探究小型病險水庫除險加固設計

李波　劉靖　劉明

【摘要】為了確保小型水庫的安全，有效發揮小型水庫的功能，完善城鄉防洪體系，就必須采用實施小型水庫除險加固工程。除險加固設計是整個工程加固工作的關鍵所在。本文對如何加強小型病險水庫除險加固設計進行了探討。

【關鍵詞】小型水庫；病險水庫；除險加固

一、前言

目前，對我國小型病險水庫的情況來看，工程建設不配套、質量差和病害多。一些水庫在修建時無溢洪道、無輸水渠道；工程老化失修嚴重。水庫大壩隨著運行時間的增長，受到水壓力、滲透、沖刷、氣蝕、冰融、磨損、超標洪水、地震及材料老化等物理作用及侵蝕和腐蝕等作用的影響，產生了洪水漫頂、壩體裂縫、滲透變形、壩體滑坡、壩體滲漏等問題。部分加固過得水庫甚至又出現了新的險情。針對工程病險問題，采取更加有針對性的加固措施對綜合治理病險水庫是有著非常積極的意義。本文主要針對此類問題進行了分析，并指明了工作中的重點和可行的措施。

二、病險水庫存在的主要問題

我國目前的小型水庫，多數建于50—70年代。由于歷史原因，很多水庫在修建時沒有按照基建程序進行設計審批、施工監督和驗收，而是邊勘測、邊設計、邊施工，甚至有的水庫沒有設計，從而形成了大量的病險水庫，在安全方面存在不少問題。如要表現在： 水庫防洪標準低，抗震不達標，滲漏嚴重，土石壩壩體變形，大壩穩定性差和強度低等等。漿砌石壩和混凝土壩常見的病害有裂縫、漏水、剝蝕、壩體失穩等，輸、放水以及泄洪建筑物的老化，破壞都很普遍，如：閘門嚴重銹蝕，啟閉機不能正常工作；在材料與結構老化的方面主要體現在：防汛公路不暢，管理設施、水文測報、大壩觀測設備等各方面的不完善的情況。

三、除險加固的重點

一是大壩加固方面。大壩為水庫的擋水建筑物決定了水庫能否正常發揮功效，而更重要的是會威脅到水庫下游人民的生命財產安全和基礎設施的安全，如果滲漏、不穩或者經歷大的洪水有潰壩隱患的，會造成十分危險的情況，所以說水庫的擋水建筑物大壩是水庫結構建筑中最重要的水工建筑物。小型水庫的壩型主要為土壩、堆石壩、漿砌石壩、混凝土壩等類型。其中以土壩居多，而土壩存在的問題較多，最主要的問題是壩頂高程不足、壩體滲漏、壩坡比較陡、反濾體堵塞，水庫無人管理、雜草及灌木叢生等問題。堆石壩、漿砌石壩、混凝土壩存在的問題相對比較少，但也不排除有老化、滲漏和壩基穩定等問題。

二是溢洪道方面。大部分小型水庫的溢洪道是一條土渠或亂石堆砌的溝渠情況，從形式上達不到泄洪的要求，更加不能夠達到防沖刷要求。有些小型水壩溢洪道為混凝土，有些為小型水壩漿砌石，漿砌石和混凝土溢洪道從形式上看是能夠達到要求的，但是隨著水庫的容量和水位變化以及時間的慢慢推移，部分小型水庫溢洪道的過流能力也不能達到的泄洪要求。

三是輸水涵方面。水庫的重要輸水建筑體是輸水涵，輸水涵作為除險加固的對象，它大多為小型水庫混凝土管或者漿砌石臥管，輸水涵的涵身埋藏于壩體的內部，對壩體的穩定影響比較大，經過很多年沖刷，涵管會存在滲漏的現象，有些輸水涵的涵身襯砌剝落，導致漏水比較嚴重。輸水涵的進口形式各樣，如：垂直啟閉閘門放水方式，豎井式梯級的放水方式，斜拉閘門的放水方式等。其中，豎井式梯級放水方式病險相對比較小，而斜拉式閘門放水方式病險相對比較多，導致輸水涵的涵身容易出現閘門銹蝕導致開啟困難或閘門關閉不嚴常年無控制流水等現象。

四、病險水庫的除險加固措施

一是對大壩的加固措施。大壩加固就是為了讓大壩更加堅固、安全，小型水庫中影響大壩安全最主要的因素為滲漏問題，解決方法主要采用灌漿處理。大壩灌漿主要有壩體灌漿和壩基灌漿。壩基一般采用基礎帷幕灌漿；壩體灌漿主要有：高壓噴射灌漿、劈裂灌漿及壩體充填灌漿，其中壩體充填灌漿和高壓噴射灌漿比較常用。

二是關于溢洪道的加固措施。針對溢洪道存在的安全問題，對于無溢洪道或以土渠、石溝作為溢洪道的情況，溢洪道需要新建。為了安全起見，一般采用無閘門控制開敞式，多為漿砌石或混凝土結構，過流斷面和側墻高度，根據現狀的泄流量計算。對于降低水位運行的水庫，需降低溢洪道進口堰頂高程。其他補充加固措施，還包括原襯砌破損部位的修復、完善消能設施、混凝土結構缺陷處理、岸坡修復等。

三是關于輸水涵的一些加固措施。病險水庫的輸水涵安全加固主要分為3 種情況：a對于存在安全問題且管徑小、進人困難的涵管的情況，一般是在建設時開挖量較小的時候采用虹吸管輸水，虹吸管來完成的，其費用亦相對比較低。若壩高不大，一般采取破壩重建的改造方案，此種方案，相對其他方案來說開挖量相對比較大，但新建涵管形式可以選擇；在實際工程運作過程中虹吸管管理的維護相對比較復雜，因此，采用是比較少的。b對于一些有涵管的破損危害輸水涵大壩穩定的情況，管徑較大的一般采用套管的方式，能夠套鋼管并對原涵管和新套管之間進行灌漿處理。c壩高的輸水涵管，可以采用洞挖或者頂管的施工方法，洞挖成型隧洞可用現澆混凝土襯砌，頂進鋼管或預制鋼筋混凝土管。

五、結語

綜上，由于我國很多水庫都存在病險，都需要對水庫進行除險加固，在工程的設計及施工中提高水庫防洪標準及質量關鍵是最重要的兩個環節，對此我們還需要從更多的實踐中進行經驗的總結。希望本文的研究，能對病險水庫的除險、加固工程中有所幫助。

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