小型水库常见病险及除险加固技术探讨

刘子铭

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司， 新疆 乌鲁木齐 830000）

0 前言

水利水电是我国的基础工程建设，其中小型水库在我国各地的农田灌溉、发电、养殖等领域都起到非常重要的协助作用，各地区也都广泛建设小型水库以助力当地生产生活。很多小型水库都建造于上世纪五十年代至七十年代，由于当时的设计水平、施工技术、建造标准比较低，再加上运营维护不到位，年久失修，使得水库使用至今出现了各种病险危害，对水库的安全使用产生了极大的不利影响，随着我们经济、技术的不断发展，我们对小型水库进行加固整改，分析大坝、溢洪道、输水涵管的常见问题，逐一排除险情，提高水库的稳定性，延长水库的使用寿命。

1 小型水库常见病险及其成因

水库的病险如果不及时排除，很容易进而扩大对水库构筑物的破坏，发生溃坝决堤的事故，以下是小型水库常见的一些病险：

1.1 防洪能力低

修建小型水库的功能有两个，一个是提高水力资源的利用效率服务当地生产生活，另一个是防洪功能，但是由于小型水库大多数建造较早，对于水库的防洪设计标准要求过低，例如坝顶高程设计不够，无法满足挡水的需要会造成洪水漫顶致使溃坝事故；另外一些水库没有建设配套的泄洪设施，或者泄洪设施不够完善，比如溢洪道截面尺寸不足，渠道内多淤积未清造成过流能力下降等。

1.2 抗震能力差

小型水库的抗震能力也是水库建设质量的一个鉴定标准，在小型水库病险分析中可知有许多病害问题都是因为抗震能力差而引起的，震动会导致水库坝体出现裂缝、滑塌、变形、沉陷等问题，影响水库基础的稳定性。

1.3 坝体结构不稳定

主要表现在坝体抗滑稳定性差，坝坡出现变形、塌陷、滑坡的现象。影响因素主要是坡偏陡峭再加上浸润线较高导致大坝不稳；施工质量导致的坝体局部应力超出坝体材料允许的强度，造成坝体裂缝。

1.4 坝体渗漏

渗漏是水库大坝常见的病害问题，渗漏常见于坝基、坝肩、坝体等部位，主要成因有大坝地基清基不够彻底，大坝地基岩石裂隙比较发育；坝体填筑材料选择不合适或者质量差，压实度、渗透性不能满足规范的需要；坝肩、坝体裂缝；未做防渗措施或者防渗处理不到位等等。

1.5 建筑物老化

因为运行时间较长，水工建筑物、管道等结构老化，机电设备陈旧，进而出现垮塌、淤堵、损毁、断裂、漏水等一系列问题，严重影响水库安全，为可能发生的险情埋下隐患。

1.6 管理缺失

小型水库配备的管理人员不足，水库管理对平时运行多有注重，但是对水库的维护与日常监测工作不够重视，没有及时对水库的水位、雨量做定期监测，对水情预报、大坝观测工作的缺失，水库调度规程不够明确，发现病害没有及时补救加固等，这跟小型水库工作人员素质不高，经费不足，管理不细有一定的关系。

2 小型水库除险加固技术分析

2.1 加强大坝防渗措施

灌浆是小型水库常会采用的防渗加固技术，主要有以下四种：

填充式灌浆：当坝体存在蚂蚁穴、空洞、局部裂缝的时候，可以采用填充灌浆将浆液引入坝体之中，通过浆液自身的重力由上而下的进行孔洞的堵塞、密实，形成单一的封闭整体，以达到加固的作用。

劈裂式灌浆：对于那些质量较差的土坝加固，会优先选择用劈裂灌浆的方式处理，沿坝轴线竖向布置钻孔，向孔内压注浆液，形成一道或者多道连续的泥墙，并且随着浆液的灌注，泥墙两侧的土体密度也会随之加大，提高了坝体强度。劈裂灌浆技术投入少操作简单见效快，但是对施工工艺要求较高，需要施工人员具有一定的技术水平以保证灌浆质量。

帷幕灌浆：通过压力装置设备将一定材料配比的浆液灌注与地层或者裂隙内，使浆液扩散、胶结、固化，增强地层岩基的完整性和结构密度，形成地下的挡水帷幕，以提高地基的渗透稳定性，帷幕灌浆技术的成本不高，且施工工艺简单，因此常被推广用于小型水库的防渗加固工程中。

高压喷射灌浆：有旋喷、摆喷、定喷三种方式，通过钻机打孔，将带有喷头的灌浆管输送至土层内的预定位置，以高压泵将配置好的浆液从喷嘴中高速压射出来，借力切削、冲击土层，破坏土层原结构，使浆液与土粒混合凝结，固化形成新的凝结体，以加强土体的承载能力。高压喷射灌浆技术应用与软土地基十分广泛，无论是黏质土还是砂质土都可以应用，施工条件限制少，质量可靠，但是灌浆的成本较高，对施工工艺也有一定的要求。

2.2 加强坝体结构的稳定性

小型水库多建设为土石坝，对土石坝的加固措施主要是加强其结构的稳定性与牢固性，提高坝体强度。在加固前需要对大坝滑坡原因进行勘探与分析，找出影响因素，并确定加固技术。土石坝的滑坡加固技术一般为：如边坡过陡，坝体的抗剪能力偏弱，对下游坝坡不能满足抗滑要求的，遵循上卸荷、下加载的原则，可采取削坡平整的办法，将全部的滑动土体或者滑动土体下部被挤压隆出的部分挖除，计算安全削坡坡度并及时修复，或者可采用坝坡下部培厚放缓、增大坝体断面的方法，从而提高坝坡的稳固性；如土石坝上游坝坡不能满足抗滑需要，通常采用下部抛石放缓、上部采用块石护坡或者混凝土板护坡的方式来进行加固；如果在坝体内部发现软弱土层，则可以将软弱土层挖除并回填强度足够的其他材料，且需要夯实牢靠，如果软弱土层分布较广不易全部清除则可以清除坝脚部分，并挖沟排水，在坝脚以砂石堆料或浆砌石做压重固脚，提高坝体抗滑能力。

2.3 对溢洪道的整改加固

对于溢洪道过流量设计不足的，如果地形、地质的条件允许，对于开挖量不大的水库溢洪道可以进行拓宽、加深处理，降低溢洪道的堰顶高程，提高防洪的标准；如技术十分落后的溢洪道可以进行拆除处理，并增建新的溢洪道，避开不良地质建设溢洪道，要注意设计时避免在陡槽段和消能段出现弯道，对溢洪道进行衬砌保护，采用现浇混凝土或者浆砌条石围建边墙，对于底板可用混凝土或钢筋混凝土做防冲保护，注意定期清淤。

2.4 对输水涵管的加固

输水涵管使用年限过久容易造成基础沉降、管道老化，发生管道变形裂缝，漏水现象，并且因各地水库建造时涵管结构差异大，用料不一，对涵管加固要根据实地工程进行技术选择，如在涵管与坝体材料之间发生漏水，则可以采用灌浆、增加截水环、加强内部衬护的方式进行加固，如漏水发生在涵管自身的薄弱部分，则可以采用套管、土工膜局部防护进行堵漏防护，无法修复的需要开挖重建。

2.5 加强对水库的监管维护

日常管理以及后期维护工作同样重要，首先要完善管理制度，责权分明，责任到人，管理有序；其次加大对水库的基础资金投入，更新设备，更换老旧部件，确保不因小问题而造成大事故；第三要引入先进的监测设备，对水库运行进行实时监察，及时发现水库病害并加以处理，消除安全隐患。

3 结语

小型水库也是我们水利工程建设的重要组成部分，对老旧小型水库进行除险加固工作能有效提高水库的运行效率，能更好地为本地人民服务，促进本地社会建设、经济发展；对于小型水库的管理也要加强力度，提高管理人员的责任意识和风险防范意识，提高水库的安全性和稳定性。