淺析病險(xiǎn)水庫塘壩堤壩防滲加固

周祖彬

（保山市昌寧縣水務(wù)局勘測設(shè)計(jì)隊(duì) 云南昌寧 678100）

昌寧縣地處橫斷山脈南延部份的滇西縱谷西南部，國土面積3888km2，轄9鎮(zhèn)4鄉(xiāng)、79個(gè)村45個(gè)社區(qū)，總?cè)丝?5.07萬人，其中農(nóng)業(yè)人口占81.8%。境內(nèi)最高海拔2876m，最低海拔608m，是一個(gè)典型的山區(qū)農(nóng)業(yè)縣。

全縣已建成水庫72座，其中：中型4座，小（一）型18座，小（二）型50座，小塘壩200多座。這些水庫、塘壩承擔(dān)著全縣的農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、人畜飲水供水等任務(wù)，為農(nóng)田灌溉、抗旱、防御洪水災(zāi)害和保障國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了重要作用。2006年以來昌寧縣積極爭取中央、省、市級資金支持已完成1座中型，18座小（一）型、48座小（二）型水庫除險(xiǎn)加固。由于目前政策原因，各級尚無小塘壩加固整治資金支持，所以未對200多座小塘壩進(jìn)行加固處理。同時(shí)在地震、山體滑坡等自然災(zāi)害影響下，目前仍有2座中型、8座小型水庫大壩存在病險(xiǎn)。這些病險(xiǎn)水庫和小塘壩不同程度存在壩腳、壩基、壩肩滲漏，白蟻危害等問題，特別是小塘壩因放水設(shè)施不完善，大壩沒有溢洪道，放水涵洞防洪標(biāo)準(zhǔn)低，以及工程本身質(zhì)量較差，年久老化失修等問題，病險(xiǎn)危害較大。病險(xiǎn)庫壩下游大部分是城鎮(zhèn)、村莊、交通干線，地理位置險(xiǎn)要。庫塘堤壩存在的隱患嚴(yán)重威脅著下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全或不能充分發(fā)揮其興利效益。

1 水庫塘壩病險(xiǎn)類型及處理方法

1.1 水庫塘壩病險(xiǎn)的主要類型

水庫塘壩工程常見病險(xiǎn)包括大壩壩腳和岸坡接觸帶滲漏、山體滑坡、壩體開裂、白蟻危害等類型。最為典型的是滲透破壞，其主要表現(xiàn)為管涌、流土、集中滲漏。滲透破壞險(xiǎn)情大致可分為三種：①壩體和壩基接觸帶出現(xiàn)的險(xiǎn)情，由于筑壩時(shí)未清基或清基不徹底，大壩與壩肩壩基接觸面不能很好的銜接，存在空隙容易產(chǎn)生白蟻或造成接觸帶薄弱環(huán)節(jié)，且因水庫塘壩蓄水對大壩產(chǎn)生帶來巨大水壓力，導(dǎo)致滲漏。②壩基產(chǎn)生的險(xiǎn)情，主要由于受條件限制壩址選擇不當(dāng)，壩基存在透水性較強(qiáng)的砂層、砂壤土層所致。③大壩出現(xiàn)的險(xiǎn)情，主要是由于壩體物質(zhì)成分的不均勻性和填筑碾壓不密造成。由于70～80年代修建水庫多為受益鄉(xiāng)村群眾投工投勞建設(shè)，大壩填筑技術(shù)要求不高，施工工藝簡單等原因，部分堤壩填筑不合格，且因壓實(shí)不均勻等原因，存在孔洞、裂縫等，主要表現(xiàn)為散浸、脫坡、漏洞等。

1.2 水庫塘壩防滲加固方法

水庫塘壩工程大壩的滲漏處理，常見的可采用帷幕灌漿、劈裂灌漿、截滲墻等進(jìn)行防滲。若有需要也可采取翻挖重新填筑堤身或加厚堤身的方法進(jìn)行防滲。對于砂卵礫石粒徑較大含量較高的基礎(chǔ)防滲處理，也可采用排水蓋重減壓反濾保護(hù)等其它措施。

2 大壩工程防滲處理技術(shù)

2.1 大壩防滲處理方式

對壩基滲漏的處理一般按上游“堵、截、鋪”，下游“減、導(dǎo)、排”的原則，所謂“堵、截、鋪”就是增設(shè)防滲墻、進(jìn)行帷幕灌漿和鋪蓋等以減小滲漏量；“導(dǎo)、減、排”是修建導(dǎo)滲反濾體、減壓井、排水溝等以降低水的揚(yáng)壓力。大壩防滲主要處理方式：一般采用灌漿或截滲墻來防止?jié)B漏或降低浸潤線，采用防滑樁或壓重等措施來提高抗?jié)B、抗滑穩(wěn)定性和安全系數(shù)。滑坡的處理比較復(fù)雜，要具體分析滑坡的成因，并進(jìn)行有針對性的解決問題。主要措施是增加阻止滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)和消減滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)，最好的方法是降低壩體浸潤線或改變土體性質(zhì)，提高壩體穩(wěn)定性。隨著科技的飛速發(fā)展，各種新型合成防滲材料日新月異，用土工膜或無紡布復(fù)合土工膜防滲和用加筋材料提高土體穩(wěn)定性在工程中應(yīng)用較多。

2.2 大壩灌漿防滲的基本方法

2.2.1 劈裂帷幕灌漿

劈裂帷幕灌漿主要用于加固堤身，防止堤身滲漏。該方法要結(jié)合大壩實(shí)際情況，主要用于大壩填筑材料差，碾壓不密實(shí)的防滲加固。可沿壩軸線采用直線或梅花形單線布孔，分段灌注，分序加密。壩基帷幕灌漿防滲，孔距一般2m；壩體劈裂灌漿防滲，孔距一般4m，孔深根據(jù)隱患和病害情況分別以鉆透堤身填土或穿過堤身鉆入基礎(chǔ)1～2m為宜。以泥漿由下而上，少量多復(fù)；漿液由稀到稠，循序漸進(jìn)；壓力由大到小，靈活掌握來控制灌漿中容易出現(xiàn)的串漿、冒漿、局部隆起、滑坡等各種問題，使灌入的泥漿沿堤壩軸向形成一道防滲帷幕，達(dá)到防止?jié)B漏、改善堤身質(zhì)量、提高堤壩堅(jiān)固度的目的。

2.2.2 速凝低壓灌漿

速凝低壓灌漿一般用于高危水位下?lián)岆U(xiǎn)堵塞管涌，是以填充膨脹物質(zhì)加大管涌阻力減慢管涌水流速度和在水泥中加入速凝劑使水泥漿能很快凝固從而堵塞管涌。在實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)管涌位置的土層地質(zhì)情況（即粘土或砂礫層）采用相應(yīng)的鉆機(jī)鉆孔，然后向孔內(nèi)填充遇水即可膨脹的物質(zhì)，再以較小的壓力向孔內(nèi)注入混合了速凝劑水玻璃的水泥漿，以較短的時(shí)間堵住管涌，達(dá)到搶險(xiǎn)的目的。

2.2.3 高壓填充灌漿

高壓填充灌漿主要用于大壩基礎(chǔ)灌漿，以滿足基礎(chǔ)筑壩要求，也用于堤身較大空隙、溶洞、蟻穴的填充，以提高堤壩的安全穩(wěn)定性。應(yīng)用于基礎(chǔ)灌漿時(shí)，用鉆機(jī)在需加固的堤段從堤頂鉆孔，孔距一般在1.5～2m之間，孔深以鉆入基礎(chǔ)穿過砂礫層1～2m為宜。灌漿時(shí)壓力由低到高，套管下到填土層保證干燥，基礎(chǔ)部分砂礫層灌入水泥漿，然后逐步提升到土層，以黃泥漿封孔。應(yīng)用于填充溶洞、蟻穴時(shí)，則用鉆機(jī)在空隙、溶洞或蟻穴周圍布灌漿孔，依次灌入水泥漿，對空隙、溶洞或蟻穴形成包圍圈，以達(dá)到封填密實(shí)空隙、溶洞或蟻穴的目的。

3 病險(xiǎn)庫塘堤壩除險(xiǎn)加固建議

為加快病險(xiǎn)庫塘堤壩治理步伐，提高質(zhì)量，做到投資少，見效大，確保充分發(fā)揮水庫效益，宜從以下幾個(gè)方面入手：

3.1 爭取多層次、多渠道融資籌集資金，為病險(xiǎn)水庫加固提供資金保證

水庫功能多調(diào)蓄洪水和農(nóng)業(yè)供水，屬公益性工程，病險(xiǎn)水庫加固工程投資大、技術(shù)要求高、社會效益顯著，應(yīng)以公共財(cái)政投入為主。但是，要加快病險(xiǎn)庫塘的治理步伐，僅靠政府的投入是不夠的，數(shù)量龐大的小壩塘，無法全部由政府投資進(jìn)行加固，必須建立和完善多元化、多層次、多渠道的投資體系。應(yīng)按照“分級管理，分級負(fù)責(zé)”的原則，各級政府都應(yīng)建立相應(yīng)的專項(xiàng)治理資金。中、小型以上水庫大壩加固應(yīng)由中央和省級投資為主，小壩塘堤壩加固應(yīng)以當(dāng)?shù)乜h、鄉(xiāng)兩級財(cái)政和受益群眾投工投勞和投資為主，但針對我縣比較貧困和群眾經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差的實(shí)際，對小水塘堤壩的加固，應(yīng)以地方或受益區(qū)群眾投入為主，當(dāng)?shù)乜h鄉(xiāng)采用以獎代補(bǔ)的政策給予適當(dāng)補(bǔ)助。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合病險(xiǎn)庫塘堤壩治理，深入推進(jìn)小塘壩工程的產(chǎn)權(quán)制度改革。在落實(shí)管護(hù)責(zé)任到位、防汛責(zé)任到位的前提下，也可采取租賃、承包等方式籌集治理資金。總之是集中整合一切力量抓好庫塘病險(xiǎn)整治，杜絕各類安全隱患。

3.2 抓好前期工作，為搞好病險(xiǎn)庫塘加固奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

3.2.1 做好庫塘大壩安全鑒定

根據(jù)1995年水利部頒布2003年修訂的《水庫大壩安全鑒定辦法》，水庫大壩在建成驗(yàn)收后要定期進(jìn)行安全鑒定，在病險(xiǎn)水庫加固前期工作開始時(shí)，大壩管理單位或主管部門應(yīng)組織設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理等方面的專家，嚴(yán)格按《水庫大壩安全鑒定辦法》進(jìn)行實(shí)地踏勘，全面準(zhǔn)確地查找出水庫存在的各種隱患，分析隱患產(chǎn)生的原因，實(shí)事求是地確定水庫的安全類別，針對隱患科學(xué)合理地提出除險(xiǎn)加固措施或建議。小壩塘工程也應(yīng)參照《水庫大壩安全鑒定辦法》開展安全鑒定工作，為后續(xù)開展除險(xiǎn)加固打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，確保加固整治的質(zhì)量和工程效益。

3.2.2 委托專業(yè)機(jī)構(gòu)對病險(xiǎn)庫塘隱患進(jìn)行探查

病險(xiǎn)庫塘大壩、輸水涵洞、隧洞等部位的病險(xiǎn)隱患隱蔽性較強(qiáng)，應(yīng)找準(zhǔn)病險(xiǎn)的癥結(jié)“對癥下藥”，才能徹底消除病害。這就要求在安全鑒定和初設(shè)階段需委托具備相應(yīng)資質(zhì)，且業(yè)績突出的專業(yè)機(jī)構(gòu)對隱患進(jìn)行專題調(diào)研，現(xiàn)場踏勘，找準(zhǔn)隱患部位，分析產(chǎn)生原因，提出對應(yīng)的處理措施和方案。

3.2.3 病險(xiǎn)庫塘除險(xiǎn)加固應(yīng)使項(xiàng)目資金發(fā)揮最佳績效

許多病險(xiǎn)庫塘因存在安全隱患，導(dǎo)致調(diào)蓄能力大減；有些淤積嚴(yán)重，直接影響其效益的正常發(fā)揮；同時(shí)還極大的增加了運(yùn)行管護(hù)成本。在庫塘的除險(xiǎn)加固工作中，我們要在切實(shí)消除庫塘病險(xiǎn)恢復(fù)庫容的同時(shí)盡可能的考慮增加庫容。在庫塘的病險(xiǎn)得到有效排除的前提下，增容和恢復(fù)庫容是提高水庫自身經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的有效途徑。據(jù)初步測算，采取除險(xiǎn)加固和排沙減淤等措施，恢復(fù)、增加或保持每1m3庫容所需投資僅是新建水庫的1/5左右。因此，對水資源緊缺但有增容或恢復(fù)庫容潛力的病險(xiǎn)水庫，應(yīng)做到合理規(guī)劃，積極爭取，分步實(shí)施，把除險(xiǎn)加固有限的投資發(fā)揮最大效益。

另外，在庫塘除險(xiǎn)加固的同時(shí)應(yīng)抓好水庫配套設(shè)施的復(fù)修工作，比如對引水溝或灌溉溝渠進(jìn)行防滲加固處理，確保水庫的來水和泄洪、灌溉通暢，從而提高水庫的利用價(jià)值，充分發(fā)揮其功能。

3.2.4 除險(xiǎn)加固前要進(jìn)行效益分析

庫塘除險(xiǎn)加固的兩個(gè)重要目的：一是提高的安全性，恢復(fù)庫塘的蓄、灌功能；二是進(jìn)一步挖掘庫塘其潛力，充分發(fā)揮庫塘最大效益。經(jīng)濟(jì)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(fā)電等效益。同時(shí)還要進(jìn)行費(fèi)用（包括固定資產(chǎn)投資、年運(yùn)行費(fèi)和流動資金）估算和經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)（包括經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率、效益費(fèi)用比和經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值）分析。防洪效益主要體現(xiàn)在加固后防洪標(biāo)準(zhǔn)的提高，目前常用頻率分析法，即通過庫塘修建（加固）前后發(fā)生同頻率洪水而引起下游淹沒損失的比較，來計(jì)算庫塘的防洪效益。通過具體分析，應(yīng)優(yōu)先實(shí)施投資少、見效快、效益好的病險(xiǎn)水庫加固工程，以此帶動病險(xiǎn)庫塘加固工作的全面展開。

3.3 建立良性循環(huán)的管理機(jī)制

目前我縣水庫已全面落實(shí)產(chǎn)權(quán)制度改革，明確了管護(hù)主體、頒發(fā)了產(chǎn)權(quán)證和管理權(quán)證，建立了較為完善的管理制度，做到了權(quán)責(zé)明晰，專人管理。但小塘壩工程仍然存在管理不善、管理責(zé)任不落實(shí)的問題。為防止出現(xiàn)一邊除險(xiǎn)、一邊出險(xiǎn)，舊賬未還、又添新賬的被動局面。加強(qiáng)病險(xiǎn)庫塘運(yùn)行管理，應(yīng)從以下幾方面建立良性循環(huán)的管理體制，確保項(xiàng)目資金績效和工程安全長期運(yùn)行發(fā)揮效益：

（1）小水塘工程要盡快建立起適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的責(zé)權(quán)明確、管理科學(xué)的管理新機(jī)制。在病險(xiǎn)庫塘加固工程建設(shè)之初應(yīng)確定實(shí)行建設(shè)與管理統(tǒng)籌結(jié)合的建設(shè)管理體制，除險(xiǎn)加固項(xiàng)目建設(shè)開工前應(yīng)組建工程建設(shè)管理局等項(xiàng)目法人對除險(xiǎn)加固工程建設(shè)實(shí)施全過程監(jiān)管，工程完工通過驗(yàn)收后將工程交由相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)和人員進(jìn)行管理，并確保管理人員的相對穩(wěn)定性。

（2）加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)與指導(dǎo)，在水庫工程專人管理的基礎(chǔ)上，明確小塘壩也要有專人管理，完善相應(yīng)的管理制度和章程，并嚴(yán)格遵守水庫管理的各項(xiàng)規(guī)章制度及細(xì)則，其次要加強(qiáng)對庫塘調(diào)度管理人員的培訓(xùn)，提高管理人員素質(zhì)及水庫調(diào)度水平。使庫塘管理走上科學(xué)化、規(guī)范化的軌道，逐步實(shí)現(xiàn)良性運(yùn)營。

（3）積極利用自身優(yōu)勢，合理有序開發(fā)水土資源，以水養(yǎng)水，以開發(fā)促發(fā)展，以發(fā)展促管理，逐步建立適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的良性管理運(yùn)行機(jī)制。比如組建由水庫塘壩工程受益群眾組成的用水協(xié)會或?qū)I(yè)合作社，工程加固完善后交由用水協(xié)會或合作社進(jìn)行管理。實(shí)現(xiàn)投資多元化、產(chǎn)權(quán)明晰化、責(zé)任明確化、供水供電價(jià)格商品化、庫塘供水服務(wù)有償優(yōu)質(zhì)化，從而實(shí)現(xiàn)庫塘工程有人管、管得好、效益發(fā)揮好的良好局面。