淺談小型水庫除險加固工程的主要安全問題與處理方法

周志勇

【摘要】小型水庫為防御洪水災(zāi)害和保障國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮重要作用，但因早期建設(shè)時各種原因，許多小型水庫存在防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，達(dá)不到有關(guān)規(guī)范、規(guī)定要求，形成大量病險水庫，嚴(yán)重威脅下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全或不能充分發(fā)揮其興利效益，故應(yīng)除險加固?？偨Y(jié)自2005年以來病險水庫除險加固工程取得主要經(jīng)驗(yàn)，就小型病險水庫存在的主要安全問題及其加固除險方法談一些體會。

【關(guān)鍵詞】小型水庫；除險加固

我市水庫大部分都是上個世紀(jì)五、六十年代修建，是發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉為城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)提供用水等方面的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在水利建設(shè)中占有重要地位。在歷時半個世紀(jì)以來，由于各種原因，許多水庫都不同程度地存在一些病險問題，這類水庫，有的防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，達(dá)不到規(guī)范，規(guī)定要求；有的工程本身質(zhì)量差，有的工程老化失修等問題。這些大量病險水庫，不僅造成水庫不能正常運(yùn)行，不能發(fā)揮其效益，而且嚴(yán)重威脅下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

1、小型病險水庫存在的主要安全問題

1.1大壩滲漏嚴(yán)重

受水流沖擊、風(fēng)化、蟻害等因素的影響，加上日常維護(hù)措施不到位，造成水庫大壩存在嚴(yán)重滲漏問題。

（1）壩基滲漏。壩基出現(xiàn)滲透穩(wěn)定問題，主要是由于松散巖土孔隙、斷層軟弱破碎帶、軟弱破碎夾層和巖溶洞穴存在所引起。庫水通過這些薄弱帶侵蝕壩基，促使壩基發(fā)生滲透破壞，給大壩埋下巨大的安全隱患。

（2）壩體滲漏。壩體在重力及其它原因作用下，會產(chǎn)生縱向裂縫，給水流滲漏開辟道路，同時壩體結(jié)構(gòu)面常出現(xiàn)維護(hù)措施不到位發(fā)生集中滲漏現(xiàn)象。

（3）繞壩滲漏。水流不直接經(jīng)過壩體，而是在壩肩與基巖結(jié)合面發(fā)生滲漏。同樣，在壩體兩肩的風(fēng)化層和基巖施工破碎帶都能發(fā)生繞壩滲漏，造成壩體質(zhì)量安全性進(jìn)一步降低，嚴(yán)重危害下游安全。

1.2壩坡穩(wěn)定性較差

由于缺乏大壩安全監(jiān)測儀器和措施，大壩質(zhì)量安全評估和管理只能憑人員和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行觀察和分析，造成在日常維護(hù)時很難發(fā)現(xiàn)水庫大壩內(nèi)存在的壩體斷面質(zhì)量問題，隱患長期積累，就會造成壩坡或壩體的抗滑穩(wěn)定性下降、壩體出現(xiàn)裂縫。加上大壩長期受到水流接觸性沖刷破壞、沼澤化、蟲害等破壞，導(dǎo)致大壩出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問題，壩坡穩(wěn)定性大大下降。

1.3金屬機(jī)電設(shè)備性能較差

水庫中的金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備長期運(yùn)行，超出正常使用年限，出現(xiàn)絕緣老化、腐蝕現(xiàn)象。資金不足導(dǎo)致設(shè)備不能進(jìn)行日常檢修維護(hù)，使得閘門不能正常開啟，給水庫安全運(yùn)行埋下巨大安全隱患。

2、小型水庫除險加固工程需要解決的問題

2.1大壩老化問題

小型水庫的大壩出現(xiàn)問題的原因：①坡度比例較陡、壩體透水性強(qiáng)，浸潤線高，導(dǎo)致壩體失穩(wěn)；②回填土質(zhì)較差，后期碾壓不實(shí)，或存在軟土層等導(dǎo)致大壩失穩(wěn)。③大壩變形，出現(xiàn)凹凸，塊石風(fēng)化破碎，導(dǎo)致護(hù)坡石脫離、變薄、塊徑變小，重量變輕等。④大壩排水設(shè)施缺乏或者損壞，整個壩體坡面的水流侵蝕嚴(yán)重，大壩底部的排水設(shè)置缺失或不足達(dá)不到規(guī)范要求等。⑤大壩頂部高程不達(dá)標(biāo)，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足。⑥防浪墻的底部損壞，與防滲體出現(xiàn)縫隙，高度不足，墻身出現(xiàn)裂縫、斷裂、變形等。

2.2滲漏問題

水庫設(shè)施滲漏也是除險加固的重要修復(fù)內(nèi)容，這種滲漏包括，大壩基礎(chǔ)滲漏：這種情況可能來自施工時基礎(chǔ)清理不徹底，或基礎(chǔ)坐落在縫隙大、透水性大的巖層上，或是防滲施工質(zhì)量不規(guī)范等。壩體的滲漏：主要是因?yàn)樵谑┕ぶ袑误w防滲施工監(jiān)控不足，導(dǎo)致防滲體質(zhì)量差，壓實(shí)度或滲漏系數(shù)沒有滿足規(guī)范要求，或防滲體的厚度不足。

2.3放水涵洞、溢洪道問題：這種情況包括

①水庫放水涵洞本身出現(xiàn)裂縫、漏水、剝蝕等；且放水涵洞周邊因此沖刷產(chǎn)生破壞，產(chǎn)生滲漏通道；進(jìn)口和洞身強(qiáng)度下降，不能滿足使用要求；閘門和啟閉機(jī)設(shè)施老化、銹蝕、變形、磨損等。②溢洪道在設(shè)計(jì)和施工中標(biāo)準(zhǔn)不能滿足使用要求，出口泄流缺少通道；溢洪道泄洪量不足；泄洪道控制端不規(guī)范，基巖損壞嚴(yán)重，沖刷痕跡明顯，缺乏襯砌；缺少消能防沖設(shè)施等。

3、小型水庫除險加固工程主要安全問題處理方法

針對以上存在的安全問題可以在除險加固中采取針對性的手段進(jìn)行修復(fù)加固，具體可以從以下幾方面入手：

3.1壩頂加固工程

在加固工程中對壩頂寬度的要求是小（1）型為5m，?。?）型可以為3-4m。施工中壩頂?shù)穆访媸┕?yīng)充分考慮排水需求，下游側(cè)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)路緣石，增加排水口和壩體橫向排水溝相通，而且施工中應(yīng)注意壩頂路面應(yīng)向下游方向傾斜。加固中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如壩頂高程符合實(shí)際要求，則只對其寬度進(jìn)行調(diào)整，或進(jìn)行降低高度以適應(yīng)寬度。

3.2大壩坡面加固

大壩邊坡比是加固大壩的核心內(nèi)容，主要根據(jù)壩型、高度、壩體構(gòu)成、壩體基礎(chǔ)等來確定，其依據(jù)是力學(xué)特性、承載能力、滲流情況、抗滑坡能力等進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)和施工。上下游壩坡可以根據(jù)需要確定其戧臺的設(shè)置，小型水庫下游一般設(shè)計(jì)一個戧臺，就是所謂的二平臺。

3.3壩基、壩體的防滲加固

針對防滲體損壞，可以采用必要工藝進(jìn)行加固。其中，對壩基的防滲處理一般采用壩腳設(shè)置截水槽或混凝土截滲檔墻、高壓噴射混凝土墻等進(jìn)行處理?；鶐r部分則采用帷幕灌漿等進(jìn)行加固。這些壩基的防滲處理方法應(yīng)與壩體的防滲措施相配合，并需要進(jìn)行方案的優(yōu)化選擇，方可確定。壩體防滲體應(yīng)當(dāng)在加固后滿足一定的滲流要求，并保證其穩(wěn)定。因此對水庫除險加固施工中，應(yīng)遵循防滲的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施。

3.4壩體反濾和排水體的加固

加固工程中對壩體下埋設(shè)滲流溢出位置設(shè)置反濾層或者過渡層。這里反濾層厚度可以根據(jù)加固工程材料、方法來確定。在滲流溢出范圍內(nèi)，都需要設(shè)置排水裝置。這種貼坡排水，其排水頂部應(yīng)高出浸潤線的溢出點(diǎn)，超出高度應(yīng)保證浸潤線保持在凍土層下。另外，坡腳部位應(yīng)當(dāng)增加集滲溝、排水溝等。

3.5溢洪道除險加固

①加固溢洪道應(yīng)保證通道開敞，不宜設(shè)置閘門，堰頂高程在加固后應(yīng)和正常蓄水位齊平。溢洪道修建應(yīng)在巖石地基上，其護(hù)砌長度取決于地形、地質(zhì)條件、水流條件和防沖要求。②溢洪道軸線宜取直線，如需轉(zhuǎn)彎，宜在進(jìn)水渠或出水渠段內(nèi)設(shè)置彎道；如溢洪道靠近壩肩時，與大壩連接的接頭、導(dǎo)墻、泄槽邊墻等必須安全可靠。

小型水庫除險加固工程量雖然不大，但水庫安全運(yùn)行關(guān)系到百姓生命財(cái)產(chǎn)安全，因此絕不能因?yàn)楣こ塘啃《p視加固工程的質(zhì)量，不管政府主管部門、業(yè)主、監(jiān)理單位，還是施工單位都要明確認(rèn)識這一點(diǎn)。良好的工程質(zhì)量需要多方面努力爭取，因此在施工過程中，各方要加強(qiáng)溝通、交流，采取有效措施杜絕質(zhì)量問題出現(xiàn)，才能確保小型水庫除險加固工程質(zhì)量的萬無一失。