我国小型病险水库病害特点及除险加固技术

汤贵仁

（山丹县霍城河水利管理处，甘肃 张掖734100）

1 引言

我国小型水库分布范围较广，数量众多，在农业灌溉、防洪抗洪等方面发挥着重要的作用。如今受种种因素的影响，小型水库存在较多的病害问题，因此，有必要对其病害特点以及除险加固技术进行探讨分析，使其功能作用得以充分发挥。

2 我国小型病险水库的特点

当前，我国小型病险水库的特点包括：

1）防洪能力有待提升：首先，很多小型病险水库已运行多年，原有的水库防洪设计已难以满足相关规范的要求；其次，随着近几年全球变暖，尤其是降雨量显著增加，原来的坝顶高程难以满足当下的防洪需要；最后，水库泄洪道相关设施不够完善，断面尺寸较小，引发渠道淤积问题，严重影响了水库防洪泄洪能力。

2）存在严重的渗漏问题。在水库的实际运行中，由于种种因素的影响，导致水库自身结构将受到一定的影响，例如，在西北高寒地区，昼夜温差较大，水库坝体结构容易损坏，出现了渗流问题。

3）水库整体结构安全性不足。对于小型病险水库，由于种种病害的影响，导致自身结构安全存在一些问题。比如，小型水库的坝体由于坝坡过于陡峭，下游坝体有较高的浸润线，导致坝体不稳定问题加重；在水坝基础部分，分布有高含水量的淤泥层，从而对坝坡抗滑稳定性能造成严重的影响；受坝体填土固结沉降作用影响，致使坝体出现严重的变形，从而很容易在外界因素的干扰下引发裂缝、坍塌、滑坡等安全问题[1]。

又如，针对小型水库溢洪道，其结构设计均为敞开式，同时，采用浆砌结构，实际保护性能也比较差。在具体病害表现上，主要呈现以下特点：（1）在水流常年的冲刷作用下，衬砌结构被严重破坏，严重影响了设施的消能功能；（2）部分渠道没有进行衬砌，生长出较多杂草，在雨季来临时，受杂草阻挡的影响，严重削弱了渠道过流能力；（3）溢洪道进出口堆积较多污泥，在污泥的影响下，过流面不断缩小，容易引发各种安全问题。

再如，水库输水涵管结构主要应用于农业灌溉，但是，很多涵管结构已使用多年，老化失修，导致涵管表面出现较多裂缝，漏水较为严重，对农业正常灌溉造成严重的影响。

4）抗震性能较弱。部分小型病险水库在初次进行设计时，出于成本考虑，没有做好抗震设计，抗震设施较为简陋。

3 我国小型病险水库的病害原因分析

导致我国小型病险水库出现病害的原因主要包括：

1）在勘察设计方面，受限于当时的技术和经济条件等因素，没有做好水文地质条件的勘察工作，缺乏对地质情况的全面了解，虽然进行了防渗设施的铺设，但是，由于防渗设施的长度或厚度不足，在水库的后续运行中，很容易由于渗水压力的影响，导致水库坝体出现渗漏问题。

2）在小型病险水库除险加固施工过程中，造成水库出现病害的原因主要表现为以下几点：（1）施工材料不达标，不利于施工质量的提升，土料含水量较大，碾压施工不满足设计要求，导致水库后续运行过程中过早出现了病害问题；（2）缺乏全面的施工管理，施工人员取土较为随意，导致水库天然地质防护遭受破坏而失去防渗作用；（3）在施工过程中，填土不够均匀，严重影响了坝体的压实效果，坝体内部存在漏压的虚土层，在水库的后续使用中，容易在虚土层中出现集中渗流问题。

3）外界各种不良因素的影响。比如，高寒地区昼夜温差大，坝体结构材料内部均含有一定的自由水，容易结冰造成体积膨胀，从而对结构内部造成破坏，引发各种病害问题；又如，很多小型病害水库还会受到白蚁的侵害，在汛期，洪水会顺着白蚁巢穴侵入坝体内部，在渗流压力的作用下，导致水库结构遭受严重的破坏影响，引发各种病害问题。

4 我国小型病险水库除险加固技术分析

4.1 沥青混凝土防渗加固技术

沥青混凝土防渗加固技术主要应用于水库渠道防渗加固，该防渗加固技术以沥青为胶结剂，并与混凝土骨料（如碎石、砂等）混和在一起，经过加热、压实，形成稳定性较强的防渗材料。这种防渗材料有诸多优点，如渗漏损失较小，耐久性、抗碱类腐蚀能力强，防渗有效期限可达30 年。不仅如此，在完成沥青混凝土防渗加固后，得益于材料本身的柔性和黏附性，加固的泄洪渠道有一定的自我愈合能力，适合应用于小型病险水库除险加固[2]。更为重要的是，该防渗加固技术具有良好的冻胀变形适应性，即使在-27 ℃的低温下，仍具备一定的柔性，有非常强大的抗冻能力，并且本身容易修补，因此，适合高寒地区的水库加固。但这一防渗加固技术也有一定的局限性，如沥青材料源不足，施工工艺较为复杂，并且实际要求较高等，在实际应用时，需要综合考虑，谨慎选择。

4.2 防洪安全加固技术

应用防洪安全加固技术时，主要目的是进一步提高水库的泄洪能力，减少洪水对水库的冲击影响，可从以下几方面着手：（1）不断增加坝高，若水库大坝实际高程难以满足当下的防洪需要，可结合坝顶路面做好相应的加固改造措施。具体来说，在坝体上游侧，可以加设混凝土防浪墙，墙体高度控制在1.2m 以内；若大坝欠高比较小，但坝体本身足有安全，经过缜密的计算论证，可采取加固坝顶方式，一般加高高度控制在2～3m。若坝顶实际高程比较低，与计算高程有着较大的差距，可以选择加高坝坡，并提升坝坡的厚度。（2）促使水库溢洪道泄洪能力得到显著的提升[3]。在实际实施过程中，可充分结合实际，通过增大溢洪道过流断面，完善溢洪道相关设施，做好溢洪道加固等，有效提升溢洪道泄洪能力。（3）将上述2 种技术措施联合在一起。可选择在大坝上、下游，做好坝体培厚加高措施。若大坝上游坝坡抗滑稳定不足，并且受下游地形条件限制，水库水位较低时，可选择在坝体上游，做培厚加高措施；大坝上游坝坡抗滑稳定不足，但下游实际地形条件相对有利，水库有着较高的水位时，可选择在下游坝体位置处，做好培厚加高措施。若坝体渗漏问题比较严重，可选择在坝体上游，建设黏土斜墙，有效培厚加固加高坝体，有效解决坝体渗漏问题。

4.3 结构安全加固技术

针对土石坝结构，进行加固时，可采取以下措施：（1）针对坝体出现的裂缝，可选择黏土充填灌浆技术；（2）若坝体抗滑稳定不足，在坝体坡脚选择干砌石加固技术进行加固稳定；（3）部分小型水库由于年久失修，导致上下游护坡存在破损严重的问题，加强对水库护坡的改造。在坝体上游，可选择现浇混凝土技术进行护坡改造。坝体下游的护坡，可选择块石护坡施工技术进行改造。针对溢洪道结构加固，一方面要在原本的基础上进行扩宽处理，另一方面还应加强溢洪道的清淤工作，做好结构的优化布置，避免经过地质不良的地段。此外，针对溢洪道结构破损部位，需要加强修复。针对输水涵管结构，一方面，针对现有的涵管加强修复，提升涵管输水能力；另一方面，对破损较为严重的涵管重新进行更换，降低涵管渗漏问题。

5 结语

综上所述，当下很多小型病害水库存在渗漏严重、防洪薄弱等一系列病害问题，不仅不利于水库的安全稳定运行，还严重限制了其在农业灌溉与防洪抗洪方面的作用。因此，要提高对小型水库除险加固的重视程度，采取针对性的除险加固措施，有效保护小型水库安全稳定运行。