農村地區小型土石壩病險水庫除險加固技術研究

□李愛紅（五華縣水利水電勘測設計室）

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農村地區小型土石壩病險水庫除險加固技術研究

□李愛紅（五華縣水利水電勘測設計室）

摘要：改革開放以來，我國水利事業發展迅速，水利資源開發與利用方面也取得了不少成就，各大水利工程項目遍布神州大地，據統計，到2015年底，五華縣已建成的水庫就達196座，其中，大、中型水庫4座，小型水庫192座，大多數小型水庫都位于農村地區，由于受當地經濟發展水平的限制，水庫管理手段落后，在運行過程中經常遇到各種問題，這就要求加強對病險水庫的管理和維護。文章針對農村地區小型土石壩病險水庫除險加固技術，以廣東省五華縣為例進行了分析和研究。

關鍵詞：農村地區；土石壩；病險水庫；除險加固技術；五華縣

0　引言

五華縣小型水庫總數已經達到192座，這些水庫的建成一方面為五華縣社會經濟建設提供了充足的水資源，并起到了防洪抗旱的作用，另一方面也存在著諸多問題，包括大壩結構不安全、滲水嚴重、抗震能力弱等。這些問題對水庫的正常運行造成了嚴重威脅，尤其是在廣大農村地區，小型土石壩病險水庫越來越多，相關人員必須意識到這一問題，并及時采取相應的加固技術措施。

1　五華縣水庫工程概況

五華縣屬于廣東省梅州市，位于廣東省東北部，韓江上游，是世界客都梅州通往珠三角經濟發達地區的門戶。地理坐標在東經115°18′～116°02′，北緯23°23′～24°30′之間，縣域面積3238.90 km2，總人口155萬人。2013年被確認為原中央蘇區縣，是國家級農產品主產區，全省21個扶貧開發重點縣之一。

五華縣現有小型水庫192座，其中小（1）型水庫31座，小（2）型水庫161座。小型水庫控制總集雨面積302.46 km2，總庫容1.14億m3。小型水庫設計灌溉面積7400 hm2，有效灌溉面積5400 hm2。分別占全縣水利工程灌溉面積的33%和28%。小型水庫已成為當地生產、生活和發展“三高”農業基地取水的重要水源。同時，在防洪方面，保護人口39萬多人，耕地17333.33 hm2，捍衛16個圩鎮工商企業、農業產值1.60億元。

廣東省五華縣小型水庫大部分建于20世紀五、六十年代，受當時技術、資金、材料供應等條件的限制，普遍存在設計標準低、施工質量欠佳、管理設施不配套等問題。特別是經過幾十年的運行，工程老化，建筑物損毀嚴重，均存在著不同程度的安全隱患，嚴重威脅著下游人民群眾的生命財產安全，直接影響水庫效益的發揮，制約著當地經濟發展和生產、生活條件的改善。

2　五華縣農村地區小型土石壩水庫的病險分析

根據廣東五華縣水庫的概況分析可知，目前，廣東省五華縣農村地區小型土石壩病險水庫的病險類型主要可以分為兩類：第一類是滲漏型病險，這種病險主要是由于水庫壩體接合處的抗滲性能弱而造成的。第二類是結構性病險，這類病險主要表現在滑坡、裂縫等問題上，產生這類病險的原因在于結構強度、構造、穩定性、剛度等因素。下面是具體的分析：

2.1滑坡

滑坡是五華縣農村地區小型土石壩病險水庫的常見問題，這類問題產生的原因有很多，其中主要包括壩體坡度大，壩基和壩體的抗剪強度偏低以及周邊因素的影響。滑坡又可分為整體滑坡和局部滑坡，整體滑坡往往是由局部滑坡發展而成的，因此，在發現滑坡征兆的時候應當引起重視并采取相應的防治措施，這樣才能避免局部滑坡發展成為整體滑坡，對水庫運行的安全性造成嚴重影響。

2.2裂縫

在五華縣農村地區小型土石壩病險水庫中，裂縫是比較常見的問題之一。這些裂縫不僅包括表面裂縫，還包括壩體內部的裂縫，不同裂縫的長短寬窄都不一樣，有些是與壩軸線垂直的橫向裂縫，有些是與壩軸線平行的縱向裂縫，還有些是形狀不規則的傾斜裂縫，這些裂縫雖然形狀各異，但是對水庫正常運行都會造成不良影響。其中，影響最為顯著的是貫穿于壩體的縱向裂縫、橫向裂縫和滑坡裂縫。這些裂縫對壩體的穩定性和安全性具有直接影響，在對五華縣病險水庫進行治理的時候，應當首先對裂縫的長度、位置、數量、深度等進行詳細測量并記錄，這樣才能提高治理措施的科學性。

2.3滲漏

五華縣農村地區小型土石壩病險水庫存在的重大危害之一便是滲漏，滲漏的類型多種多樣，根據滲漏的性質主要可分為異常滲漏和正常滲漏；根據滲漏的部位主要可以分為接觸滲漏、壩體滲漏、繞壩滲漏；根據滲漏的現象主要可分為集中滲漏和分散滲漏。異常滲漏主要表現為滲漏量過大而造成水庫土石壩整體的穩定性下降，在對壩體的病險程度進行考核的時候，應將異常滲漏作為重要指標之一。如果出現地面塌陷、凸起的現象，則說明水庫滲漏現象已經十分嚴重，必須及時進行處理。

2.4護坡損壞

一般來說，五華縣農村地區小型土石壩水庫都有護坡，作為水庫的關鍵組成部分之一，由于設計不當，再加上平常使用過程中，動物、暴雨等的破壞，護坡主體都會受到不同程度的損壞，最終對護坡的整體功能造成嚴重影響。護坡損壞的原因有很多，其中主要包括壩體施工不合格、碾壓不實、砌筑質量不達標、壩體不均勻沉降、設計不科學、塊石尺寸不合格等原因。所以，在五華縣農村地區小型土石壩水庫運行過程中應當加強對護坡的維護，一旦發現有風險隱患，必須及時采取必要的加固措施。

3　五華縣農村地區小型土石壩病險水庫除險加固技術

3.1土工膜防滲技術

農村地區小型土石壩病險水庫除險加固技術中常用的一種技術是土工膜防滲技術，該技術的主要優勢在于施工周期短、工藝簡單、材料占用量少、運輸方便、防滲性能好以及適應性強等，最近幾年，土工膜防滲技術在五華縣小型土石壩病險水庫除險加固中的應用越來越廣泛，土壩防滲加固已經逐漸從低壩向著高壩發展，但是，土工膜防滲技術的主要缺陷在于受紫外線影響嚴重，很容易出現老化，經過實驗研究發現，將土工膜埋在地下可以避免其受到紫外線的影響，我國出臺的相關規范條例要求土工膜防滲技術只能在高度＜50 m的水庫大壩使用。由于土工膜防滲技術不能從根本上解決壩體滲漏問題，再加上防滲墻的施工難度大，所以，很多工程設計師往往采取在壩坡下部砌筑混凝土防滲墻與在上部鋪設土工膜斜墻相結合的防滲方案，這就避免了土工膜防滲技術存在的缺陷，尤其是在小型土石壩病險水庫中采用該防滲方案效果顯著，將土工膜應用于五華縣水利防滲工程中，具有造價低、施工周期短、結構科學、防滲時間長等優勢，但是將土工膜防滲技術與黏土、混凝土防滲技術相比，其抗腐蝕能力、抗老化能力等相對較弱。

3.2黏土墻防滲技術

黏土墻防滲技術在小型土石壩病險水庫除險加固中運用得比較多，該技術主要適用于均質土石壩，即黏土含量較高的區域，采用黏土墻防滲技術來對五華縣農村地區的均質土石壩進行除險加固能有效減少滲漏現象發生的頻率，從而起到較好的防滲效果。黏土墻防滲技術與其它防滲技術相比，具有施工簡單、方便、用時短等主要優勢，但是該技術方法的缺陷主要在于材料用量大、運輸難度大。

3.3混凝土防滲墻技術

混凝土防滲墻技術主要通過在水庫壩體中建造槽型孔，用泥漿固定內壁，然后利用直升導管在槽孔內澆筑混凝土，從而形成穩定連續的混凝土墻來達到防滲的目的。混凝土防滲墻技術主要涉及到液壓開槽機、鉆鑿、射水、鋸槽等工法，該技術的適用范圍廣，可以對各種復雜地基及不同材料的壩體起到防滲作用，防滲墻的兩端能與岸邊的基石相連，墻的底部可嵌入風化程度較低基巖深處，從而截斷壩基和壩體之間滲透的水流。最近幾年，振動沉模防滲板墻技術應用的范圍逐漸擴大，該技術主要利用振動原理將空腹模板沉入土中，并將漿液灌滿空腹內，一邊振動，一邊拔模，最終漿液會在槽孔內形成單塊板墻，相鄰單板互相連接，從而形成連續的防滲板墻，這項技術是一種混凝土防滲墻新技術，在造墻過程中需要用到砂性土、砂土、淤泥質土、砂礫石等主要材料，施工過程中應注意防滲墻的厚度必須保持在8～25 cm之間，最厚的地方可達到30 cm，該技術的主要缺陷在于不能深入卵石含量較高的地層。

3.4劈裂灌漿防滲技術

劈裂灌漿防滲技術是在重力壩灌漿的基礎之上發展而來的一種新技術，它主要利用土石壩中最小主應力面和壩軸線方向相同的基本規律，在土壩中沿軸線方向分布小孔，并施加一定的壓力，使之形成10～50 cm厚的泥墻，保證泥墻的密實度、連續性達標，從而達到防滲的目的。在劈裂灌漿防滲技術施工的過程中應注意將連接處的孔隙、裂縫等填充密實，這樣才能增強壩體的整體強度。該項技術的主要優點在于加固效果顯著、施工簡單、操作方便、工期短、節約成本等。

4　結語

綜上所述，廣東五華縣農村地區小型土石壩病險水庫數量較多，病險危害主要表現為滑坡、裂縫、滲漏、護坡損壞等，造成這些病害的原因多種多樣，既有自然因素，也有人為因素，要保證水庫運行的安全性、可靠性，首先必須解決五華縣土石壩水庫中存在的各種病險問題，結合水庫的實際情況，采取恰當的除險加固技術，包括土工膜防滲技術、黏土墻防滲技術、混凝土防滲墻技術等，這樣才能進一步提高五華縣小型土石壩水庫的運行質量和效率，促進我國水利事業的長久健康發展。

參考文獻

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[3]吳麗霜,王明.病險水庫的除險加固措施[J].吉林農業C版, 2011(3): 272-272.

（責任編輯：韋詩佳）

收稿日期：2015-12-30

作者簡介：李愛紅（1980-），女，工程師，主要從事水利水電工程設計和管理工作。

中圖分類號：TV679. 3

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）03-0050-02