李 旭 李 軍

淺析小型水庫除險的加固設(shè)計分析

李 旭 李 軍

（綿陽市水利規(guī)劃設(shè)計研究院 四川綿陽 621000）

小型水庫對我國的農(nóng)田灌溉來說是主要的水源支撐，滿足了大部分農(nóng)業(yè)區(qū)域?qū)Ψ€(wěn)定水源的需求。然而，我國的小型水庫建造時間都相對較早，受到當(dāng)時設(shè)計、技術(shù)及施工條件的限制，目前很多小型水庫處于病險狀態(tài)，亟待除險加固。

小型水庫；設(shè)計；施工；除險加固

作為農(nóng)業(yè)大國，對水資源的依賴是眾所周知的，小型水庫的存在對整個國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。我國大部分的小型水庫修建于上個世紀(jì)六七十年代，由于修建時間久遠(yuǎn)，又位于我國地震帶區(qū)域，受多次地震的影響，存在著很多的安全隱患[1]，經(jīng)過多次的除險加固，如今才得以正常運(yùn)行。所以，對于小型病險水庫的除險和加固工作刻不容緩。本文以根據(jù)綿陽市梓潼縣相關(guān)水庫的除險加固工作展開分析，探討小型病險水庫除險加固問題及解決措施，希望有助于小型水庫除險加固工作的順利進(jìn)行。

1 小型水庫除險加固的原則及考慮因素

小型水庫在歷經(jīng)數(shù)年運(yùn)行工作后除險加固過程中要考慮和注意的事項是必不可少的，需要遵循一定的原則和依據(jù)進(jìn)行設(shè)計、施工，以便達(dá)到最優(yōu)除險效果。

在小型水庫除險加固工作進(jìn)行時，需要根據(jù)國家水利工程建設(shè)管理部門的相關(guān)要求和規(guī)范，提前對水庫的安全性進(jìn)行鑒定，依照水庫安全鑒定結(jié)論進(jìn)行除險加固設(shè)計。小型水庫的所在位置的不同的氣候和位置對水庫的運(yùn)行影響在除險加固的設(shè)計中也應(yīng)考慮在內(nèi)[1]。此外，小型水庫的除險加固設(shè)計要遵循施工安全方便、經(jīng)濟(jì)、高質(zhì)、高效的原則。

2 小型水庫實際除險加固案例情況

大安水庫位于梓潼縣自強(qiáng)鎮(zhèn)星光村境內(nèi)，距自強(qiáng)鎮(zhèn)6km，離梓潼縣城18km。大壩建在涪江二級支流“墳林嘴”口上，壩址以上流域面積1.78km2。大安水庫大壩于1976年冬動工興建，1977年8月完工投入運(yùn)行。為一座高17.2m，壩頂寬4m，長190m的均質(zhì)土壩。總庫容112.2萬m3，正常庫容88.5萬m3，死庫容19.7萬m3，設(shè)計灌溉面積3630畝，實際灌溉面積1668畝，工程下游有302省道，6km處有自強(qiáng)場鎮(zhèn)，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖的?。ㄒ唬┬退畮臁Ｋ畮鞓屑~由大壩、溢洪道、放水設(shè)備組成。在“5.12”地震中，大安水庫樞紐工程主要出現(xiàn)壩體裂縫，根據(jù)水利部綿陽震損水庫核查統(tǒng)計表，大安水庫被核定為高危險情的水庫。對壩體裂縫主要采取開挖、回填、塑料薄膜覆蓋，對回填部位進(jìn)行夯實，采用一布一膜進(jìn)行覆蓋、封閉，膜上覆蓋20cm土并壓實。

隨后針對水庫樞紐進(jìn)行安全出險加固，發(fā)現(xiàn)水庫主要存在的問題是防洪標(biāo)準(zhǔn)不夠、壩基、兩壩肩及岸坡滲漏等問題。

3 小型水庫除險加固工程存在的問題

3.1 樞紐除險加固項目多

梓潼縣小型水庫主要為均質(zhì)土壩，修建于上世紀(jì)六七十年代，屬于“三邊”工程，工程無設(shè)計，施工質(zhì)量參差不齊、防洪設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低；溢洪道泄流能力不足結(jié)構(gòu)未襯砌；放水設(shè)施運(yùn)年年代久遠(yuǎn)，滲漏破壞嚴(yán)重；壩基礎(chǔ)和壩肩基礎(chǔ)清理較差、壩體填筑不密實，導(dǎo)致基礎(chǔ)和壩體出線集中滲漏、散浸現(xiàn)象。因此小型水庫除險加固主要對壩體、溢洪道、放水設(shè)施等工程進(jìn)行除險加固。

3.2 施工困難

小型水庫建設(shè)多在農(nóng)村地區(qū)，水庫管理人員相對缺乏，水庫基礎(chǔ)資料缺乏、對外交通不便，加大了除險加固工程的難度。

3.3 時間緊迫

小型水庫作為當(dāng)?shù)胤€(wěn)定的灌溉來源，也承擔(dān)著一些地區(qū)的防汛任務(wù)，要盡量避免水庫除險加固工程影響水庫的正常灌溉用水要求，也就意味著要在盡可能短的時間內(nèi)完成除險加固工作，加之水庫建設(shè)時間久遠(yuǎn)，水庫病險程度較重，且目前受地震周期活動平凡，極端天氣的影響，急切需要對病險水庫進(jìn)行加固，解除安全隱患。

4 小型水庫除險加固方法

4.1 解決資金

在“5.12”地震后，綿陽地區(qū)的水庫震后除險加固主要是利用各級財政資金，有利于水庫加快除險加固的快速實施；其他地區(qū)根據(jù)目前中央的相關(guān)政策，水庫除險加固主要是利用各級財政資金，確保了小型水庫除險加固的順利進(jìn)行，解決了資金籌措的問題。

4.2 勘測分析

小型水庫建設(shè)時間久遠(yuǎn)，在除險加固工程進(jìn)行之前，需要對病險水庫所處地的地形、地質(zhì)條件、水文條件、周圍環(huán)境及安全隱患問題進(jìn)行詳細(xì)勘察，結(jié)合水庫的安全鑒定報告參考后，再進(jìn)行設(shè)計。此外，需要對病險水庫的洪水調(diào)節(jié)能力、原有水文資料以及除險加固后人文活動進(jìn)行結(jié)合及參考，以便為除險加固設(shè)計提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持[1]，使除險加固達(dá)到預(yù)期質(zhì)量和效果。

4.3 加固設(shè)計、施工

小型水庫的除險加固工程根據(jù)水庫的實際情況不同而設(shè)計、施工不同，具體包含以下幾方面的加固措施：

4.3.1 壩體加固

均質(zhì)土壩壩體加固主要以壩體灌注黏土漿加固為主要措施，運(yùn)用較為廣泛，其工藝分為充填式及劈裂式兩種，前者是指自重灌漿，后者則是劈開壩體后利用灌漿壓力進(jìn)行操作。這兩種灌漿工藝效果顯著，是我國土石壩建筑除險加固的主要內(nèi)容[2]。

4.3.2壩體護(hù)坡加固

壩坡滑動是土石壩建筑的小型水庫的常見病險，由于原施工壩體坡度陡峭、迎水面壩體長期受到風(fēng)浪淘蝕、動物的破壞以及其他作用力的不良影響，壩坡抗滑穩(wěn)定不滿足要求，上游壩面出現(xiàn)滑坡等現(xiàn)象。

壩坡加固主要有以下幾方面內(nèi)容：①采用上游面拋石固腳的方法加固壩體上游壩坡②上游面設(shè)置防浪護(hù)面材料，處理好自然環(huán)境等造成的坡體裂縫③采用“上削下培”方法，放緩坡度，提高壩體抗滑能力，防止壩體滑坡[2]。

4.3.3提高壩體與壩基密實度

壩體建筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或者壩基處理不當(dāng)，都可能導(dǎo)致壩體與壩基的密實度降低，致使小型水庫工程質(zhì)量偏低，造成安全隱患。提高壩體和壩基密實度成為小型水庫除險加固的重要手段之一?？梢圆扇∩顚訑嚢璺ǖ仍黾訅误w與壩基密實度 [1]。

4.3.4 溢洪道、輸水涵道加固

溢洪道、輸水涵道加固有利于改善小型水庫的輸水能力、泄洪能力，提高運(yùn)行效率，避免病險災(zāi)害。在對輸水涵道加固的工程中，包含壩下涵管以及水庫輸水涵洞[3]，以確保小型水庫安全隱患的消除，提高運(yùn)行安全性。

5 小型水庫除險加固設(shè)計中常見問題和避免措施

5.1 泄洪道泄洪能力的計算

由于常年的運(yùn)行使用，水流對泄洪道的沖擊作用等早已使得泄洪道不再是標(biāo)準(zhǔn)的幾何形狀，我們按照標(biāo)準(zhǔn)的幾何形狀計算出來的泄洪能力往往是不夠準(zhǔn)確的，這就需要對泄洪道的水流情況進(jìn)行分析，是否滿足規(guī)范要求，計算溢洪道泄流能力、溢洪道水面線和消能設(shè)施的計算，對溢洪道進(jìn)行全面除險加固 [4]。

5.2 防滲漏和滲透破壞的疏忽

一些在小型水庫的除險加固工程的防滲透設(shè)計中，往往忽略了壩體與兩端山體之間接觸部分的防滲透功能，所以很多水庫出現(xiàn)壩體無恙，接觸部分滲透問題頻繁的情況。對壩體和建筑物銜接部位和壩肩等重要部位需要進(jìn)行重點設(shè)計，如在溢洪道砼邊墻和土壩銜接部位設(shè)置刺墻等。對壩肩滲漏進(jìn)行灌漿處理等方法解決滲漏問題。

5.3 灌漿加固忽視鉆孔

不同結(jié)構(gòu)及建筑材質(zhì)的水庫除險加固灌漿工藝也不盡相同，要結(jié)合實際情況安全灌漿。在整個灌漿工藝中，鉆孔是一個看似簡單卻影響重大的技術(shù)手段。鉆孔前應(yīng)對鉆孔位置、鉆孔沖洗、數(shù)據(jù)等進(jìn)行詳細(xì)的記錄和分析，并由施工監(jiān)理部門進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)和工藝復(fù)查[3]，避免因小的失誤造成整個除險加固工程的失敗。

5.4設(shè)計方案的合理性復(fù)查

目前很多小型水庫除險加固的方案設(shè)計完畢后缺少對設(shè)計方案的合理性理論認(rèn)證[4]，從而出現(xiàn)在施工過程中問題不斷的現(xiàn)象，影響除險加固工程的進(jìn)行，甚至導(dǎo)致除險加固工程失敗。因此，在除險加固工程施工之前，對除險加固設(shè)計方案的復(fù)查、相關(guān)參數(shù)認(rèn)真校核也是十分必要的。

6 結(jié)語

小型水庫的除險加固設(shè)計對除險加固工程起著主導(dǎo)作用，不可忽視。針對目前小型水庫的病險狀態(tài)，應(yīng)深度結(jié)合小型水庫的實際情況，利用現(xiàn)代化的設(shè)計理念和思路，尋求現(xiàn)代化的工業(yè)技術(shù)輔助，有效的提高小型水庫的安全性及運(yùn)行效率，使其更好地服務(wù)于我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，更好地推動我國水利建設(shè)行業(yè)的發(fā)展。

[1] 陳建,楊祖欣,鄭英.小型水庫除險加固工程中的若干問題[J].中國水運(yùn),2009,(10).

[2] 楊靜,王寧,王黎明.淄博市百座小水庫除險加固工程設(shè)計中存在的問題及對策[J].中國水利,2012(10).

[3] 王工濤.關(guān)于小型水庫除險加固設(shè)計的探討[J].科技展望,2015,07:81.

[4] 程守金,徐勤學(xué).小型水庫除險加固工程地質(zhì)勘察幾點探討[J].中國水運(yùn),2011(2).

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