中小型水庫除險加固措施研究及運行管理分析

摘 要：從病險水庫加固的主要措施和后期運行管護兩個方面進行研究，結合水庫病險加固工程常見問題，提出相應的處理措施，通過壩體防滲與輸水建筑物進水口設計等措施，優化病險水庫加固成效，經由循環管理機制與生命周期技術、拓寬資金來源、構建安全檢測中心等運行管理舉措，促使病險水庫加固項目得以順利開展，為水庫功能的運作給予保障。

關鍵詞：病險水庫;除險加固;方法措施;施工技術

中圖分類號：TV697? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）07-0026-03

0 引言

為了保障人們的正常的生活和生產，應該加強對水庫的重視，水庫可以為我國人民提供水源，還具有防洪的作用，但在水庫的運行中，還會有一定的病害，影響人們的生產生活，降低經濟效益的獲取，因此，應該加強對病險水庫除險加固施工的研究。

1 水庫病險加固工程中存在的問題

1.1 前期工作深度不夠

湖南省自2008年以來大規模開展小型水庫除險加固，由于工程項目多、任務緊，加之初期工程實踐經驗缺乏，水庫除險加固項目普遍存在批量生產、閉門造車等現象，對水庫的安全運行埋下了安全隱患。

1.2 除險加固措施不科學

很多的水庫管理人員沒有掌握水庫的除險加固技術，導致部分水庫的除險加固技術是不科學的，其過于盲目地進行整治，不但耗費了人力和物力，而且還無法達到預期的效果，導致資源的浪費。部分水庫的除險加固手段方式還存在保守的問題，沒有發揮除險加固的作用，造成了資金的浪費，影響水庫的防治效果。因此，應該提升水庫的除險加固技術，提升水庫的安全性，增加水庫的除險加固效果。

1.3 后期運行管理較為滯后

目前，我國水庫的管理體制還存在較為僵化的問題，缺少靈活性，存在的人員較多，水庫的工作效率沒有達到理想效果[1]。在水庫的管理體制中，其內部的結構較為混亂，沒有清晰落實責任，實際的管理機制有待完善，經濟方面也沒有獨立的管理機制。在很多的小型水庫中，其管理人員并沒有專業的管理知識和專業技能，沒有學習和發展精神。水庫的工作人員也存在綜合素質不高的情況，其缺乏專業的知識和技能，難以更好地完成水庫管理的工作，影響水庫的安全運行。

2 病險水庫加固施工的主要措施

邵陽市是一個水利大市，擁有各類水庫1252座，其中大型水庫3座，中型水庫36座，小一型水庫229座，小二型水庫984座，其中主要為土壩。根據近些年的除險加固實例，土壩存在的普遍問題包括均以下幾種類型：滑坡、沉陷、腐蝕、裂縫、滲漏、垮塌以及白蟻病害等，造成以上危害的原因是大壩的料質量差，或者是由于碾壓工作沒有做好上下游的坡度比例設計不合理等因素。另外，水庫的輸水建筑普遍存在滲漏、坍塌，無法正常取水等問題。本次以壩體防滲及輸水建筑物處理措施進行分析。

2.1 壩體防滲措施

沖抓套井回填是一種垂直防滲技術，在實際應用時，需要先行在原有壩體內新建井口，而后在沖抓錐輔助下完成建井任務。在建井后，需要保證壩體具有多個孔位，而后在井內使用25 cm的黏土予以充填，隨著夯實工藝的應用，即可提升土層緊固度，自此達到深度防滲目的。與此同時，在此項技術助力下，還能抑制壩體滲流，確保在防滲處理后，可以增強原有壩體的抗滲性。此方法具有施工簡便、成本較低、適應軟土地基沉降變形能力強、壩體防滲效果較好等優點，適用于中、小型均質土壩、心墻壩的防滲加固處理。

特種粘土固化漿液是由粘土固化劑、粘土、水泥和水按一定比例混合組成的漿液。粘土水泥漿中加入一定量的特種粘土固化劑，固化劑中的無機鹽與水泥反應生成膠凝體充填在空隙中，能有效的堵塞滲流通道，從而降低滲透系數，且能一次性解決壩體、壩基的防滲加固問題。與傳統水泥粘土漿液相比，粘土固化劑在實際使用過程中，能夠符合節能要求，整體所用水泥量偏少，而且也不易產生水污染。同時，此類材料的適應性較強，并不需要選用特定材料，可秉承著就近取材的原則減少運輸成本。

在防滲加固處理中，也可以采用高壓旋噴工藝，利用鉆孔灌漿來提升壩體防滲性能。首先，施工人員可以在鉆孔作業中確定好需要加固的部位，其次在孔位處安裝鉆桿設施，擺放好噴嘴，利用高壓噴漿方式把混凝土漿料噴射在壩體上。此時能夠對壩體上破損的位置進行修補，建立新的防滲層。在漿料自然凝固之后，墻體的防滲性能相較之前會有明顯的提升。高壓旋噴工藝具有施工速度快、施工條件要求低、耐久性良好的特點，在壩體的防滲加固工作中使用頻率較高。

在大量的小型水庫除險加固實踐中，又陸續出現了多種防滲方式，且在這個過程中不斷得到完善，例如內坡鋪設土工膜加蓋粘土防滲，在部分工程中發現土工膜容易被損壞，后來在土工膜上澆筑混凝土，同時完善壩體下游側的排水設施，對小型水庫壩體滲漏處理效果較好。

2.2 輸水建筑物處理措施

大部分土壩原來采用的是壩下埋管方式放水，其普遍存在洞壁滲漏、坍塌、放水孔不易控制等問題，輸水建筑物不能正常放水，水庫的效益就得不到充分發揮，因此輸水建筑物的改造在水庫除險加固中至關重要。

壩下涵管改造普遍采用的方案包括封堵新建及開挖重建。開挖重建方案對于壩體填筑部分的要求比較高，否則將對壩體的安全運行造成嚴重隱患。因此當水庫兩岸有較好地質條件山體時，對壩下涵管經常采取封堵處理后新開隧洞，隧洞進水口通常采用的形式主要包括豎井式、塔式及臺階式等。

在對輸水建筑物進行防滲處理時，可以在進水口類型方面進行調整。在隧洞進口處挖掘豎井，加固內部壁面，井的頂部布置啟閉機械及操縱室（如圖1所示）。豎井式進水口的優缺點明顯，優點表現為抗沖擊性能良好，穩定程度高。缺點表現為開挖難度大，巡視工作量大，需要耗費更多的人力和物力。

塔式進水口是獨立于隧洞首部而不依靠巖坡的封閉式或框架式塔（如圖2所示），塔底裝設閘門，在塔頂設啟閉機室。這種型式主要存在受風浪影響大、需要較長的工作橋與庫岸或壩頂相連接、檢修困難等，常用于岸坡巖石較差且庫內水位變化較大的情況。

臺階式進水口（即分級臥管）是小型水庫中廣泛采用的一種方式，分級臥管斜躺在山坡上，建造成臺階式，臺階上面有一個一個地放水孔（如圖3所示）。該類型進水口上下兩端改造位置分別為蓄水位最高水位線、輸水涵洞接線處。至于進水口建設時設置的放水孔，應在閑置時進行密封處理，以免出現泄水情況。使用期間，可以隨著水位降低，逐層開啟放水孔。而且還要新增通氣孔，杜絕真空現象。但此種方式因孔口較多，易漏水，故分級臥管一般用于小型水庫和山圍塘。

3水庫運行管理措施

3.1 建立良好循環的管理機制

病險水庫的形成從某種程度上可以歸納為人為因素，即水庫管理不到位或是日常維修不及時等，這就導致原本質量優良的水庫逐漸產生破損問題。因此，在加固施工中還需要建立閉環管理機制，實現良好的循環管理，自此確保水庫管理職責更加清晰化。一方面，在水庫管理工作中，應當設置責任機制，憑借管理職責的細化分配，保證每名水庫管理員，都能嚴格履行個人職責。此外，要求承擔水庫運行管理職權的管理員，在日常工作中應當加強巡視，隨時記錄壩體開裂以及滲水情況，并且及時上報險情。

另一方面，對施工人員定期進行職業培訓。無論是水庫調度事宜還是水庫維修管理事務，都要嚴格遵照相關規定，及時為施工員、管理員、技術員召開職業培訓活動，以期在培訓中掌握專業知識，就此激發安全防護意識。另外，在加固施工中，管理員也要依據管理要求，對施工員錯誤的施工行為予以糾正，而且還要合理搭配施工資源，以便在良性循環中，切實維護水庫質量與水庫運行安全[2]。

3.2 進行大壩生命周期和安全技術的研究

病險水庫的維修與加固施工往往需要投入過多人力物力。為了延長水庫壩體使用年限，應當圍繞大壩生命周期，以生命管理技術嚴控水庫風險。水庫大壩趨于病險水庫發展中，會歷經老化、破損的過程。若施工人員能夠在病險水庫進展期間對其進行安全評價，依照評價結果提出安全防護策略，并且在水庫尚可保持正常運營狀態的情況下進行加固，有利于保護水庫完整度。另外，在判斷當前水庫存在潛在風險時，應立即組織施工人員實施加固處理，自此在維護生命周期原有安全等級之上，嚴控水庫風險，這也是病險水庫優化加固施工成效的關鍵步驟，應得到水庫管理團隊的密切關注。

3.3 保障工程順利施工

病險水庫加固工程的建設本身需要投入充足資金，要想確保該項工程的順利施工，理應拓寬資金來源。從往日工程施工成果可了解到：加固效果常受資金問題影響。一旦缺少資金保障，不但不利于購進優質加固材料，而且對專業技術人員的聘用也會產生阻力。此時，除了可以在政府撥款項目上新設水庫除險基金外，還可以將此工程納入投資項目中，吸引社會資本力量，繼而提高資金儲備量，提升病險水庫修建質量。另外，對于資金來源的增擴，還應當在政府與社會資本合力下，逐漸形成專項資金，以免因缺乏施工資金，致使工程進度有所延誤。若資金充足，即可為除險加固事項的落實奠定夯實基礎。

3.4 構建安全檢測中心

為了更好地降低水庫病害率，應該加強對水庫的檢測，及時發現水庫的問題，優化水庫的發展。我國還沒有高超的病害水庫檢測技術，針對這項問題，應該進行安全檢測中心的建設，提升水庫的調度計劃，及時執行相關計劃，有效檢測水庫中存在的病害問題，及時做好水庫除險加固工作，提升水庫檢測質量，增加水庫安全性。除此之外，還應該建設相應的水庫區域的防洪通訊系統，促使水庫之間各個不同區域可以共享實際的水文信息，根據信息的實際情況進行防洪方法的制定，維護水庫運行安全，更好地抵御風險[3]。

在進行水庫的除險加固工作中，還應該加強水庫運行管理，認識到自身的工作優勢并加以利用，進行有效的運行管理機制的建設，更好地進行經營工作，提升當地的經濟效益。為了水庫能夠更加長遠的發展，還應該優化工作人員的薪資水平，提升工作人員的專業知識和能力，加強水庫工作的科學性。

4 結語

綜上所述，在對病險水庫進行加固處理時，若能聯合壩體防滲處理與進水口合理設計等措施，開展除險作業，即可獲得顯著的維護水庫安全的效果。同時，為了促使病險水庫在加固過程中擁有優良的養護條件，還應當從循環機制、生命周期、資金來源以及安全檢測中心等方面著手，確保病險水庫在前期加固與后期養護管理舉措下，實現穩定運行，為我國水庫項目的良性建設給予依托。

參考文獻

[1] 熊巖.小型病險水庫除險加固設計常見的問題分析[J].水利技術監督，2020（3）：30-34.

[2] 葛均啟.水利工程病險水庫的加固設計探討[J].建筑技術開發， 2020，47（7）：9-10.

[3] 張琳霞.夏縣小型病險水庫除險加固后運行管理方法的探索與思考[J].山西水利科技，2019（3）：85-86+92.

收稿日期：2022-03-01

作者簡介：李敏（1987—），女，湖南臨湘人，本科，工程師，研究方向：水利水電工程設計工作、水工結構。