淺談小型病險水庫除險加固防滲處理措施

永勝縣水務局 云南省麗江市 永勝縣 674200

摘要：永勝縣是一個典型的農業縣，水庫較多，共有大、中、小型水庫52座，其中中型水庫有3座，小（一）型水庫15座，小（二）型水庫34座。小型水庫對保障我縣農業灌溉、人畜飲水和防洪等方面發揮了重要的作用，但是我縣的小型水庫大多數是二十世紀六七十年代群眾運動的產物，屬于典型的“三邊工程”，又經過幾十年的長期運行，大都存在著設施簡陋、工程老化、經濟基礎薄弱等突出問題，形成了數量眾多的病險水庫，難以發揮其興利效益，而且嚴重威脅了人們的生命財產安全。本文主要針對小型病險水庫的問題和解決措施，提出了一些建議。

關鍵詞：小型水庫；病險水庫；除險加固防滲

我縣的大部分小型水庫都是建于20世紀50—70年代，是二十世紀六七十年代群眾運動的產物，屬于典型的“三邊工程”，又經過幾十年的長期運行，大多數小型水庫都存在大壩壩體、壩基、壩肩漏水；水庫放水洞和溢洪道年久失修，不能正常運用，有水不敢蓄的問題，如不及時發現問題并及早采取除險加固措施，就會極大地限制永勝縣經濟發展的步伐，尤其對農業發展的制約更為明顯。而且隨著經濟的發展，水庫周圍的環境、人口都發生了很大的變化，一旦水庫發生問題，會造成嚴重的損失。如今小型病險水庫管理明顯成為水利工程中的薄弱環節，因此對小型病險水庫的分析和加固是非常有必要的。

一、小型病險水庫存在的問題

（一）大壩的滲漏情況嚴重

大壩滲漏一般分為三種類型：壩基滲漏、壩體滲漏、繞壩滲漏。

1、壩基滲漏。壩基滲漏的主要原因是巖土縫隙松散、夾層破碎、巖溶洞穴、斷層軟弱造成的，水庫中的水流通過薄弱地帶侵蝕壩基，導致出現滲透破壞的現象，給大壩帶來了安全隱患。

2、壩體滲漏。在重力和其它原因影響下，壩體會出現裂縫，開辟水流滲漏道路，而且壩體結構面的維修不到位也會發生大面積滲漏情況[1]。

3、繞壩滲漏。水流繞過壩體在基巖和壩肩結合處發生滲漏，同樣在壩體的破碎帶和風化層都有可能發生滲漏，降低了壩體安全質量，危害到下游人們安全。

但這三種滲漏情況并不是單一存在的，工程建設是一個復雜的過程，影響因素較多。由于當時的工程建設條件所限，許多水庫都同時存在著以上二種和三種滲漏問題。

永勝縣小型水庫大壩滲漏的原因主要是：大壩上、下游壩坡未設置護坡，加之受當時經濟條件和技術條件的限制和影響，大壩設計標準偏低，基礎清基不徹底，壩體碾壓以人工夯實為主，壓實度低，年久失修，工程老化，使滲漏情況日益嚴重，許多水庫無法正常蓄水。

（二）抗洪、抗震性能差

小型水庫建設由于受到當時施工技術的限制，在設計時防洪標準低，致使水庫的抗洪能力差，小型病險水庫大都不符合國家的防洪標準[2]。地震、泥石流等自然因素會造成水庫的坍塌變形，埋下安全隱患，在水庫修建時采用的抗震標準按照現在的地震烈度分析，大部分都低于抗震標準。而永勝縣的小型水庫所在區域在大地構造上屬青藏～印尼巨型“歹”字型構造體系和經向構造體系及華夏系構造的復合部位，應力相對集中，區域地質構造復雜，主要發育SN向褶皺及斷裂構造，且多為壓扭性斷裂。自新生代以來，區域地殼活動強烈，在新構造運動影響下，地震比較頻繁。1992年12月18日至22日，2001年10月27日，永勝縣境內發生5.4級、5.1級和5.7級三次中強地震（地震烈度為VII度），表明區域構造穩定性較差，地震對水庫大壩的安全運行影響較嚴重。

（三）大壩安全穩定性差

因為缺乏大壩檢測儀，大壩管理和質量評估只能依靠運行人員的經驗和肉眼進行觀察分析，在日常的維護中很難發現大壩內部的斷面問題，長期積累下去，就會造成壩體壩坡出現裂縫，穩定性下降的問題。加之天長日久的水流沖刷、蟲害、沼澤化迫害，致使大壩的安全穩定性差[3]。

（四）機電設備老化

水庫中的機電設備和金屬結構經過長時間的運行，已經超出了使用年限，出現腐蝕、老化、絕緣現象，大量的設備已經停止生產，難以實行維護檢修。資金不足無法及時更新設備，使水庫的防洪閥門不能正常使用，遺留下安全問題。

二、小型病險水庫除險加固防滲的必要性

第一，除險加固防滲是工程安全運行的需要。滲漏問題無論是從水量還是危害都是從小發展到大的，由于長期滲漏大壩會產生滲透變形，發生流土、管涌等，甚至會發生潰壩，一旦水庫潰壩失事，將給下游人民生命財產帶來較大的災難，造成巨大經濟損失。

第二，除險加固防滲是使用水源的需要。我縣的許多小型水庫由于滲漏嚴重無法正常蓄水，下游農業生產用水無法保證，洪水季節起不到調洪的作用，大壩自身的安全也讓人擔心。比如我縣的康家河水庫，是當年定向爆破修筑的，建成后一直漏水嚴重，雖然上游來水大但還是蓄不起多少水，下游生產用水不足，而且前壩坡滲透變形嚴重，一到雨季防汛壓力加大。直到2010年除險加固完成后水庫才能正常蓄水。

第三，水庫除險加固防滲能開辟多種經營道路。小型病險水庫多數位于鄉村城鎮附近，在對水庫除險加固后，可以提高水上養殖的面積，改善當地的農業結構，豐富的水源能為當地旅游業的發展帶來機遇，給人們提供了度假休閑的場所。比如我縣的翠湖龍潭水庫，位于三川鎮的“千畝荷塘”之首，于2014年除險加固后，整個水庫面貌一新，引得游人駐足拍照。

三、小型病險水庫除險加固防滲措施

小型病險水庫除險加固防滲處理的根本目的就是堵水，防滲措施主要有：帷幕灌漿、充填灌漿、防滲墻、鋪設土工膜等。

（一）帷幕灌漿

大壩壩基帷幕灌漿措施主要是針對壩基滲漏嚴重的情況，對大壩壩基進行帷幕灌漿防滲。我縣的大部份水庫都存在壩基滲漏的問題，嚴重影響水庫正常蓄水，在浪水坪水庫、苦蕎坪水庫、東瓜坪水庫、銅廠河水庫等幾座小（一）型水庫實施壩基帷幕灌漿后，效果較好。現就苦蕎坪水庫的具體措施介紹如下：

苦蕎坪水庫屬小（一）型水庫。壩型為均質土壩。該水庫是七十年代群眾運動的產物，水庫興建時由于受當時的技術條件和經濟條件的限制，沒有對壩基及壩肩地質條件進行勘察，大壩施工時清基不徹底，壩體直接坐落在強風化的中厚層狀泥巖、砂巖上，巖層傾角較緩，傾角僅為15°；左壩肩岸坡較陡，出露侏羅系中統張河組（J2z）中厚層狀泥巖、砂巖地層，中等～強風化，節理裂隙發育，巖體完整性一般；右壩肩岸坡平緩，出露地層為侏羅系中統張河組（J2z）紫紅色中厚層狀泥巖、砂巖互層，中等～強風化，節理裂隙發育，巖體完整性一般。壩基和兩壩肩均存在中等透水層，壩基和兩壩肩存在滲漏問題，因此需對壩基和兩壩肩進行防滲加固處理。

采用帷幕灌漿對壩基及兩壩肩進行防滲處理，帷幕灌漿孔布置在加固后壩軸線上游2.0m，初擬孔距為1.5m，單排布置。壩基段頂界為2465.00m，底界以進入基巖透水率小于10lu5m控制。左岸灌漿邊界其下以進入基巖透水率小于10lu5m控制，再根據地下水位線與水庫正常水位線交點確定左壩肩帷幕灌漿邊界，經分析，帷幕向左岸延伸64m。右岸邊界以地下水位線與水庫正常水位線交點確定，并考慮進入基巖透水率小于10lu控制帷幕灌漿邊界，經分析，帷幕向左岸延伸16.82m。帷幕灌漿單排布置孔距確定為1.5m能滿足要求，灌漿材料采用普通42.5Mpa硅酸鹽水泥，各灌漿設計參數應根據灌漿試驗確定和調整。

灌漿分段：第一段為基巖面以下2m，第二段3m，第三段以下為5m。射漿管距離孔底不得大于0.5m。

施工程序：分三序進行，按Ⅰ序孔→Ⅱ序孔Ⅲ序孔→檢查孔的次序施工。

施工方法：灌漿采用150型地質回轉式鉆機垂直鉆孔，鉆孔過程中鉆孔孔斜要控制在0.5～1%以內。采用自上而下分段循環灌漿法施工，灌漿泵灌漿，灌漿自動記錄儀與之配套使用。鉆孔結束后，帷幕灌漿要求進行壓水試驗。

（二）充填灌漿

大壩壩體充填灌漿防滲措施主要是針對壩體滲漏嚴重的情況，對大壩進行灌漿防滲。我縣的小（一）型水庫白草坪水庫對壩體采取了充填灌漿防滲措施，具體措施如下：

充填式灌漿是利用漿液自重將漿液注入壩體隱患處，以堵塞洞穴和裂縫。灌漿孔一般布置隱患處或附近，按多排梅花形布孔，終孔距離可為1～2米。造孔深度應超過隱患1～2米。注漿管上端孔口壓力應小于4.9×104pa（0.5kgf/c m2）對漿液和漿料的物理力學性質的指標要求。每米孔深每次灌漿量可為0.3～0.5 m3。已知洞穴很大，可適當增加灌漿量和提高漿液稠度。施工工序分為四個階段：（1）造孔；（2）制漿；（3）灌漿；（4）封孔。灌漿的方法為：先灌上游排孔，再灌下游排孔，后灌中間排孔。充填式灌漿應采用分段灌注方法，由下至上，下套管分段灌注，段長可5～10m為。灌漿開始先用稀漿，經過3～5min后再加大泥漿稠度。若孔口壓力下