中小型水库除险加固措施研究及运行管理分析

摘 要：从病险水库加固的主要措施和后期运行管护两个方面进行研究，结合水库病险加固工程常见问题，提出相应的处理措施，通过坝体防渗与输水建筑物进水口设计等措施，优化病险水库加固成效，经由循环管理机制与生命周期技术、拓宽资金来源、构建安全检测中心等运行管理举措，促使病险水库加固项目得以顺利开展，为水库功能的运作给予保障。

关键词：病险水库;除险加固;方法措施;施工技术

中图分类号：TV697                                  文献标识码：A                                   文章编号：2096-6903（2022）07-0026-03

0 引言

为了保障人们的正常的生活和生产，应该加强对水库的重视，水库可以为我国人民提供水源，还具有防洪的作用，但在水库的运行中，还会有一定的病害，影响人们的生产生活，降低经济效益的获取，因此，应该加强对病险水库除险加固施工的研究。

1 水库病险加固工程中存在的问题

1.1 前期工作深度不够

湖南省自2008年以来大规模开展小型水库除险加固，由于工程项目多、任务紧，加之初期工程实践经验缺乏，水库除险加固项目普遍存在批量生产、闭门造车等现象，对水库的安全运行埋下了安全隐患。

1.2 除险加固措施不科学

很多的水库管理人员没有掌握水库的除险加固技术，导致部分水库的除险加固技术是不科学的，其过于盲目地进行整治，不但耗费了人力和物力，而且还无法达到预期的效果，导致资源的浪费。部分水库的除险加固手段方式还存在保守的问题，没有发挥除险加固的作用，造成了资金的浪费，影响水库的防治效果。因此，应该提升水库的除险加固技术，提升水库的安全性，增加水库的除险加固效果。

1.3 后期运行管理较为滞后

目前，我国水库的管理体制还存在较为僵化的问题，缺少灵活性，存在的人员较多，水库的工作效率没有达到理想效果[1]。在水库的管理体制中，其内部的结构较为混乱，没有清晰落实责任，实际的管理机制有待完善，经济方面也没有独立的管理机制。在很多的小型水库中，其管理人员并没有专业的管理知识和专业技能，没有学习和发展精神。水库的工作人员也存在综合素质不高的情况，其缺乏专业的知识和技能，难以更好地完成水库管理的工作，影响水库的安全运行。

2 病险水库加固施工的主要措施

邵阳市是一个水利大市，拥有各类水库1252座，其中大型水库3座，中型水库36座，小一型水库229座，小二型水库984座，其中主要为土坝。根据近些年的除险加固实例，土坝存在的普遍问题包括均以下几种类型：滑坡、沉陷、腐蚀、裂缝、渗漏、垮塌以及白蚁病害等，造成以上危害的原因是大坝的料质量差，或者是由于碾压工作没有做好上下游的坡度比例设计不合理等因素。另外，水库的输水建筑普遍存在渗漏、坍塌，无法正常取水等问题。本次以坝体防渗及输水建筑物处理措施进行分析。

2.1 坝体防渗措施

冲抓套井回填是一种垂直防渗技术，在实际应用时，需要先行在原有坝体内新建井口，而后在冲抓锥辅助下完成建井任务。在建井后，需要保证坝体具有多个孔位，而后在井内使用25 cm的黏土予以充填，随着夯实工艺的应用，即可提升土层紧固度，自此达到深度防渗目的。与此同时，在此项技术助力下，还能抑制坝体渗流，确保在防渗处理后，可以增强原有坝体的抗渗性。此方法具有施工简便、成本较低、适应软土地基沉降变形能力强、坝体防渗效果较好等优点，适用于中、小型均质土坝、心墙坝的防渗加固处理。

特种粘土固化浆液是由粘土固化剂、粘土、水泥和水按一定比例混合组成的浆液。粘土水泥浆中加入一定量的特种粘土固化剂，固化剂中的无机盐与水泥反应生成胶凝体充填在空隙中，能有效的堵塞渗流通道，从而降低渗透系数，且能一次性解决坝体、坝基的防渗加固问题。与传统水泥粘土浆液相比，粘土固化剂在实际使用过程中，能够符合节能要求，整体所用水泥量偏少，而且也不易产生水污染。同时，此类材料的适应性较强，并不需要选用特定材料，可秉承着就近取材的原则减少运输成本。

在防渗加固处理中，也可以采用高壓旋喷工艺，利用钻孔灌浆来提升坝体防渗性能。首先，施工人员可以在钻孔作业中确定好需要加固的部位，其次在孔位处安装钻杆设施，摆放好喷嘴，利用高压喷浆方式把混凝土浆料喷射在坝体上。此时能够对坝体上破损的位置进行修补，建立新的防渗层。在浆料自然凝固之后，墙体的防渗性能相较之前会有明显的提升。高压旋喷工艺具有施工速度快、施工条件要求低、耐久性良好的特点，在坝体的防渗加固工作中使用频率较高。

在大量的小型水库除险加固实践中，又陆续出现了多种防渗方式，且在这个过程中不断得到完善，例如内坡铺设土工膜加盖粘土防渗，在部分工程中发现土工膜容易被损坏，后来在土工膜上浇筑混凝土，同时完善坝体下游侧的排水设施，对小型水库坝体渗漏处理效果较好。

2.2 输水建筑物处理措施

大部分土坝原来采用的是坝下埋管方式放水，其普遍存在洞壁渗漏、坍塌、放水孔不易控制等问题，输水建筑物不能正常放水，水库的效益就得不到充分发挥，因此输水建筑物的改造在水库除险加固中至关重要。

坝下涵管改造普遍采用的方案包括封堵新建及开挖重建。开挖重建方案对于坝体填筑部分的要求比较高，否则将对坝体的安全运行造成严重隐患。因此当水库两岸有较好地质条件山体时，对坝下涵管经常采取封堵处理后新开隧洞，隧洞进水口通常采用的形式主要包括竖井式、塔式及台阶式等。

在对输水建筑物进行防渗处理时，可以在进水口类型方面进行调整。在隧洞进口处挖掘竖井，加固内部壁面，井的顶部布置启闭机械及操纵室（如图1所示）。竖井式进水口的优缺点明显，优点表现为抗冲击性能良好，稳定程度高。缺点表现为开挖难度大，巡视工作量大，需要耗费更多的人力和物力。

塔式进水口是独立于隧洞首部而不依靠岩坡的封闭式或框架式塔（如图2所示），塔底装设闸门，在塔顶设启闭机室。这种型式主要存在受风浪影响大、需要较长的工作桥与库岸或坝顶相连接、检修困难等，常用于岸坡岩石较差且库内水位变化较大的情况。

台阶式进水口（即分级卧管）是小型水库中广泛采用的一种方式，分级卧管斜躺在山坡上，建造成台阶式，台阶上面有一个一个地放水孔（如图3所示）。该类型进水口上下两端改造位置分别为蓄水位最高水位线、输水涵洞接线处。至于进水口建设时设置的放水孔，应在闲置时进行密封处理，以免出现泄水情况。使用期间，可以随着水位降低，逐层开启放水孔。而且还要新增通气孔，杜绝真空现象。但此种方式因孔口较多，易漏水，故分级卧管一般用于小型水库和山围塘。

3水库运行管理措施

3.1 建立良好循环的管理机制

病险水库的形成从某种程度上可以归纳为人为因素，即水库管理不到位或是日常维修不及时等，这就导致原本质量优良的水库逐渐产生破损问题。因此，在加固施工中还需要建立闭环管理机制，实现良好的循环管理，自此确保水库管理职责更加清晰化。一方面，在水库管理工作中，应当设置责任机制，凭借管理职责的细化分配，保证每名水库管理员，都能严格履行个人职责。此外，要求承担水库运行管理职权的管理员，在日常工作中应当加强巡视，随时记录坝体开裂以及渗水情况，并且及时上报险情。

另一方面，对施工人员定期进行职业培训。无论是水库调度事宜还是水库维修管理事务，都要严格遵照相关规定，及时为施工员、管理员、技术员召开职业培训活动，以期在培训中掌握专业知识，就此激发安全防护意识。另外，在加固施工中，管理员也要依据管理要求，对施工员错误的施工行为予以纠正，而且还要合理搭配施工资源，以便在良性循环中，切实维护水库质量与水库运行安全[2]。

3.2 进行大坝生命周期和安全技术的研究

病险水库的维修与加固施工往往需要投入过多人力物力。為了延长水库坝体使用年限，应当围绕大坝生命周期，以生命管理技术严控水库风险。水库大坝趋于病险水库发展中，会历经老化、破损的过程。若施工人员能够在病险水库进展期间对其进行安全评价，依照评价结果提出安全防护策略，并且在水库尚可保持正常运营状态的情况下进行加固，有利于保护水库完整度。另外，在判断当前水库存在潜在风险时，应立即组织施工人员实施加固处理，自此在维护生命周期原有安全等级之上，严控水库风险，这也是病险水库优化加固施工成效的关键步骤，应得到水库管理团队的密切关注。

3.3 保障工程顺利施工

病险水库加固工程的建设本身需要投入充足资金，要想确保该项工程的顺利施工，理应拓宽资金来源。从往日工程施工成果可了解到：加固效果常受资金问题影响。一旦缺少资金保障，不但不利于购进优质加固材料，而且对专业技术人员的聘用也会产生阻力。此时，除了可以在政府拨款项目上新设水库除险基金外，还可以将此工程纳入投资项目中，吸引社会资本力量，继而提高资金储备量，提升病险水库修建质量。另外，对于资金来源的增扩，还应当在政府与社会资本合力下，逐渐形成专项资金，以免因缺乏施工资金，致使工程进度有所延误。若资金充足，即可为除险加固事项的落实奠定夯实基础。

3.4 构建安全检测中心

为了更好地降低水库病害率，应该加强对水库的检测，及时发现水库的问题，优化水库的发展。我国还没有高超的病害水库检测技术，针对这项问题，应该进行安全检测中心的建设，提升水库的调度计划，及时执行相关计划，有效检测水库中存在的病害问题，及时做好水库除险加固工作，提升水库检测质量，增加水库安全性。除此之外，还应该建设相应的水库区域的防洪通讯系统，促使水库之间各个不同区域可以共享实际的水文信息，根据信息的实际情况进行防洪方法的制定，维护水库运行安全，更好地抵御风险[3]。

在进行水库的除险加固工作中，还应该加强水库运行管理，认识到自身的工作优势并加以利用，进行有效的运行管理机制的建设，更好地进行经营工作，提升当地的经济效益。为了水库能够更加长远的发展，还应该优化工作人员的薪资水平，提升工作人员的专业知识和能力，加强水库工作的科学性。

4 结语

综上所述，在对病险水库进行加固处理时，若能联合坝体防渗处理与进水口合理设计等措施，开展除险作业，即可获得显著的维护水库安全的效果。同时，为了促使病险水库在加固过程中拥有优良的养护条件，还应当从循环机制、生命周期、资金来源以及安全检测中心等方面着手，确保病险水库在前期加固与后期养护管理举措下，实现稳定运行，为我国水库项目的良性建设给予依托。

参考文献

[1] 熊岩.小型病险水库除险加固设计常见的问题分析[J].水利技术监督，2020（3）：30-34.

[2] 葛均启.水利工程病险水库的加固设计探讨[J].建筑技术开发， 2020，47（7）：9-10.

[3] 张琳霞.夏县小型病险水库除险加固后运行管理方法的探索与思考[J].山西水利科技，2019（3）：85-86+92.

收稿日期：2022-03-01

作者简介：李敏（1987—），女，湖南临湘人，本科，工程师，研究方向：水利水电工程设计工作、水工结构。