小型水库病险问题及除险加固的施工技术分析

栗 剑

（河北省秦皇岛市卢龙县引青灌区管理处，河北 卢龙 066400）

我国小型水库建设量较多，且分布极为广泛，坝型丰富，由于各地建设状况不同，其受到的影响亦有所不同。为保障小型水库的长久使用，很多行业研究者开始研讨与分析水库中存在的病险问题，并以此为基础制定个性化的除险加固技术，在解决相应病险问题的基础上，促进小型水库利用程度的再次加深。

1.小型水库病险问题

小型水库建筑主要涵盖为输水涵管、溢洪道、土石坝等，由于其建设标准低，且大多后期缺乏必要的维护管理，使得其在经过多年的运行之后，普遍存在安全管理、金属结构、渗流等方面的病险问题，以下进行细致论述：

1.1 水库建设标准低，不具备标准化的防洪能力

小型水库泄洪设施不完善以及防洪标准低，主要表现在以下三点：其一，很多小型水库建于上世纪六七十年代甚至更早，当时的防洪标准与当前有着较大的差异，虽然其在一定程度上满足了当时的防洪需求，但是对于当前规范要求来说仍不达标；其二，坝顶高程达不到现行规范要求；其三，泄洪设施仍处于不断完善阶段，出现了诸如泄洪设施不足、泄洪道宽度达不到使用要求、底高程超过正常状态的蓄水位，以及杂草丛生与淤泥等问题，使得水库的泄洪能力难以达到要求[1]。

1.2 水库大坝坝基、坝体渗漏，渗流措施不到位

水库大坝坝基、坝体渗漏，渗流措施不到位主要体现在以下三点：其一，水库坝体略显单薄，坝体内部填筑的建设材料难以满足使用要求，土坝渗透系数相对过高，施工质量低，压实过程未按要求进行造成压实度不足，下游坝脚未装设排水棱体或者其在长久的使用过程中已失效，以上问题都会造成水库出现较大的病险问题；其二，水库建设年代较为久远，当时未进行勘探或者勘探技术不过关，对岸坡与坝基的地质条件未能完全的把握。为彻底清基，也未进行一定的截渗措施。这造成在蓄水后库水通过透水裂隙、风化岩层、坝基冲积层等排出，造成坝肩、坝基渗漏；其三，水库下游坝坡出现流图，坝脚发生管涌，使得坝基、坝体渗透破坏。

1.3 大坝稳定性差以及结构未达到安全标准

小型水库大坝相比于大型大坝来说稳定性较差，结构不太安全，主要表现在以下两点：其一，受限于建筑规模，坝体淡薄且坝坡较陡；施工质量不过关，导致坝脚未装设排水棱体或排水棱体在长久的使用过程中失效，清理坝基时未彻底、完全，导致坝基有淤泥存在；此外还包括坝坡抗滑稳定性能难以满足要求，使得坝体出现塌陷、滑坡与裂缝；其二，上游坝坡为装设防护装置或者出现损坏、破损，导致坝坡受到雨水与库水风浪冲刷，造成坝坡出现护坡破坏、塌滑、水土流失等问题[2]。

1.4 溢洪道结构、渗流、泄流不安全

小型水库多应用的是敞开式溢洪道，在堰型方面多选择宽顶堰，受到当时经济因素的限制，在建设溢洪道时多会选择浆砌石结构衬砌保护，更甚未进行衬砌。其病害表现在以下六点：其一，部分水库未装设泄洪设施，使得水库难以满足泄洪需求；其二，泄洪道未进行衬砌导致杂草丛生，使得过流能力降低难以达到需求；其三，岸坡进口淤积、坍塌堵塞、过流断面偏小，难以满足泄洪需求；其四，泄洪道处于不断完善阶段，进口高程布置不合理或者其在正常水位之上，难以正常使用；其五，溢洪道未装设具体的防护措施，导致渗流不安全且渗漏严重；其六，衬砌结构在使用过程中遭到破坏，消能设施不健全，结构未达到安全标准。

1.5 输水建筑物结构不安全以及渗流

大部分小型水库输水建筑物多是坝下涵管，而这种涵管很多都是砼预制与浆砌石涵管结构，因为年久老化失修、基础沉降变形、施工质量差等原因，导致涵管出现断裂、老化开裂、洞身洞壁漏水等问题，对大坝本身的安全造成较大影响。小型水路本身的防水设施极为简陋，多见的是斜拉闸、梯级放水等，其特征为无维修条件、维修条件差、规模小等。就涵管闸门的水库，多年运行中缺乏必要的维护，其启闭设备、埋件、闸门已严重锈蚀老化，出现了漏水严重、止水失效、启闭困难等诸多问题，难以发挥出其具体的功能。

2.小型水库除险加固施工技术

2.1 针对防洪能力不足的加固措施

该项加固措施的原则是提升水库的泄洪能力，需把握以下四点：其一，提升溢洪道泄洪能力。在地形、地质、下游等各方面的条件满足的状况下，应按照水库的实施状况采取改扩建原泄洪设施方案，增加过流断面并建设与完善溢洪道；其二，增高大坝，坝顶高程不高于计算高程时，应综合考虑坝顶路面并进行改建，上游可装置防浪墙，控制其高度在1.2 m之内。而大坝欠高不大并对其经过安全论证之后，可在坝顶位置戴帽加高，控制其高度不超过2 m，而坝顶高程实际值低于计算值时，可选择加高坝坡；其三，实现溢洪道泄洪与加高大坝的有机结合与统一；其四，根据水库的实际状况，观测其是否装置泄洪设施，若是未装设而根据其地理位置需求应重新建设时，应在完成地形地质勘察以及经济、技术分析后制定细致的新建方案。泄洪量小的状况可通过防水设施的改建来提升泄洪量。大坝培厚加高应综合考虑大坝防渗、上下游坝坡稳定以及大坝上游施工水位等。当大坝库水位较低、下游地形条件难以达到建设需求、上游坝坡抗滑稳定不足时，可在上游位置进行培厚加高。而针对坝体渗漏以及库水位降低，可进行上游黏土斜墙培厚加高坝体[3]。

2.2 大坝坝基防渗与坝体渗透加固措施

针对该种病险，以“上堵下排”为基本的治理原理，上堵指的是在坝轴线上游做好对应的防渗措施，以此来提升坝体本身的抗渗性能。下排指的是在下游坝脚位置做好排水，避免土体颗粒在渗水时被带走，从而出现管涌破坏与流土状况。加固时把握以下四点：其一，轴线方向进行灌浆填充、灌浆劈裂，或者通过高压喷射的方式进行防渗墙灌浆，坝基基岩位置实施帷幕灌浆防渗；其二，坝体渗漏、坝前淤积时则选择在上游坝坡位置进行防渗土工膜铺设或者粘土斜墙填筑；其三，处理坝基渗漏，当透水层厚度与覆盖层较小，小型水库可放空时，可比较铺盖土工膜、黏土、截水槽等的水平铺盖，在不具备以上条件时则选择进行帷幕灌浆。当出现坝基绕坝渗漏、断层破碎带、清基不彻底时可选择水泥帷幕灌浆；其四，增设排水设施、下游反滤亦或者翻修改造时，由于水库坝体不高、规模较小，通常不选择混凝土防渗墙完成防渗，针对浆砌石坝坝基、坝体渗漏，可在坝顶位置对坝基、坝体位置水泥帷幕灌浆，或者在上游装设防渗面板。

2.3 大坝坝体加固

针对大坝坝体加固，应把握以下四点：其一，坝坡稳定性难以达到需求时，可结合地形、占地、建材、坝高、坝型等因素，并综合考虑上下游坝坡治理与大坝防渗等，在上下游坝脚进行放缓边坡、戗台培厚处理；其二，对于坝体沉陷与裂缝，可选择重新填筑亦或者灌浆填充；其三，对于上游未装置边坡或者损坏严重的状况，应明确其范围以及护坡型式，上游坝坡可选择干砌块石、浆砌石、混凝 土护坡现浇等，下游可选择块石护坡、框格草皮护坡、草皮护坡；其四，坝顶路面结构除特殊要求需应用混凝土外，通常选择泥结碎石建设路面[4]。

2.4 溢洪道安全加固

针对溢洪道中存在的系列病险问题，应把握以下四点：其一，过流能力难以满足实际需求的溢洪道，应按照其实际状况进行拓宽；其二，论述其必要性与可行性后，对过流面裸露出来的溢洪道，通过清淤衬砌实施保护，衬砌多选择浆砌石结构与混凝土现浇的形式进行；其三，结构布置优化，避免消能段与陡槽段有弯道出现，避免溢洪道在位置较差的地质条件地段出现；其四，综合考虑水库的长远运行，进行溢洪道的重新布置。

2.5 输水建筑物除险加固

小型水库坝下涵管建设不合格会使得土坝本身存在较大的安全隐患，应结合地质条件、坝高、涵管现状进行稳定的加固，其具体措施需把握以下三点：其一，就坝下涵管不均匀沉陷、穿孔、断裂、裂缝等问题，需对其具体状况进行细致观察并进行论证，对于需废除且涵管较小的可应用该种解决方式：若是坝体不高，可选择重建，若是坝体过高，其坝肩两岸山体有着较好的地质条件，可进行输水隧洞的新建并进行坝下涵洞的封堵，而若是其各方面的地质条件不高，则可采取顶管法，在坝肩与坝体位置建设放水涵管；其二，若是坝下涵管足够施工工人进入，且其运行状况较为良好时，可选择在管外壁位置实施防渗灌浆 ，其后在内套钢管，原涵管与钢管可用水泥砂浆或者细石砼填筑加固；其三，防水控制可选择放水塔、梯级放水或者其他加固措施[5]。

3.结语

实现小型水库病险问题及除险加固的施工技术分析，利于解决水库中的各项问题以及潜在隐患，避免问题发生时经济损失的进一步扩大，从而有效提升水库运行的经济效益与社会效益，这对于水库的长远发展有着积极的意义。这需要相关负责人员根据水库的建设状况、运行状况以及发展需求等深度挖掘其存在的病险问题，并积极应用当前的技术手段实现问题的解决，并进一步丰富小型水库的功能，使其为社会水资源的应用提供更好的职能性服务。