劉桂英

【摘要】本文就我國(guó)當(dāng)前小型水庫(kù)的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題加以分析，從而對(duì)小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)進(jìn)行探究并提出相應(yīng)的整改措施。

【關(guān)鍵詞】小型水庫(kù)；除險(xiǎn)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(guó)小型水庫(kù)的現(xiàn)狀

1.1我國(guó)是世界上水庫(kù)最多的國(guó)家之一，而新中國(guó)成立以后，我國(guó)陸續(xù)修建了近9 萬(wàn)多座水庫(kù)，其中小型水庫(kù)就占到了其中的三分之一。雖然小型水庫(kù)在灌溉、供水等方面起到了非常大的作用，但由于在修建時(shí)受到條件限制、施工、設(shè)計(jì)技術(shù)等方面的原因，這些水庫(kù)多為一邊設(shè)計(jì)、一邊施工、一邊運(yùn)行，簡(jiǎn)稱"三邊工程"。

因此，這些水庫(kù)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(wèn)題，如：水庫(kù)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(jì)坡比相差較大。反濾體未按設(shè)計(jì)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(wú)通電線路及通訊設(shè)施，遇險(xiǎn)情時(shí)不能及時(shí)上報(bào)；水庫(kù)無(wú)水尺，無(wú)測(cè)壓管，無(wú)垂直水平位移等觀測(cè)設(shè)施，無(wú)防汛備料。有些水庫(kù)甚至沒(méi)有應(yīng)急的泄水設(shè)施。同時(shí)，許多水庫(kù)因長(zhǎng)期缺乏管理經(jīng)費(fèi)，水庫(kù)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(guó)有97%的小型水庫(kù)沒(méi)有必要的雨水檢測(cè)通報(bào)和通信預(yù)警設(shè)施，一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情，要想有效地組織搶險(xiǎn)、報(bào)警以及人員疏散轉(zhuǎn)移就會(huì)十分困難。這些病險(xiǎn)水庫(kù)長(zhǎng)年得不到修整，嚴(yán)重影響了工程效益的發(fā)揮，同時(shí)也是防洪安全的心腹之患，隨時(shí)威脅著下游廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，對(duì)病險(xiǎn)庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)十分必要。但是由于水庫(kù)的建造特點(diǎn)，其加固工程投資較大、周期較長(zhǎng)，工程項(xiàng)目技術(shù)較復(fù)雜，因此，對(duì)病險(xiǎn)庫(kù)的除險(xiǎn)加固工程將是一項(xiàng)持久戰(zhàn)。

1.2經(jīng)探究，我國(guó)的病險(xiǎn)水庫(kù)的問(wèn)題多種多樣，處理起來(lái)難度較大，綜合看來(lái)，主要有以下幾種病險(xiǎn)情況：

（1）多數(shù)水庫(kù)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(kù)本身設(shè)計(jì)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(lái)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(huì)嚴(yán)重影響大壩的安全，對(duì)大壩造成嚴(yán)重的破壞性。

（3）滲漏問(wèn)題嚴(yán)重。由于勘探工作的深度不夠、設(shè)計(jì)不合理或施工不合格、材料劣質(zhì)、水庫(kù)運(yùn)行不合理等原因引起的滲漏問(wèn)題往往會(huì)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(rùn)線偏高等。

1.3除了以上幾種，還有一些常見(jiàn)的病險(xiǎn)問(wèn)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(guò)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(cè)和大壩觀測(cè)設(shè)備不完善以及水庫(kù)泥沙淤積等。這些問(wèn)題在我國(guó)的大多數(shù)病險(xiǎn)小型水庫(kù)中都存在，一旦發(fā)生險(xiǎn)情，后果將不堪設(shè)想，因此，加強(qiáng)對(duì)我國(guó)小型病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工程建設(shè)刻不容緩。

2. 小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)探究

基于以上對(duì)小型水庫(kù)的病險(xiǎn)種類分析，經(jīng)研究分析，總結(jié)出對(duì)小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)方案。

2.1對(duì)壩體除險(xiǎn)加固的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（1）對(duì)壩頂?shù)脑O(shè)計(jì)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(jì)為原壩體的寬度。同時(shí)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(duì)緩坡進(jìn)行整治，對(duì)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(guò)反濾排水設(shè)計(jì)來(lái)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(guò)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(guò)混合砂礫過(guò)渡層、水平排水褥墊排向了下部的排水體，再通過(guò)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(duì)主壩的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。

（1）通過(guò)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(guò)在壩后地基上設(shè)計(jì)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(lái)。

（2）對(duì)壩殼進(jìn)行翻壓放坡。

壩殼翻壓底高程的長(zhǎng)度是由水下拋石的施工可行性并結(jié)合在遇到洪水時(shí)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(duì)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(kù)建成之后，水深和過(guò)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(kù)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(huì)導(dǎo)致庫(kù)水變得渾濁，細(xì)顆粒沉入庫(kù)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(duì)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(gè)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(duì)下游的壩腳進(jìn)行壓重可以非常有效地預(yù)防雨水對(duì)壩腳的沖刷，并且對(duì)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(duì)水庫(kù)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?yàn)橥馏w的沉降、脹縮或偶然滑坡、超載、滲漏造成的過(guò)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(guò)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(gè)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(duì)所建處的地質(zhì)條件沒(méi)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(duì)小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，除了要注重對(duì)壩體的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)和對(duì)主壩的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)以外，還要注重對(duì)副壩、溢洪道和輸水隧洞的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。此外，在對(duì)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(guó)的小型水庫(kù)的安全問(wèn)題才能得以保障。

3. 總結(jié)

綜上分析，了解到我國(guó)的大多數(shù)小型水庫(kù)都存在各種各樣的問(wèn)題，因此對(duì)我國(guó)的小型水庫(kù)采取相應(yīng)的除險(xiǎn)加固措施十分必要。但由于各類因素，如經(jīng)費(fèi)欠缺、水庫(kù)的管理落后、人們對(duì)水庫(kù)的安全意識(shí)淡薄以及相關(guān)的除險(xiǎn)加固技術(shù)還不成熟，導(dǎo)致我國(guó)的大多數(shù)病險(xiǎn)小型水庫(kù)的整修被拖延。這不僅嚴(yán)重制約了我國(guó)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)，還對(duì)我國(guó)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(xiǎn)水庫(kù)已經(jīng)成為我國(guó)大壩安全管理方面的最薄弱的環(huán)節(jié)，最近幾年來(lái)，國(guó)家也增加了對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)的投資以確保情況嚴(yán)重的病險(xiǎn)水庫(kù)得到整修，但小型病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固措施的好壞是取決于綜合加固措施，因此，對(duì)病險(xiǎn)庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)要結(jié)合當(dāng)前水庫(kù)的實(shí)際情況，采用合適的除險(xiǎn)加固技術(shù)并進(jìn)行精確的數(shù)值計(jì)算，才能確保水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工程順利完成。

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