中小型水库除险加固建设初探

□孙继光（河南水利建筑工程有限公司）

□张君慧（南阳市橡胶坝管理处）

□董志斌（河南水利建筑工程有限公司）

一、引言

我国现有约8.5万座水库，根据排查，有3万余座存在着不同程度病险或安全隐患，其中绝大多数为中小型水库。这些病险水库大多分布在农村，基本兴建于20世纪50年代到70年代，受当时施工水平的限制，大多水库建设质量不高，而在此后几十年的使用过程中，缺少必要的养护和修复。目前，这些水库陆续出现了不同程度的病险问题，许多水库已成为当地的安全隐患，严重影响到了当地人们正常生活和经济发展。鉴于这种现状，1998年以来，国家先后分几批对中小型病险水库进行了除险加固建设，截止到2007年底，仅中央直接投资已达到300多亿元，2009年以来，国家又连续下拨巨资在全国范围内对病险水库进行拉网式除险加固建设，力度空前。根据各地水库现状，主要对病险水库采取大坝加高、修复，水库扩建，防渗处理等技术措施。以达到提高水库工程质量、增强水库防洪能力的目的。

二、病险水库存在的问题

（一）年久失修，坝体及附属设施破损严重

坝体及附属设施破损严重属于水库的表象病险，这类水库病险主要表现在大坝局部存在塌陷、坑洞，坝体迎水坡护体脱落，背水面冲刷严重，此类病险水库如遇汛期蓄水，将存在很大安全隐患，一旦水头过高，坝前护体抗冲刷能力不够，坝体出险，将很难给予补救，所以，这类水库一般都不敢高水位蓄水，甚至有些水库常年处于死水位，担心一旦蓄水出现溃坝事故。诸如河南洛阳常陵水库、登封少林水库、新郑五虎赵水库等均存在这种问题，常年处在死水位，无法发挥水库的兴利效益。

（二）大坝渗漏严重，无法蓄水

这是水库的“内伤”，这类水库由于大坝防渗体破坏或坝基存在绕渗，常年难以蓄水，水库一直处于死水位，导致水库周边人民守着水库无水用，旱季需要用水时，无奈从死水位下抽水，待水抽干后，由于暴晒，坝底出现干裂，再次蓄水时则坝体容易垮坡，一旦遇到洪水，就更加危险。

（三）原设计防洪标准较低，安全系数不够

从大多数病险中小水库来看，大坝原设计防洪标准普遍较低，同时溢洪道最大泄洪能力与最大洪峰流量之比不高，从坝体结构来看，很多大坝坝顶宽度窄，下游坡度小，如河南义马常窑水库，坝顶宽度为2.5m，下游坝坡为1∶1.3，因其水库面积较小，要达到兴利库容主要靠抬高水位，从而使得水头压力增加，正常水位时坝前水头高度超过了35m，相对如此“单薄”的坝体，安全性确实令人担忧。

三、除险加固主要措施

对病险水库的除险加固措施应从几方面入手，一是从水库质量入手，从表象、内在分析水库存在质量隐患，针对隐患重点治理；二是分析水库所在区域的水文情况，对水库的防洪标准重新论证，参照论证结果对水库现有防洪能力进行评估，对达不到标准的水库进行大坝、溢洪道的综合改扩建，提高水库防洪能力。

（一）排除水库病险，提高水库工程质量

1.从病险水库存在的表征入手，查看水库存在的问题

损坏严重的主、副坝体，对坝前、坝后护体进行修复，防止大坝的冲刷，从而保护坝身。河南省目前进行的水库除险加固工程中，土石坝多是采用对坝前砌石进行翻修，重新铺设反滤层，堆石坝进行混凝土面板的加厚。背水坡做干砌石或混凝土网格梁内种植草皮等。

2.对存在渗漏的水库进行防渗治理，修复防渗体

治理水库的根本目的在于让水库能够蓄水，所以对水库的防渗治理是重中之重。从水库渗漏特征来看，主要有坝体渗漏，坝基渗漏和水库周边非坝体的库身渗漏。大部分北方平原水库存在库身渗漏的现象较少，所以防渗治理主要是针对坝体和坝基进行，从技术措施上当前主要采用的是垂直防渗，即直接对坝体做防渗墙或坝体灌浆，从而形成防渗墙体或防渗帷幕，从坝基一直到蓄水位以上整体设置，这既防止了坝体的渗漏同时也防止了坝基的绕渗。比如三门峡的陕县水库，它的防渗即采用靠上游坝顶位置沿轴线方向通过冲抓套井后回填防渗材料方式连接到基岩，防渗体左右与坝肩结合，形成一个整体幕墙，起到了很好的防渗效果。另外，帷幕灌浆也是形成有效防渗体的一个重要施工方法，沿防渗帷幕中心线钻孔后，通过加压劈裂岩层或渗透到土体形成连续的抗渗幕墙，从而取得防渗效果。

（二）综合治理，提高水库防洪能力

1.原大坝加高，增加水库蓄水能力

适当加高大坝有利于增加水库调蓄洪水能力，减小洪水对下游的影响。加高大坝需要先对原大坝的坝顶宽度及坝体的坡度进行计算，在稳定性允许的情况下进行加高，加高方式一是可采取直接在坝顶接高；二是对坝体加厚以后加高。前者施工相对简单，成本低，但需严格计算其安全性；后者安全系数高，但成本高，施工难度大，河南省内的水库如新郑老观寨水库即是采用的坝后覆土，先增加坝宽的施工方式。

2.改建溢洪设施，扩大溢洪能力

据了解河南一些水库，对溢洪道的治理普遍采用的是对已有溢洪道拓宽，原溢洪道堰顶高程不变，这样有利于增加下泄流量，提高水库的防洪标准。例如信阳石河沟水库、新郑五虎赵水库等都采用了这种方式。

3.综合实施，大坝与溢洪道同时改建

通过水库水文资料分析，一些水库防洪标准远远达不到当地防洪要求，这类水库可同时进行大坝加高和溢洪道拓宽，可以提高水库正常蓄水位，更大程度地提高了防洪标准，调洪能力也大幅度增强。此外在国内其他一些地区的水库也有采用大坝加高、拓宽溢洪道并降低堰顶高程或坝顶增高、将原敞开式溢洪道增设闸门等方案。这些方式都可有效提高水库防洪标准。

四、结语

通过国家实施强有力的病险水库除险加固措施，中小型水库的兴利地位将逐步恢复并提升，一系列除险加固措施的应用对这些病险水库将起到起死回生的作用，在水资源日益贫乏的今天，水库的功能恢复将对国家经济建设起到巨大的推动作用，为人们生活的安全稳定奠定了坚强的基石。