淺析我縣病險水庫的病害分類及幾種除險加固方法的技術分析

蔣艷梅

摘要：本文針對我縣病險水庫的病害原因分類和土石壩水庫除險加固的幾點建議和在施工過程中對有關技術問題進行分析。

關鍵詞：病害 加固

中圖分類號：TV2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0036-01

背景：青龍滿族自治縣位于燕山山脈東段，明長城北側。境內山巒起伏、溝壑縱橫，主要河流有10條，水資源總量10.50億立方米，全縣共有水庫18座。由于這些水庫大部分修建于20世紀50年代至80年代，限于當時的歷史條件和由于當時水庫設計、施工、運行管理中存在的問題，部分水庫達不到國家規定的防洪標準，而且隨著水庫運行時間延長，水庫設施和各種設備不斷老化，有些水庫工程存在較嚴重的質量問題，水庫不能正常運行。“汛期不敢蓄水，汛后無水可蓄”，使水庫不得不低水位運行，達不到調蓄水的目的，嚴重影響水庫工程效益的發揮。鑒于上述狀況，對這些病險水庫的除險加固也是勢在必行。

1 病險水庫大壩常見病害及垮壩原因

我國水庫存在的主要問題很多，且類型復雜，主要有以下幾個方面。

（1）防洪標準低：即大壩壩頂高程或泄水建筑物能力不足。

（2）大壩穩定性差：主要表現在土壩管涌、流土、接觸沖刷等；漿砌石壩出現溶濾破壞。

（3）壩體、壩基、壩肩滲漏嚴重：主要是壩體裂縫以及抗滑穩定與結構強度不滿足規范要求。

（4）輸、放水及泄洪建筑物老化、失修較為嚴重：主要是滲流穩定與結構強度不滿足規范要求。

（5）金屬結構及機電設備不能正常運轉：金屬結構與機電設備超過報廢折舊年限，無備用電源，無法正常可靠運轉，嚴重影響水庫安全。

（6）管理設施、觀測設備不完善：管理隊伍自身的技術原因及管理設備的老化得不到更新，致使多大壩的監測和管理不到位。

（7）抗震標準低：大壩抗震穩定安全系數低于現行規范或存在地震液化可能性。

（8）另外，水庫淤積、山體滑坡、軟基、蟻害等也是不容忽視的問題。

垮壩是病險水庫最常見的危險方式之一，具體表現在：漫頂導致垮壩、滲流破壞導致垮壩、結構破壞、溢洪道破壞、壩下埋管等其他方面。

2 我縣病險水庫除險加固中存在的問題

病險水庫除險加固中存在的問題很多，主要表現在以下幾個方面。

（1）水文基礎資料不全。

（2）大壩病險問題診斷技術、方法、經驗缺乏

（3）設計方案選擇不合理。

（4）技術方案不可行。

（5）施工方法、工藝選擇及工期安排不當。

（6）施工隊伍的自身建設不足。

3 病險水庫除險加固建議

（1）采取多層次、多渠道融資的辦法，為病險水庫加固提供資金保證。

病險水庫的加固工程應以公共投入為主，其投資大、周期長、社會效益顯著。各級政府都應按照分級管理、分級負責的原則來建立專項治理資金。在防汛責任制的落實下，可通過股份合作、承包、拍賣、租憑等方面來籌集治理資金。

（2）強化病險水庫加固的前期工作，為搞好病險庫加固夯實基礎。

①在前期病險水庫加固工作開始時，要做好水庫大壩安全鑒定工作，管理部門應該組織資深專家在施工、設計、運行管理等方面，對水庫存在的各種隱患進行全面的查找，對水庫大壩的病害類別進行鑒定，提出有針對性又有科學性的加固建議和措施。

②對病險水庫存在的嚴重隱患，管理部門應委托具有相應資質的專業機構來進行勘查。病險水庫有些隱患的隱蔽性很強，由于沒有及時的發現和處理，致使雖經多次處理還是未達到除險的目的。這就需要具有相應資質和能力的專業機構來對這些隱患進行專題調研，找到隱患部位進行探討，找出原因并分析隱患的危害后果，提出有效的處理措施。

③除險加固應與增容和恢復庫容同時考慮，許多病險水庫因存在安全隱患，汛期只能降低水位運行，調蓄能力大減；有些險庫淤積嚴重，直接影響其效益的進一步發揮；有些險庫，只要采取一些投資不大的工程措施，就可新增部分庫容。在水庫的病險得到有效排除的前提下，增容和恢復庫容是提高水庫自身經濟效益和社會效益。

④除險加固前要進行效益分析，水庫除險加固目的有兩個：即增加水庫的安全性和進一步挖掘水庫自身潛力。因此，其效益主要有社會效益和經濟效益。防洪效益主要體現在加固后防洪標準的提高。經濟效益分析包括初估增加的蓄水量以及由此而增加的防洪、灌溉、供水、發電等效益。同時還要進行費用估算和經濟效益指標分析。

4 小型土石壩除險加固技術分析

4.1土石壩壩坡滑動破壞加固技術

土石壩壩坡在重力和其他作用力作用下都有向下和向外移動的走勢。如果壩坡內巖土的抗剪強度能夠抵抗住這種走勢，則此壩坡是穩定的，否則就會失穩而發生滑坡?；瑒恿εc抗滑力取決于庫水和雨水入滲、施工方法、施工速度、地震等外部條件所引起的壩體或壩基內孔隙水壓力及筑壩土料的性質，包括與孔隙水壓力有關的抗剪強度。具體可采用境地壩體侵潤線、加強排水、放緩壩坡、減載與肖坡相結合、固腳和壩腳蓋重等措施。

4.2土石壩壩體裂縫病害處理

（1）設置保護層，可設置塊石、碎石、砂性土、混凝土等材料的護坡與壩頂保護層，保護層的厚度應大于凍土深度。（2）開挖回填，將裂縫全部挖空然后用與周圍介質相同的材料回填壓實。（3）填充灌漿，壩體灌漿的方法可分為充填式和劈裂式兩種。當裂縫深度較大時，可對淺層裂縫進行開挖回填處理，深層采用充填灌漿處理。對深層隱蔽裂縫，可采用劈裂灌漿，主要適用于斷面寬大的均質壩和寬心墻壩。

4.3壩體和壩基的密實加固技術

土石壩的最大隱患是壩體填筑質量達不到設計要求，以及對軟弱壩基處理不當，因此提高壩體和壩基密度是消除病險庫的首要課題。提高壩體和壩基密度更是興建土石壩的關鍵技術之一。加固方法可分為置換法、加密法和重壓法。置換法是將砂土挖去，重新填置石渣料等性能較好材料；加密法是采用振沖、振動碾壓、強夯、爆炸震密等方法，提高砂土的密實程度；重壓法是在砂土表面加壓重，提高砂土的有效應力。對于新建壩，壩體與壩基的密度一定要進行嚴格的論證，精心設計，選擇最優施工加固方案，精心施工。對于壩體密度主要控制填筑質量，包括壩料的選擇，碾壓試驗，碾壓方法及碾壓施工各項參數等，均應嚴格按有關規范進行，以確保壩體填筑質量。

4.4土工合成材料加固技術

隨著高分子化學工業的迅速發展，自20世紀以來，相繼出現了各種不同的合成纖維。由于合成纖維比人造纖維具有優越的性能，逐漸被人們所接受，實踐也表明土工合成材料是一種理想的新穎工程材料。其中主要產品及其主要應用功能為：（1）土工織物為應用于巖土和土木工程所有合成纖維或天然纖維制成的透水的織物，主要作用為排水、過濾、隔離、加筋、侵蝕控制和防護等；（2）土工格柵為受張力元件連接成規則網狀結構，其開孔面積遠大于張力元件，應用于加筋；（3）土工網為重疊肋所連結成規則致密的網狀結構，應用于液體和氣體的輸送；（4）土工復合材料為用兩種以上土工合成材料經人工組合的復合體，用于排水、截水及加筋等。

5 結語

水利工程是一項基礎性、公益性的重要工程，土石壩水庫的除險加固工程是關系到人民財產和生命安全，所以我們國家政府和水行政主管部門要高度重視，積極爭取資金，給百姓造福，給社會增添效益。