張 莉，郝豐玉，劉洪杰

（棲霞市水務局，山東 棲霞 265300）

棲霞市地處膠東半島中部，屬于低山丘陵區(qū)，境內(nèi)建有 211座小型水庫，其中小(1)型水庫 28座，小(2)型水庫183座，總庫容1.13億m3。小型水庫的建成，對解決當?shù)厝罕姷纳a(chǎn)和生活用水，改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。但是，由于受當時技術(shù)經(jīng)濟條件限制，建設標準低，施工質(zhì)量差，工程老化嚴重，致使水庫普遍存在著防洪標準低，大壩穩(wěn)定性差，壩體壩基滲漏等一系列問題。經(jīng)安全鑒定，棲霞市共有92座病險水庫，占全市小型水庫總數(shù)的58%。目前已加固完成了59座，剩余33座小型險庫將于2010年底完成加固任務。面對如此之多的小型病險水庫的除險加固工程，做好除險加固前期工作尤為重要，特別是設計質(zhì)量的好壞和設計方案的優(yōu)化是工程質(zhì)量好壞和工程投資額度的關(guān)鍵。為了促進該項工作的實施，在棲霞市已完成小型病險水庫除險加固工程的基礎(chǔ)上，對該工程在設計環(huán)節(jié)上應注意的問題進行了梳理總結(jié)，以期為今后的工作提供借鑒。

1 小型病險水庫存在的主要問題

1.1 大壩主體

大壩壩坡坡比偏陡、壩體透水性較強，浸潤線較高，導致壩坡不穩(wěn)；填土質(zhì)量較差，碾壓不實，或存在軟弱層等。上游壩坡沉陷變形大，凹凸不平；護坡石風化破碎嚴重，或無護坡石，或厚度薄，塊徑小，重量輕等不滿足規(guī)范要求等。下游壩坡陡，沉陷變形大，凹凸不平；無排水設施，壩坡水流侵蝕較重；壩腳無排水體，或排水體不滿足規(guī)范要求等。

壩頂高程達不到設計要求；壩頂寬度狹窄，無排水設施，沖溝較多等；防浪墻墻底未與防滲體緊密結(jié)合；防浪墻高度不足，墻身裂縫、斷裂或變形；結(jié)構(gòu)老化不符合規(guī)范要求等。

1.2 大壩的滲漏

大壩壩基滲漏:由于施工時大壩清基不徹底，壩基坐落在裂隙發(fā)育、透水性較大、未進行防滲處理或處理不完善的基巖上造成的。壩體及防滲體滲漏:由于施工時壩體或防滲體填筑質(zhì)量差，壓實度及滲透系數(shù)不滿足規(guī)范要求，或防滲體設計的厚度不足等原因。

1.3 放水洞與溢洪道

放水洞洞身裂縫、剝蝕、漏水嚴重；洞身周邊產(chǎn)生接觸沖刷破壞，形成滲漏通道；進口、洞身結(jié)構(gòu)強度不滿足規(guī)范要求；閘門及啟閉機老化、銹蝕、變形、磨損嚴重，需淘汰更新設備；啟閉機房破損、漏水，不能正常使用等。

溢洪道普遍標準低，出口泄流沒有通道；溢洪道的泄量不足；溢洪道控制段不規(guī)則，基巖風化，沖刷嚴重，無襯砌；無消能防沖設施；溢洪道無岸墻或標準低，砌石質(zhì)量差，強度低，不滿足抗沖耐磨要求。

2 優(yōu)化工程設計的建議與對策

2.1 基本資料的收集及分析整理

基本資料的收集及分析整理，是小型病險水庫除險加固的基本依據(jù)。小型水庫由于受當時各方面條件的限制，大多屬“三邊”(邊設計、邊勘探、邊施工)工程，無基本資料。這次小型病險水庫加固設計數(shù)量多，工作量大，勘測設計人員少，前期工作經(jīng)費不足，給水庫的加固設計帶來很大困難?；A(chǔ)資料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著設計質(zhì)量的高低。因此應高度重視設計資料的收集、整理工作。

2.2 壩頂工程加固設計

壩頂寬度一般情況下小(1)型水庫可取5m，?。?）型水庫可取3～4m。壩頂路面應充分考慮壩頂排水，下游側(cè)設置路緣石，并設置排水口與壩坡橫向排水溝相連接，壩頂路面可向下游傾斜2%～3%。根據(jù)壩頂高程的實測結(jié)果，若現(xiàn)狀壩頂高程高于設計壩頂高程，而寬度不滿足規(guī)范要求，可通過削低壩頂，滿足壩頂高程和寬度的要求。

2.3 壩坡工程加固設計

大壩邊坡比的確定要根據(jù)壩型和壩高、壩體和壩基的物理力學特性、壩體所承受的荷載來進行壩坡滲流及抗滑穩(wěn)定計算，確定壩坡是否滿足穩(wěn)定要求。上下游壩坡可根據(jù)需要確定是否設置戧臺，小型水庫下游一般只設一個戧臺。

大壩上游坡護坡加固設計應按照就地取材、節(jié)約投資、安全可靠、方便施工的原則，可采用干砌石、預制砼塊等護坡形式；下游壩坡采用草皮護坡。上游護坡和反濾層的厚度應根據(jù)抵御風浪沖擊和反濾要求來確定。預制砼塊護坡應設置縱橫縫和足夠的排水孔，上游壩坡護坡坡腳應設置基座。

2.4 壩基和壩體截滲加固設計

壩基截滲一般可采用在上游壩腳處做截水槽，也可采用砼截滲板墻、高壓旋噴砼墻等方法處理。巖基采用帷幕灌漿處理。壩基截滲處理方法要與壩體截滲相結(jié)合考慮，經(jīng)方案比較后擇優(yōu)確定。

壩體（防滲體）應滿足將滲流量控制在允許范圍以內(nèi)，并滿足滲流穩(wěn)定要求。防滲體與壩基、岸坡或砼建筑物的連接應滿足抗?jié)B要求。

2.5 壩體反濾與排水體加固設計

在壩下埋管末端周邊等滲流出逸處，宜設置反濾層或過渡層。反濾層厚度應根據(jù)材料的用途及施工方法等情況確定。

在滲流出逸的范圍，均需設置排水體。排水體可采用貼坡排水，貼坡排水的頂部應高出浸潤線出逸點，超出高度應使壩體浸潤線在凍土深度以下，且不小于0.50m。坡腳處應設置集滲溝、排水溝。

2.6 壩面排水設計

下游壩坡常用草皮護坡；除干砌石或堆石護坡外，均必須設壩面排水。應包括壩頂、壩坡、壩頭及壩下游等部位的集水、截水和排水措施。除堆石壩與基巖交坡處外，壩坡與岸坡連接處均必須設排水溝，其集水面積應包括岸坡集水面積在內(nèi)。排水溝結(jié)構(gòu)可采用漿砌石、預制砼等，但應注意防滲及不透水性。

2.7 放水洞加固設計

放水洞加固方案的選取，應結(jié)合工程現(xiàn)狀存在的問題，按照經(jīng)濟、安全、實用、可靠的原則，同時還要考慮到易施工，質(zhì)量易控制、易保障要求，綜合選定加固方案。

1）洞身拆除重建方案：洞身宜按無壓明流設計，可常用砼矩形涵、圓涵等型式。斷面尺寸除滿足用水要求，還應考慮到檢修維護方便。洞身應滿足強度、剛度、穩(wěn)定、變形、抗裂或裂縫寬度等要求。

2）砼矩形涵洞身加固方案：一是洞身補強、補漏方案，常對隱患部位進行剔鑿，補摸高強砂漿、環(huán)氧砂漿、樹脂、各種防水涂料，或貼高強布等；二是洞內(nèi)內(nèi)襯鋼管、玻璃鋼管、PE管等，對內(nèi)襯管與原放水洞間的空隙，利用砼填筑。

3）洞身周圍滲漏處理方案：常用回填灌漿，放水洞進口處壩體挖除重新用粘性土回填，壩后做反濾護坡等方案。

4）進口控制段，可采用加固、拆除重建或砂漿回填等方法。

2.8 溢洪道加固設計

1）溢洪道宜優(yōu)先采用開敞式，且不宜設置閘門，堰頂高程宜與正常蓄水位齊平。溢洪道宜選擇在巖石地基上，建筑物的護砌長度取決于地形、地質(zhì)條件、水流條件和防沖要求。軟基溢洪道應修建在密實土層上，做好進出口、泄槽的防護和消能設施，以及建筑物的防滲排水。

2）溢洪道軸線宜取直線，如需轉(zhuǎn)彎，宜在進水渠或出水渠段內(nèi)設置彎道；在土石壩樞紐中，當溢洪道靠近壩肩時，與大壩連接的接頭、導墻、泄槽邊墻等必須安全可靠。

3 結(jié) 語

針對小型水庫除險加固面臨著數(shù)量多、安全隱患多、原始資料少、設計力量不足及前期工作經(jīng)費不足的諸多問題，在實施除險加固設計時應依據(jù)設計工作大綱，明確指導思想、目標、任務、設計內(nèi)容、深度以及采用的規(guī)范、規(guī)程等，參照編制小型病險水庫加固技術(shù)指南選擇常用的加固方案、計算方法、主要的技術(shù)指標和經(jīng)濟指標等，要配備設備、規(guī)范、資料及專業(yè)設計軟件等以搞好小型水庫除險加固設計，確保小型水庫加固工程的安全實施。