小型水庫除險加固問題探討

邢孔東

【摘 要】文章首先分析了小型水庫除險加固中的問題，其次展開了對小型水庫除險加固措施的論述，主要從土石壩的防滲加固技術、土石壩結構加固技術和壩下涵管加固進行探討，旨在保障小型水庫除險加固的安全，希望為相關人士提供一定的參考價值。

【關鍵詞】小型水庫；除險加固；問題；措施

我國現有87085座水庫，其中大型水庫510座，中型水庫3260座，小型水庫83315座（?。?）型16672座，?。?）型66643座），小型水庫占水庫數量的95.7%。小型水庫絕大多數建于上世紀50∽70年代，受時代背景及技術手段的限制，相當數量水庫屬于邊勘測、邊設計、邊施工的“三邊工程”；相當數量小型水庫呈現無管理經費、無管理人員、無安全保障的“三無狀態”。經多年運行，工程普遍存在建設標準低、施工質量差等缺陷，加之長期運行管理不善，每到汛期，出險、潰壩事故時有發生。據統計，1954∽2006年，我國發生潰壩的各類水庫3370座，占潰壩失事總數的96.3%。

一、小型水庫病害特點

據統計，我國小型水庫約95%的水庫大壩為土石壩。小型水庫建筑物通常包括土石壩、溢洪道和輸水涵管等建筑物，由于小型水庫建設標準低，加之管理不善，經過多年運行，普遍存在滲流、結構、抗震、金屬結構和安全管理等問題、小型病險水庫的主要病害特點如下：

（一）防洪能力不足

我國約35%的小型病險水庫防洪標準偏低，或泄洪設施不健全，部分水庫已出現潰壩險情。防洪能力不足主要表現在：①水庫原設計防洪標準低于現規范要求；②壩頂高程不滿足正常擋水要求，洪水漫頂造成潰壩事故；③泄洪設施不完善，如溢洪道斷面尺寸不足、渠道淤積致使能力降低等。

（二）滲流不安全

小型病險水庫通常存在大壩壩體與壩基滲漏問題，體現在：①由于壩體單薄、壩體土料滲透系數偏高、下游壩腳排水棱體失效等，導致下游壩體浸潤線偏高，壩體出現散漫；②壩體沉降變形，造成裂隙發育，滲水沿裂隙集中排出；③由于當時勘探技術水平落后，對壩基和岸坡的地質條件了解不夠，未采取有效的截流措施，庫水經沖積巖及透水裂隙排出，導致壩基、壩肩滲漏；④下游壩坡發生流土，下游壩腳出現管涌，造成壩體、壩基滲透破壞。

（三）結構不安全

1、土石壩結構安全問題

小型水庫大壩經過多年運行，加之管理不善，通常存在以下結構安全問題：①由于大壩壩坡太陡，下游壩體浸潤偏高、壩基分布含水量較高的淤泥層，經復核壩坡的抗滑穩定性不滿足規范要求；②由于壩體填土固結沉降和地下水滲透作用，導致壩體變形，出現裂縫、滑坡、塌陷和護坡破壞等現象。

二、土石壩的防滲加固技術

（一）混凝土防滲墻

混凝土防滲墻主要采用鉆鑿、抓斗、鋸槽、液壓開槽、射水等工法，在壩體或地基中建造槽型孔，以泥漿固壁，然后采用直升導管，向槽孔內澆筑混凝土，形成連續的混凝土墻，以達到防滲目的。防滲墻施工可以適應各種不同材料的壩體和各種復雜地基，墻的兩端能與岸坡防滲設施或岸邊基巖相連接，墻的底部可嵌入基巖內一定深度，徹底截斷壩體及壩基的滲漏通道。防滲墻墻體材料根據其抗壓強度和彈性模數，可以分為剛性和柔性材料兩大類。計算分析顯示，大壩在粘土心墻中心增加防滲墻加固后，大壩心墻的防滲能力和抗滲能力得到提高，下游壩體浸潤線降低，大壩下游壩坡抗滑穩定性提高。

（二）深層攪拌連續墻

深層攪拌法防滲技術是在深層攪拌樁原理基礎上發展起來的一種新方法，它是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機械，在壩基（身）內部疳軟土強制攪拌后，由水泥和軟土之間所產生的一系列物理-化學反應，使軟土改性硬化成具有整體性、低滲透性和一定強度的水泥土攪拌樁。由水泥土攪拌樁多樁搭接而成連續密實的墻體，稱為水泥土攪拌連續墻體。按照固化劑狀態的不同，主要分為噴水泥漿深層攪拌法和粉體噴射攪拌法。深層攪拌水泥土連續墻，實際上都是由單個的水泥土攪拌樁互相交割連接而成，其在土石壩防滲加固中的應用，與混凝土防滲墻基本相同。

（三）土工膜防滲

土工膜是一種優質、經濟、可靠的土工合成防滲材料，它施工方便快捷，適應變形能力強，有很好的不透水性，是一種比較理想的防滲材料，其結構型式常有“一布一膜”、“一布二膜”和“二布二膜”等。土工膜以其防滲性能好及適應壩體變形等優點，廣泛應用于土壩防滲加固，已從低壩向高壩發展。

（四）基礎防滲帷幕灌漿

防滲帷幕灌漿主要利用灌漿泵或漿液自重，通過鉆孔、埋管或其它方法把水泥漿液、粘土漿液、水泥粘土漿液或化學漿液壓送到巖體的裂隙、土體的孔隙或混凝土裂隙中，漿液凝固后形成阻水幕體，從而減少滲流量或降低揚壓力的灌漿。按大壩基礎類型的構成分為巖石灌漿和砂礫石層灌漿。按灌注材料分為水泥灌漿、水泥粘土灌漿、水泥砂漿灌漿和化學灌漿。

三、土石壩結構加固技術

（一）壩坡穩定加固方法

土石壩結構安全主要控制要素是壩坡在重力和滲壓力作用下存在向下和坡外滑動的受力特點。土石壩壩坡穩定加固前，應根據壩坡不穩定的原因，針對不同情況，采用相應措施，其原則是設法減少滑動力和增加阻滑力。主要措施有：削坡培厚法、坡腳壓重阻滑法和防滲加固法等。

（二）壩體填土性能提高

當原壩填筑材料性能較差，造成壩坡抗滑穩定不滿足要求或壩坡排水性能較差時，可挖除原壩坡筑壩材料加固法，重新填筑性能較好，透水性大的筑壩材料，從而提高壩坡穩定性或排水性能。

（三）壩體裂縫處理

根據裂縫觀測資料，針對不同以性質的裂縫采用不同的加固處理措施，縱向裂縫寬度小于1cm，深度小于1m的較短縱縫，只要不與橫縫聯通，在防滲上無問題，同時對壩體整體性和橫斷面傳力影響不大，可以不必全面處理，只作表面封閉處理，防止雨水浸入；對裂縫寬度大于1cm，縫深大于1m的縱縫，對壩體整體性影響較大，且縫內浸入雨水，對壩坡穩定不利，應進行全面處理。橫向裂縫在滲漏上危害很大，對壩體整體性也有較大影響，因此無論裂縫大小，均應進行加固處理。主要的處理方法有挖除回填、灌漿處理和挖除回填與灌漿處理相結合。

四、壩下涵管加固

小型水庫壩下涵管往往構成土壩安全隱患，過去涵管結構差異很大，漿砌石管、鋼筋混凝土預制管等型式不一，壩體、壩基埋設方式各異、且一般管徑小、進人困難。根據壩下涵管的破壞情況、危害程度，以及工程的實際地形地質條件，壩下涵管加固方案一般采取三種方案。

（一）將壩下涵管移出壩外。這是優先考慮的方案，可在杜絕以后由于壩下涵管損壞可能帶來的隱患。一般在壩肩合適位置新打隧洞，以滿足原有的灌溉、發電、泄洪、放空等功能，同時將原壩下涵管封堵。需要提醒的是，要重視原壩下涵管的封堵，以免再次出現漏水而危及大壩安全。要求封堵體與壩體防滲體有效銜接，進出口也予以封堵。

（二）對壩下涵管進行加固。一般適用于涵管結構破壞不嚴重、具備加固施工條件的情況。

（三）拆除重建。如果兩壩肩沒有合適的地理位置和地質條件，或原壩下涵管又破壞嚴重難以加固安全，或管徑小、進人困難，就不得不拆除重建。需要說明的是，新建涵管一般要求坐落在基巖上，特別要重視管身分縫及其止水等細節設計與施工，截流環的設置等內容。

五、結束語

總的來說，目前我國存在非常多的病險水庫，這就會影響到人們對水資源的正常使用。因此分析了小型水庫除險加固問題以及相應的除險加固措施，從而保障小型水庫的正常運行，更好地服務于人民。

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