小型水庫常見病險(xiǎn)及除險(xiǎn)加固技術(shù)探討

劉子銘

（新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司， 新疆 烏魯木齊 830000）

0 前言

水利水電是我國的基礎(chǔ)工程建設(shè)，其中小型水庫在我國各地的農(nóng)田灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖等領(lǐng)域都起到非常重要的協(xié)助作用，各地區(qū)也都廣泛建設(shè)小型水庫以助力當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活。很多小型水庫都建造于上世紀(jì)五十年代至七十年代，由于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)水平、施工技術(shù)、建造標(biāo)準(zhǔn)比較低，再加上運(yùn)營維護(hù)不到位，年久失修，使得水庫使用至今出現(xiàn)了各種病險(xiǎn)危害，對(duì)水庫的安全使用產(chǎn)生了極大的不利影響，隨著我們經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的不斷發(fā)展，我們對(duì)小型水庫進(jìn)行加固整改，分析大壩、溢洪道、輸水涵管的常見問題，逐一排除險(xiǎn)情，提高水庫的穩(wěn)定性，延長水庫的使用壽命。

1 小型水庫常見病險(xiǎn)及其成因

水庫的病險(xiǎn)如果不及時(shí)排除，很容易進(jìn)而擴(kuò)大對(duì)水庫構(gòu)筑物的破壞，發(fā)生潰壩決堤的事故，以下是小型水庫常見的一些病險(xiǎn)：

1.1 防洪能力低

修建小型水庫的功能有兩個(gè)，一個(gè)是提高水力資源的利用效率服務(wù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活，另一個(gè)是防洪功能，但是由于小型水庫大多數(shù)建造較早，對(duì)于水庫的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求過低，例如壩頂高程設(shè)計(jì)不夠，無法滿足擋水的需要會(huì)造成洪水漫頂致使?jié)问鹿?；另外一些水庫沒有建設(shè)配套的泄洪設(shè)施，或者泄洪設(shè)施不夠完善，比如溢洪道截面尺寸不足，渠道內(nèi)多淤積未清造成過流能力下降等。

1.2 抗震能力差

小型水庫的抗震能力也是水庫建設(shè)質(zhì)量的一個(gè)鑒定標(biāo)準(zhǔn)，在小型水庫病險(xiǎn)分析中可知有許多病害問題都是因?yàn)榭拐鹉芰Σ疃鸬?，震?dòng)會(huì)導(dǎo)致水庫壩體出現(xiàn)裂縫、滑塌、變形、沉陷等問題，影響水庫基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

1.3 壩體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定

主要表現(xiàn)在壩體抗滑穩(wěn)定性差，壩坡出現(xiàn)變形、塌陷、滑坡的現(xiàn)象。影響因素主要是坡偏陡峭再加上浸潤線較高導(dǎo)致大壩不穩(wěn)；施工質(zhì)量導(dǎo)致的壩體局部應(yīng)力超出壩體材料允許的強(qiáng)度，造成壩體裂縫。

1.4 壩體滲漏

滲漏是水庫大壩常見的病害問題，滲漏常見于壩基、壩肩、壩體等部位，主要成因有大壩地基清基不夠徹底，大壩地基巖石裂隙比較發(fā)育；壩體填筑材料選擇不合適或者質(zhì)量差，壓實(shí)度、滲透性不能滿足規(guī)范的需要；壩肩、壩體裂縫；未做防滲措施或者防滲處理不到位等等。

1.5 建筑物老化

因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)間較長，水工建筑物、管道等結(jié)構(gòu)老化，機(jī)電設(shè)備陳舊，進(jìn)而出現(xiàn)垮塌、淤堵、損毀、斷裂、漏水等一系列問題，嚴(yán)重影響水庫安全，為可能發(fā)生的險(xiǎn)情埋下隱患。

1.6 管理缺失

小型水庫配備的管理人員不足，水庫管理對(duì)平時(shí)運(yùn)行多有注重，但是對(duì)水庫的維護(hù)與日常監(jiān)測工作不夠重視，沒有及時(shí)對(duì)水庫的水位、雨量做定期監(jiān)測，對(duì)水情預(yù)報(bào)、大壩觀測工作的缺失，水庫調(diào)度規(guī)程不夠明確，發(fā)現(xiàn)病害沒有及時(shí)補(bǔ)救加固等，這跟小型水庫工作人員素質(zhì)不高，經(jīng)費(fèi)不足，管理不細(xì)有一定的關(guān)系。

2 小型水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)分析

2.1 加強(qiáng)大壩防滲措施

灌漿是小型水庫常會(huì)采用的防滲加固技術(shù)，主要有以下四種：

填充式灌漿：當(dāng)壩體存在螞蟻穴、空洞、局部裂縫的時(shí)候，可以采用填充灌漿將漿液引入壩體之中，通過漿液自身的重力由上而下的進(jìn)行孔洞的堵塞、密實(shí)，形成單一的封閉整體，以達(dá)到加固的作用。

劈裂式灌漿：對(duì)于那些質(zhì)量較差的土壩加固，會(huì)優(yōu)先選擇用劈裂灌漿的方式處理，沿壩軸線豎向布置鉆孔，向孔內(nèi)壓注漿液，形成一道或者多道連續(xù)的泥墻，并且隨著漿液的灌注，泥墻兩側(cè)的土體密度也會(huì)隨之加大，提高了壩體強(qiáng)度。劈裂灌漿技術(shù)投入少操作簡單見效快，但是對(duì)施工工藝要求較高，需要施工人員具有一定的技術(shù)水平以保證灌漿質(zhì)量。

帷幕灌漿：通過壓力裝置設(shè)備將一定材料配比的漿液灌注與地層或者裂隙內(nèi)，使?jié){液擴(kuò)散、膠結(jié)、固化，增強(qiáng)地層巖基的完整性和結(jié)構(gòu)密度，形成地下的擋水帷幕，以提高地基的滲透穩(wěn)定性，帷幕灌漿技術(shù)的成本不高，且施工工藝簡單，因此常被推廣用于小型水庫的防滲加固工程中。

高壓噴射灌漿：有旋噴、擺噴、定噴三種方式，通過鉆機(jī)打孔，將帶有噴頭的灌漿管輸送至土層內(nèi)的預(yù)定位置，以高壓泵將配置好的漿液從噴嘴中高速壓射出來，借力切削、沖擊土層，破壞土層原結(jié)構(gòu)，使?jié){液與土?；旌夏Y(jié)，固化形成新的凝結(jié)體，以加強(qiáng)土體的承載能力。高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用與軟土地基十分廣泛，無論是黏質(zhì)土還是砂質(zhì)土都可以應(yīng)用，施工條件限制少，質(zhì)量可靠，但是灌漿的成本較高，對(duì)施工工藝也有一定的要求。

2.2 加強(qiáng)壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

小型水庫多建設(shè)為土石壩，對(duì)土石壩的加固措施主要是加強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與牢固性，提高壩體強(qiáng)度。在加固前需要對(duì)大壩滑坡原因進(jìn)行勘探與分析，找出影響因素，并確定加固技術(shù)。土石壩的滑坡加固技術(shù)一般為：如邊坡過陡，壩體的抗剪能力偏弱，對(duì)下游壩坡不能滿足抗滑要求的，遵循上卸荷、下加載的原則，可采取削坡平整的辦法，將全部的滑動(dòng)土體或者滑動(dòng)土體下部被擠壓隆出的部分挖除，計(jì)算安全削坡坡度并及時(shí)修復(fù)，或者可采用壩坡下部培厚放緩、增大壩體斷面的方法，從而提高壩坡的穩(wěn)固性；如土石壩上游壩坡不能滿足抗滑需要，通常采用下部拋石放緩、上部采用塊石護(hù)坡或者混凝土板護(hù)坡的方式來進(jìn)行加固；如果在壩體內(nèi)部發(fā)現(xiàn)軟弱土層，則可以將軟弱土層挖除并回填強(qiáng)度足夠的其他材料，且需要夯實(shí)牢靠，如果軟弱土層分布較廣不易全部清除則可以清除壩腳部分，并挖溝排水，在壩腳以砂石堆料或漿砌石做壓重固腳，提高壩體抗滑能力。

2.3 對(duì)溢洪道的整改加固

對(duì)于溢洪道過流量設(shè)計(jì)不足的，如果地形、地質(zhì)的條件允許，對(duì)于開挖量不大的水庫溢洪道可以進(jìn)行拓寬、加深處理，降低溢洪道的堰頂高程，提高防洪的標(biāo)準(zhǔn)；如技術(shù)十分落后的溢洪道可以進(jìn)行拆除處理，并增建新的溢洪道，避開不良地質(zhì)建設(shè)溢洪道，要注意設(shè)計(jì)時(shí)避免在陡槽段和消能段出現(xiàn)彎道，對(duì)溢洪道進(jìn)行襯砌保護(hù)，采用現(xiàn)澆混凝土或者漿砌條石圍建邊墻，對(duì)于底板可用混凝土或鋼筋混凝土做防沖保護(hù)，注意定期清淤。

2.4 對(duì)輸水涵管的加固

輸水涵管使用年限過久容易造成基礎(chǔ)沉降、管道老化，發(fā)生管道變形裂縫，漏水現(xiàn)象，并且因各地水庫建造時(shí)涵管結(jié)構(gòu)差異大，用料不一，對(duì)涵管加固要根據(jù)實(shí)地工程進(jìn)行技術(shù)選擇，如在涵管與壩體材料之間發(fā)生漏水，則可以采用灌漿、增加截水環(huán)、加強(qiáng)內(nèi)部襯護(hù)的方式進(jìn)行加固，如漏水發(fā)生在涵管自身的薄弱部分，則可以采用套管、土工膜局部防護(hù)進(jìn)行堵漏防護(hù)，無法修復(fù)的需要開挖重建。

2.5 加強(qiáng)對(duì)水庫的監(jiān)管維護(hù)

日常管理以及后期維護(hù)工作同樣重要，首先要完善管理制度，責(zé)權(quán)分明，責(zé)任到人，管理有序；其次加大對(duì)水庫的基礎(chǔ)資金投入，更新設(shè)備，更換老舊部件，確保不因小問題而造成大事故；第三要引入先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備，對(duì)水庫運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水庫病害并加以處理，消除安全隱患。

3 結(jié)語

小型水庫也是我們水利工程建設(shè)的重要組成部分，對(duì)老舊小型水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固工作能有效提高水庫的運(yùn)行效率，能更好地為本地人民服務(wù)，促進(jìn)本地社會(huì)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展；對(duì)于小型水庫的管理也要加強(qiáng)力度，提高管理人員的責(zé)任意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，提高水庫的安全性和穩(wěn)定性。