了工程效益的發(fā)揮，同時也是防洪安全的心腹之患，隨時威脅著下游廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全，因此，對病險庫的除險加固設(shè)計十分必要。但是由于水庫的建造特點(diǎn)，其加固工程投資較大、周期較長，工程項目技術(shù)較復(fù)雜，因此，對病險庫的除險加固工程將是一項持久戰(zhàn)。

1.2經(jīng)探究，我國的病險水庫的問題多種多樣，處理起來難度較大，綜合看來，主要有以下幾種病險情況：

（1）多數(shù)水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低。這將導(dǎo)致洪水溢頂和下游壩基被掏空等安全事故的發(fā)生，影響大壩和下游人民群眾的安全。造成防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低的主要原因有水庫本身設(shè)計的洪水標(biāo)準(zhǔn)低以至于不滿足實(shí)際的要求、工程的建設(shè)規(guī)范不斷強(qiáng)化和統(tǒng)一，導(dǎo)致原來的標(biāo)準(zhǔn)不能滿足新規(guī)范要求。

（2）抗震標(biāo)準(zhǔn)偏低。在地震的作用下產(chǎn)生的地震液化現(xiàn)象將會嚴(yán)重影響大壩的安全，對大壩造成嚴(yán)重的破壞性。

（3）滲漏問題嚴(yán)重。由于勘探工作的深度不夠、設(shè)計不合理或施工不合格、材料劣質(zhì)、水庫運(yùn)行不合理等原因引起的滲漏問題往往會導(dǎo)致壩體失去穩(wěn)定性并造成滲透破壞。其主要表現(xiàn)為混凝土壩的壓力和滲漏量偏大以及土石壩的防滲排水設(shè)施損壞、浸潤線偏高等。

1.3除了以上幾種，還有一些常見的病險問題，如大壩的穩(wěn)定性差且強(qiáng)度不夠、建筑物以及材料結(jié)構(gòu)過于老化、相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)、水文預(yù)測和大壩觀測設(shè)備不完善以及水庫泥沙淤積等。這些問題在我國的大多數(shù)病險小型水庫中都存在，一旦發(fā)生險情，后果將不堪設(shè)想，因此，加強(qiáng)對我國小型病險水庫的除險加固工程建設(shè)刻不容緩。

2. 小型水庫除險加固的設(shè)計探究

基于以上對小型水庫的病險種類分析，經(jīng)研究分析，總結(jié)出對小型水庫除險加固的設(shè)計方案。

2.1對壩體除險加固的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（1）對壩頂?shù)脑O(shè)計方面，不僅要考慮到交通需要，還要考慮到其穩(wěn)定性。因此，在不增加較大工程量的情況下，通常將壩頂?shù)膶挾仍O(shè)計為原壩體的寬度。同時為了不讓輸水隧洞的出口與下游壩腳石互相影響，新建出水口消力池。

（2）由于上游壩坡易變形，所以將適當(dāng)對緩坡進(jìn)行整治，對上游的壩坡的坡面設(shè)現(xiàn)澆砼板護(hù)坡，后坡培土加厚，直播種草護(hù)坡，并修筑岸坡排水溝，坡腳排水棱體修整完善。以增強(qiáng)下游壩坡的穩(wěn)定性。

（3）通過反濾排水設(shè)計來有效改善壩體滲流情況，具體是在新老壩體接合處設(shè)一層混合砂礫過渡層。如在在排水棱后面采用塊石料填筑的堆石，將壩體滲水經(jīng)過混合砂礫過渡層、水平排水褥墊排向了下部的排水體，再通過在排水體接一鑄鐵管，壩體和壩基的滲水就被順利引到了下游。

2.2對主壩的除險加固設(shè)計。

（1）通過排滲減壓減小壩基的壓力從而增加壩體的穩(wěn)定性，一般是通過在壩后地基上設(shè)計減壓井，減壓井的類型主要有6種，第I類型是從地表貫穿透水層直接到達(dá)不透水層，第II類型是只貫穿透水層的一部分，第III類型只是探究不透水層表土層，井的底部到達(dá)透水層，第IV類型是挖穿不透水表層并且深入到透水層內(nèi)的溝，第V型是溝的底部達(dá)到透水層，挖穿不透水表土層的溝，第VI是將淺溝和不完整井結(jié)合起來。

（2）對壩殼進(jìn)行翻壓放坡。

壩殼翻壓底高程的長度是由水下拋石的施工可行性并結(jié)合在遇到洪水時仍然不影響力工程施工確定的。一般情況下，壩上游壩殼選擇含土礫的粗砂，翻壓的范圍是高程到壩頂上游部分的壩殼，新增加的壩殼料要求為砂礫料。

（3）對壩腳進(jìn)行拋石壓重。

在土石壩的加固工程當(dāng)中，拋石壓重應(yīng)用非常廣泛。由于在水庫建成之后，水深和過水?dāng)嗟拿娣e不斷增大，流速也漸漸變小，挾沙能力隨之減弱，因此泥沙就沉積在水庫底部而粗顆粒沉積在上游，細(xì)顆粒沉積在下游，從而形成淤積三角洲。三角洲的形成將會導(dǎo)致庫水變得渾濁，細(xì)顆粒沉入庫底，形成壩前淤積。而壩前淤泥的抗剪強(qiáng)度低、具有流變性等特點(diǎn)，完全適合拋石壓重。

（4）對下游的壩腳進(jìn)行壓重。

通常壓重的范圍為0+100 ～ 1+050，壓重體為平行四邊形。為了方便排水，要在壓重體的內(nèi)側(cè)和底部做一個排水帶，并且在下游做排水溝。在施工前，還應(yīng)該將壩體內(nèi)而的草皮、底部的植物土壤都清除干凈。對下游的壩腳進(jìn)行壓重可以非常有效地預(yù)防雨水對壩腳的沖刷，并且對下游壩坡的穩(wěn)定性起到非常有效的作用。

（5）采用防滲土工膜對水庫防滲。

在復(fù)合土工薄膜的主膜上，若采用復(fù)合土工薄膜作為防滲材料，其滲透系數(shù)比粘性土和混凝土的滲透系數(shù)要小很多，且復(fù)合土工薄膜較大的彈性和塑性變形等特點(diǎn)使它更能夠適應(yīng)因為土體的沉降、脹縮或偶然滑坡、超載、滲漏造成的過量位移和變形。除此之外，還有泥漿槽防滲墻、巖層水泥灌漿、化學(xué)材料灌漿、砂礫層水泥粘土灌漿等多種防滲漏加固方法。

（6）應(yīng)用混凝土面板。

混凝土面板安全穩(wěn)定性良好，尤其表現(xiàn)在抗滑、滲透的穩(wěn)定性以及抗震性。經(jīng)過碾壓后的現(xiàn)代混凝土面板，因壓實(shí)堆石壩體給混凝土面板提供了一個支撐，所以其滲漏穩(wěn)定性好。再者，混凝土面板適用于各種不同的地形，對所建處的地質(zhì)條件沒有苛刻的要求，也不易受到氣候條件的影響，在擴(kuò)建和改建方面都較為容易。

2.3對小型水庫的除險加固設(shè)計，除了要注重對壩體的除險加固設(shè)計和對主壩的除險加固設(shè)計以外，還要注重對副壩、溢洪道和輸水隧洞的除險加固設(shè)計。此外，在對建壩或修壩的材料選擇上，切不可選用質(zhì)量不合格的原材料，且要杜絕一切偷工減料的行為。只有這樣，我國的小型水庫的安全問題才能得以保障。

3. 總結(jié)

綜上分析，了解到我國的大多數(shù)小型水庫都存在各種各樣的問題，因此對我國的小型水庫采取相應(yīng)的除險加固措施十分必要。但由于各類因素，如經(jīng)費(fèi)欠缺、水庫的管理落后、人們對水庫的安全意識淡薄以及相關(guān)的除險加固技術(shù)還不成熟，導(dǎo)致我國的大多數(shù)病險小型水庫的整修被拖延。這不僅嚴(yán)重制約了我國的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)，還對我國農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展以及農(nóng)民的增收造成了嚴(yán)重的影響。病險水庫已經(jīng)成為我國大壩安全管理方面的最薄弱的環(huán)節(jié)，最近幾年來，國家也增加了對病險水庫的投資以確保情況嚴(yán)重的病險水庫得到整修，但小型病險水庫的除險加固措施的好壞是取決于綜合加固措施，因此，對病險庫的除險加固設(shè)計要結(jié)合當(dāng)前水庫的實(shí)際情況，采用合適的除險加固技術(shù)并進(jìn)行精確的數(shù)值計算，才能確保水庫的除險加固工程順利完成。

參考文獻(xiàn)

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