中小型水庫除險(xiǎn)加固措施研究及運(yùn)行管理分析

摘 要：從病險(xiǎn)水庫加固的主要措施和后期運(yùn)行管護(hù)兩個(gè)方面進(jìn)行研究，結(jié)合水庫病險(xiǎn)加固工程常見問題，提出相應(yīng)的處理措施，通過壩體防滲與輸水建筑物進(jìn)水口設(shè)計(jì)等措施，優(yōu)化病險(xiǎn)水庫加固成效，經(jīng)由循環(huán)管理機(jī)制與生命周期技術(shù)、拓寬資金來源、構(gòu)建安全檢測(cè)中心等運(yùn)行管理舉措，促使病險(xiǎn)水庫加固項(xiàng)目得以順利開展，為水庫功能的運(yùn)作給予保障。

關(guān)鍵詞：病險(xiǎn)水庫;除險(xiǎn)加固;方法措施;施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV697? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2022）07-0026-03

0 引言

為了保障人們的正常的生活和生產(chǎn)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)水庫的重視，水庫可以為我國人民提供水源，還具有防洪的作用，但在水庫的運(yùn)行中，還會(huì)有一定的病害，影響人們的生產(chǎn)生活，降低經(jīng)濟(jì)效益的獲取，因此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固施工的研究。

1 水庫病險(xiǎn)加固工程中存在的問題

1.1 前期工作深度不夠

湖南省自2008年以來大規(guī)模開展小型水庫除險(xiǎn)加固，由于工程項(xiàng)目多、任務(wù)緊，加之初期工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，水庫除險(xiǎn)加固項(xiàng)目普遍存在批量生產(chǎn)、閉門造車等現(xiàn)象，對(duì)水庫的安全運(yùn)行埋下了安全隱患。

1.2 除險(xiǎn)加固措施不科學(xué)

很多的水庫管理人員沒有掌握水庫的除險(xiǎn)加固技術(shù)，導(dǎo)致部分水庫的除險(xiǎn)加固技術(shù)是不科學(xué)的，其過于盲目地進(jìn)行整治，不但耗費(fèi)了人力和物力，而且還無法達(dá)到預(yù)期的效果，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。部分水庫的除險(xiǎn)加固手段方式還存在保守的問題，沒有發(fā)揮除險(xiǎn)加固的作用，造成了資金的浪費(fèi)，影響水庫的防治效果。因此，應(yīng)該提升水庫的除險(xiǎn)加固技術(shù)，提升水庫的安全性，增加水庫的除險(xiǎn)加固效果。

1.3 后期運(yùn)行管理較為滯后

目前，我國水庫的管理體制還存在較為僵化的問題，缺少靈活性，存在的人員較多，水庫的工作效率沒有達(dá)到理想效果[1]。在水庫的管理體制中，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)較為混亂，沒有清晰落實(shí)責(zé)任，實(shí)際的管理機(jī)制有待完善，經(jīng)濟(jì)方面也沒有獨(dú)立的管理機(jī)制。在很多的小型水庫中，其管理人員并沒有專業(yè)的管理知識(shí)和專業(yè)技能，沒有學(xué)習(xí)和發(fā)展精神。水庫的工作人員也存在綜合素質(zhì)不高的情況，其缺乏專業(yè)的知識(shí)和技能，難以更好地完成水庫管理的工作，影響水庫的安全運(yùn)行。

2 病險(xiǎn)水庫加固施工的主要措施

邵陽市是一個(gè)水利大市，擁有各類水庫1252座，其中大型水庫3座，中型水庫36座，小一型水庫229座，小二型水庫984座，其中主要為土壩。根據(jù)近些年的除險(xiǎn)加固實(shí)例，土壩存在的普遍問題包括均以下幾種類型：滑坡、沉陷、腐蝕、裂縫、滲漏、垮塌以及白蟻病害等，造成以上危害的原因是大壩的料質(zhì)量差，或者是由于碾壓工作沒有做好上下游的坡度比例設(shè)計(jì)不合理等因素。另外，水庫的輸水建筑普遍存在滲漏、坍塌，無法正常取水等問題。本次以壩體防滲及輸水建筑物處理措施進(jìn)行分析。

2.1 壩體防滲措施

沖抓套井回填是一種垂直防滲技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要先行在原有壩體內(nèi)新建井口，而后在沖抓錐輔助下完成建井任務(wù)。在建井后，需要保證壩體具有多個(gè)孔位，而后在井內(nèi)使用25 cm的黏土予以充填，隨著夯實(shí)工藝的應(yīng)用，即可提升土層緊固度，自此達(dá)到深度防滲目的。與此同時(shí)，在此項(xiàng)技術(shù)助力下，還能抑制壩體滲流，確保在防滲處理后，可以增強(qiáng)原有壩體的抗?jié)B性。此方法具有施工簡便、成本較低、適應(yīng)軟土地基沉降變形能力強(qiáng)、壩體防滲效果較好等優(yōu)點(diǎn)，適用于中、小型均質(zhì)土壩、心墻壩的防滲加固處理。

特種粘土固化漿液是由粘土固化劑、粘土、水泥和水按一定比例混合組成的漿液。粘土水泥漿中加入一定量的特種粘土固化劑，固化劑中的無機(jī)鹽與水泥反應(yīng)生成膠凝體充填在空隙中，能有效的堵塞滲流通道，從而降低滲透系數(shù)，且能一次性解決壩體、壩基的防滲加固問題。與傳統(tǒng)水泥粘土漿液相比，粘土固化劑在實(shí)際使用過程中，能夠符合節(jié)能要求，整體所用水泥量偏少，而且也不易產(chǎn)生水污染。同時(shí)，此類材料的適應(yīng)性較強(qiáng)，并不需要選用特定材料，可秉承著就近取材的原則減少運(yùn)輸成本。

在防滲加固處理中，也可以采用高壓旋噴工藝，利用鉆孔灌漿來提升壩體防滲性能。首先，施工人員可以在鉆孔作業(yè)中確定好需要加固的部位，其次在孔位處安裝鉆桿設(shè)施，擺放好噴嘴，利用高壓噴漿方式把混凝土漿料噴射在壩體上。此時(shí)能夠?qū)误w上破損的位置進(jìn)行修補(bǔ)，建立新的防滲層。在漿料自然凝固之后，墻體的防滲性能相較之前會(huì)有明顯的提升。高壓旋噴工藝具有施工速度快、施工條件要求低、耐久性良好的特點(diǎn)，在壩體的防滲加固工作中使用頻率較高。

在大量的小型水庫除險(xiǎn)加固實(shí)踐中，又陸續(xù)出現(xiàn)了多種防滲方式，且在這個(gè)過程中不斷得到完善，例如內(nèi)坡鋪設(shè)土工膜加蓋粘土防滲，在部分工程中發(fā)現(xiàn)土工膜容易被損壞，后來在土工膜上澆筑混凝土，同時(shí)完善壩體下游側(cè)的排水設(shè)施，對(duì)小型水庫壩體滲漏處理效果較好。

2.2 輸水建筑物處理措施

大部分土壩原來采用的是壩下埋管方式放水，其普遍存在洞壁滲漏、坍塌、放水孔不易控制等問題，輸水建筑物不能正常放水，水庫的效益就得不到充分發(fā)揮，因此輸水建筑物的改造在水庫除險(xiǎn)加固中至關(guān)重要。

壩下涵管改造普遍采用的方案包括封堵新建及開挖重建。開挖重建方案對(duì)于壩體填筑部分的要求比較高，否則將對(duì)壩體的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重隱患。因此當(dāng)水庫兩岸有較好地質(zhì)條件山體時(shí)，對(duì)壩下涵管經(jīng)常采取封堵處理后新開隧洞，隧洞進(jìn)水口通常采用的形式主要包括豎井式、塔式及臺(tái)階式等。

在對(duì)輸水建筑物進(jìn)行防滲處理時(shí)，可以在進(jìn)水口類型方面進(jìn)行調(diào)整。在隧洞進(jìn)口處挖掘豎井，加固內(nèi)部壁面，井的頂部布置啟閉機(jī)械及操縱室（如圖1所示）。豎井式進(jìn)水口的優(yōu)缺點(diǎn)明顯，優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為抗沖擊性能良好，穩(wěn)定程度高。缺點(diǎn)表現(xiàn)為開挖難度大，巡視工作量大，需要耗費(fèi)更多的人力和物力。

塔式進(jìn)水口是獨(dú)立于隧洞首部而不依靠巖坡的封閉式或框架式塔（如圖2所示），塔底裝設(shè)閘門，在塔頂設(shè)啟閉機(jī)室。這種型式主要存在受風(fēng)浪影響大、需要較長的工作橋與庫岸或壩頂相連接、檢修困難等，常用于岸坡巖石較差且?guī)靸?nèi)水位變化較大的情況。

臺(tái)階式進(jìn)水口（即分級(jí)臥管）是小型水庫中廣泛采用的一種方式，分級(jí)臥管斜躺在山坡上，建造成臺(tái)階式，臺(tái)階上面有一個(gè)一個(gè)地放水孔（如圖3所示）。該類型進(jìn)水口上下兩端改造位置分別為蓄水位最高水位線、輸水涵洞接線處。至于進(jìn)水口建設(shè)時(shí)設(shè)置的放水孔，應(yīng)在閑置時(shí)進(jìn)行密封處理，以免出現(xiàn)泄水情況。使用期間，可以隨著水位降低，逐層開啟放水孔。而且還要新增通氣孔，杜絕真空現(xiàn)象。但此種方式因孔口較多，易漏水，故分級(jí)臥管一般用于小型水庫和山圍塘。

3水庫運(yùn)行管理措施

3.1 建立良好循環(huán)的管理機(jī)制

病險(xiǎn)水庫的形成從某種程度上可以歸納為人為因素，即水庫管理不到位或是日常維修不及時(shí)等，這就導(dǎo)致原本質(zhì)量優(yōu)良的水庫逐漸產(chǎn)生破損問題。因此，在加固施工中還需要建立閉環(huán)管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)良好的循環(huán)管理，自此確保水庫管理職責(zé)更加清晰化。一方面，在水庫管理工作中，應(yīng)當(dāng)設(shè)置責(zé)任機(jī)制，憑借管理職責(zé)的細(xì)化分配，保證每名水庫管理員，都能嚴(yán)格履行個(gè)人職責(zé)。此外，要求承擔(dān)水庫運(yùn)行管理職權(quán)的管理員，在日常工作中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)巡視，隨時(shí)記錄壩體開裂以及滲水情況，并且及時(shí)上報(bào)險(xiǎn)情。

另一方面，對(duì)施工人員定期進(jìn)行職業(yè)培訓(xùn)。無論是水庫調(diào)度事宜還是水庫維修管理事務(wù)，都要嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)定，及時(shí)為施工員、管理員、技術(shù)員召開職業(yè)培訓(xùn)活動(dòng)，以期在培訓(xùn)中掌握專業(yè)知識(shí)，就此激發(fā)安全防護(hù)意識(shí)。另外，在加固施工中，管理員也要依據(jù)管理要求，對(duì)施工員錯(cuò)誤的施工行為予以糾正，而且還要合理搭配施工資源，以便在良性循環(huán)中，切實(shí)維護(hù)水庫質(zhì)量與水庫運(yùn)行安全[2]。

3.2 進(jìn)行大壩生命周期和安全技術(shù)的研究

病險(xiǎn)水庫的維修與加固施工往往需要投入過多人力物力。為了延長水庫壩體使用年限，應(yīng)當(dāng)圍繞大壩生命周期，以生命管理技術(shù)嚴(yán)控水庫風(fēng)險(xiǎn)。水庫大壩趨于病險(xiǎn)水庫發(fā)展中，會(huì)歷經(jīng)老化、破損的過程。若施工人員能夠在病險(xiǎn)水庫進(jìn)展期間對(duì)其進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，依照評(píng)價(jià)結(jié)果提出安全防護(hù)策略，并且在水庫尚可保持正常運(yùn)營狀態(tài)的情況下進(jìn)行加固，有利于保護(hù)水庫完整度。另外，在判斷當(dāng)前水庫存在潛在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)立即組織施工人員實(shí)施加固處理，自此在維護(hù)生命周期原有安全等級(jí)之上，嚴(yán)控水庫風(fēng)險(xiǎn)，這也是病險(xiǎn)水庫優(yōu)化加固施工成效的關(guān)鍵步驟，應(yīng)得到水庫管理團(tuán)隊(duì)的密切關(guān)注。

3.3 保障工程順利施工

病險(xiǎn)水庫加固工程的建設(shè)本身需要投入充足資金，要想確保該項(xiàng)工程的順利施工，理應(yīng)拓寬資金來源。從往日工程施工成果可了解到：加固效果常受資金問題影響。一旦缺少資金保障，不但不利于購進(jìn)優(yōu)質(zhì)加固材料，而且對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的聘用也會(huì)產(chǎn)生阻力。此時(shí)，除了可以在政府撥款項(xiàng)目上新設(shè)水庫除險(xiǎn)基金外，還可以將此工程納入投資項(xiàng)目中，吸引社會(huì)資本力量，繼而提高資金儲(chǔ)備量，提升病險(xiǎn)水庫修建質(zhì)量。另外，對(duì)于資金來源的增擴(kuò)，還應(yīng)當(dāng)在政府與社會(huì)資本合力下，逐漸形成專項(xiàng)資金，以免因缺乏施工資金，致使工程進(jìn)度有所延誤。若資金充足，即可為除險(xiǎn)加固事項(xiàng)的落實(shí)奠定夯實(shí)基礎(chǔ)。

3.4 構(gòu)建安全檢測(cè)中心

為了更好地降低水庫病害率，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)水庫的檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水庫的問題，優(yōu)化水庫的發(fā)展。我國還沒有高超的病害水庫檢測(cè)技術(shù)，針對(duì)這項(xiàng)問題，應(yīng)該進(jìn)行安全檢測(cè)中心的建設(shè)，提升水庫的調(diào)度計(jì)劃，及時(shí)執(zhí)行相關(guān)計(jì)劃，有效檢測(cè)水庫中存在的病害問題，及時(shí)做好水庫除險(xiǎn)加固工作，提升水庫檢測(cè)質(zhì)量，增加水庫安全性。除此之外，還應(yīng)該建設(shè)相應(yīng)的水庫區(qū)域的防洪通訊系統(tǒng)，促使水庫之間各個(gè)不同區(qū)域可以共享實(shí)際的水文信息，根據(jù)信息的實(shí)際情況進(jìn)行防洪方法的制定，維護(hù)水庫運(yùn)行安全，更好地抵御風(fēng)險(xiǎn)[3]。

在進(jìn)行水庫的除險(xiǎn)加固工作中，還應(yīng)該加強(qiáng)水庫運(yùn)行管理，認(rèn)識(shí)到自身的工作優(yōu)勢(shì)并加以利用，進(jìn)行有效的運(yùn)行管理機(jī)制的建設(shè)，更好地進(jìn)行經(jīng)營工作，提升當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)效益。為了水庫能夠更加長遠(yuǎn)的發(fā)展，還應(yīng)該優(yōu)化工作人員的薪資水平，提升工作人員的專業(yè)知識(shí)和能力，加強(qiáng)水庫工作的科學(xué)性。

4 結(jié)語

綜上所述，在對(duì)病險(xiǎn)水庫進(jìn)行加固處理時(shí)，若能聯(lián)合壩體防滲處理與進(jìn)水口合理設(shè)計(jì)等措施，開展除險(xiǎn)作業(yè)，即可獲得顯著的維護(hù)水庫安全的效果。同時(shí)，為了促使病險(xiǎn)水庫在加固過程中擁有優(yōu)良的養(yǎng)護(hù)條件，還應(yīng)當(dāng)從循環(huán)機(jī)制、生命周期、資金來源以及安全檢測(cè)中心等方面著手，確保病險(xiǎn)水庫在前期加固與后期養(yǎng)護(hù)管理舉措下，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，為我國水庫項(xiàng)目的良性建設(shè)給予依托。

參考文獻(xiàn)

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[3] 張琳霞.夏縣小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固后運(yùn)行管理方法的探索與思考[J].山西水利科技，2019（3）：85-86+92.

收稿日期：2022-03-01

作者簡介：李敏（1987—），女，湖南臨湘人，本科，工程師，研究方向：水利水電工程設(shè)計(jì)工作、水工結(jié)構(gòu)。