淺論小型水庫土石壩常見病害分析

陳忠潤

【摘要】小型水庫在農(nóng)村各地廣泛分布，是我國水利工程體系的重要組成部分，水庫土石壩是由土、石料等建成的，是歷史最為悠久的壩型，就地取材、經(jīng)濟是它的優(yōu)點，但是在運行過程中也存在一些病害問題，針對土石壩存在的病害問題得出了土石壩防治措施。

【關(guān)鍵詞】土石壩 小型水庫 安全隱患 防治措施

1選題的意義和依據(jù)

小型水庫在農(nóng)村各地廣泛分布，承擔(dān)著防洪、農(nóng)田灌溉、水力發(fā)電及城鎮(zhèn)供水等重要的功能，是我國水利工程體系的重要組成部分。水庫土石壩是世界水利工程建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛的一種壩型，現(xiàn)今仍在世界各地大規(guī)模新建，這些水庫絕大部分是上個世紀(jì)六、七十年代的產(chǎn)物，由于當(dāng)時施工條件落后，設(shè)計能力較低，施工技術(shù)受限，日常維修養(yǎng)護投入不足，經(jīng)過幾十年的運行，各水庫工程設(shè)施普遍老化失修嚴(yán)重，存在各種安全隱患。

大中型病險水庫除險加固全面完成后，小型水庫成為目前我國防洪工程體系中相對薄弱的環(huán)節(jié)。白1954年有潰壩記錄以來，我國發(fā)生的潰壩水庫中，小型水庫占到98%以上，有很多水庫因潰壩而造成嚴(yán)重人員傷亡。2010年汛期，各地有7座小n型水庫潰壩失事，再次敲響了警鐘。中央明確提出，到2012年底前，完成小I型水庫除險加固任務(wù)：到2013年底前，基本完成壩高10米以上且?guī)烊?0萬立方米以上的重點小II型水庫除險加固任務(wù)：到2015年底基本完成其余小n型水庫除險加固任務(wù)。水利部會同財政部提出了《全國重點小II型病險水庫除險加固規(guī)劃》，于2011年2月22日國務(wù)院常務(wù)會議審議通過。本輪小n型水庫除險加固，壩高10米及以上且?guī)烊?0萬立方米及以上的159萬座重點小II型病險水庫全部納入重點小II型規(guī)劃：其余2.5萬座一般小II型病險水庫分別納入各省規(guī)劃。重點小II型病險水庫單座平均投資約240萬元，總投資381.38億元，全部由中央財政安排專項資金解決，于2013年底完成。為此，響應(yīng)上級號召，進一步做好水庫大壩除險加固工作，確保水庫工程安全，充分發(fā)揮水庫的防洪效益和經(jīng)濟效益，對促進社會主義新農(nóng)村建設(shè)具有十分重要的意義。

2小型水庫土石壩的主要病害問題

2.1大壩穩(wěn)定性差。

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，水庫主管部門在組織專家對水庫大壩進行安全鑒定和水庫除險加固工程初步設(shè)計時，都要對大壩抗滑穩(wěn)定進行校核，校核時應(yīng)當(dāng)采用現(xiàn)狀大壩斷面，有關(guān)土工參數(shù)則要采用大壩壩體地質(zhì)勘探時的實際鉆孔取樣分析資料。許多小型水庫現(xiàn)狀大壩橫斷面與原設(shè)計橫斷面相比有不同程度的變化，大部分由于壩體自然沉陷、管理不到位及人為破壞等方面的原因，造成前后坡變陡，水庫大壩抗滑穩(wěn)定達不到要求。在大壩穩(wěn)定校核時應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)行《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274-2001）中規(guī)定的全部工況進行驗算，當(dāng)計算結(jié)果表明大壩不穩(wěn)定時，結(jié)合水庫存在的其他工程隱患，需要對大壩進行除險加固。

2.2水庫管理設(shè)施不全、缺乏觀測設(shè)備。

大多數(shù)小型水庫不具備管理設(shè)施，少量條件好的水庫建有管理房，大部分則只是在汛期才有人值守；水庫無水文測報系統(tǒng)、大壩觀測系統(tǒng)不完善，遇有降雨時無法報出降雨量、入庫流量和出庫流量；防汛道路標(biāo)準(zhǔn)低，且基本上是砂土路，路面未硬化。另外據(jù)統(tǒng)計，全國小型水庫沒有通訊設(shè)施或不完善的占到小型水庫總數(shù)88%。

2.3水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)低

小型水庫大多是六七十年代修建的，受當(dāng)時歷史條件和施工技術(shù)限制，存在嚴(yán)重的大部分工程邊勘察邊設(shè)計邊施工的“三邊”現(xiàn)象，水庫原設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)過低，水庫大壩經(jīng)安全鑒定，大部分水庫實際抵御洪水能力都不能滿足現(xiàn)行部頒防洪標(biāo)準(zhǔn)中的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)。造成防洪能力不達標(biāo)的原因主要是原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，相當(dāng)多的水庫缺少必要的泄洪設(shè)施或者由于受當(dāng)時投資所限，泄洪設(shè)施未能按照原設(shè)計要求完成。

2.4水庫泄水、輸水構(gòu)筑物年久失修、老化破壞現(xiàn)象突出

多年來因種種原因，使得水庫放水洞豎井及平洞砼表面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫、溢洪道無護底或無導(dǎo)流墻，有的則是襯砌或施工質(zhì)量差，洪水沖刷嚴(yán)重，水庫下游未設(shè)消能設(shè)施，極易對大壩安全造成威脅。

2.5大壩壩體、壩基滲漏嚴(yán)重，這是影響水庫大壩安全、進而影響水庫效益充分發(fā)揮的重要因素。

通過計算，部分水庫大壩結(jié)構(gòu)上是穩(wěn)定的，壩體不會產(chǎn)生滲透破壞，但卻存在滲漏現(xiàn)象，嚴(yán)重時往往使水庫蓄不住水，無法達到興利要求——些水庫滲漏量雖小，損失的水量對水庫興利庫容來說比例不大，但因滲漏而產(chǎn)生的滲透破壞會使使壩體浸潤線抬高，容易造成壩坡不穩(wěn)定，在這種情況下水庫不能正常蓄水，更不能抬高水位運行，工程效益低下。

2.6閘門、啟閉機及機電設(shè)備等年久失修、運轉(zhuǎn)不靈。

閘門橡皮止水老化破碎，閘門大量漏水，大部分金屬結(jié)構(gòu)繡蝕嚴(yán)重、機電設(shè)備超出正常使用年限，造成設(shè)備不能正常運行，有的甚至直接無法使用，影響水庫大壩安全。

3提高小型水庫防洪能力應(yīng)采取的工程措施

以上各種問題的存在，不但嚴(yán)重制約了水庫效益的全面發(fā)揮，對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟和社會發(fā)展造成了障礙，水庫存在的大量病險問題還危及了下游人民群眾生命財產(chǎn)安全。一旦水庫失事，將會給下游帶來重大災(zāi)難，同時給國民經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定帶來重大負(fù)面影響。建國以來，我國各地陸續(xù)發(fā)生水庫大壩垮塌事故，造成大量人員傷亡和群眾財產(chǎn)損失。為提高病險水庫防洪能力，從已完工的水庫除險加固工程所取得的經(jīng)驗來看，在采取工程措施方面主要有三種，一是適當(dāng)增加壩體高度，從而提高水庫調(diào)水蓄水能力：二是對泄洪設(shè)施進行改造，使水庫下泄流量顯著加大：三是適當(dāng)增加壩高與水庫泄洪設(shè)施改造相結(jié)合。對于具體采取的工程措施，可以根據(jù)工程實際，有針對性地靈活運用，在滿足工程防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下，充分考慮到經(jīng)濟合理性。

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