平原地區水庫除險加固工程的幾點思考

摘要：為了落實某水庫的穩定與安全事宜，針對水庫相關情況，也就是穩定、防滲、防洪、泄洪各方面進行分析、總結，以確保水庫安全穩定運作。

關鍵詞：大壩安全；除險加固；防滲

1工程概況

1998年那次罕見的大洪澇過后，某平原地區水庫的除險工作顯得尤為重要。此次危險重重的水情對水庫造成了嚴重的沖擊。水庫把河渠中的水灌入水渠中用，把新湖總場干渠做泄水渠，由于下游的攔水庫尚未安置溢洪道，因此該工程必須承接其下泄的所有洪水，此工程緣于其獨特的地理位置因而具備了跨流域運作的屬性，本來是注入式水庫的，故該水庫得安設溢洪道來承載下游水庫的泄洪量。

該工程在實施的30年里淤積現象非常厲害，主要是由于黃河泥沙含量過高和上游水庫下泄的洪水里所含的泥沙，特別是因為莫河渠襯砌工程沒有得到實施。渠道土質由于抗沖刷功能弱、坡度高，被水流沖刷成寬50～60m深6～8m小河的河渠里灌入了大批泥沙并匯入了水庫。研究材料顯示，該工程的庫容已經累計高達700萬m3。

2水文及地質條件

由于這個區域在大陸性干旱氣候區內，整體表現出冬寒夏熱、年溫差與日溫差相差甚大、年平均氣溫69℃、極端最高溫度43.1℃、極端最低溫度-42.4℃、年較差43.5～44.7℃的特征。該工程屬平原水庫，囊括在黃河流域內，而且下游的水庫設在該工程5.3km之外的東南方，所以可以稱作是下游河道上的攔河水庫，該水庫被分為上中下3個水庫，由于下游水庫的容積過小，水庫蓄水能力弱，因而洪水經常下泄，下游的洪水到最后都還是會流入該工程中；除了攔蓄與漁業兩個目標，該工程還必須承接下游水庫下泄的洪水，所以下游水庫的水文測量與計算理所當然應列入該工程洪水標準復核范圍內。 以上所述的威脅在這2座水庫修建的時候沒有列入考慮的范圍，一直持續到這幾年，下泄量過大的下游水庫才漸漸被相關領導階層關注。

從地貌單元上來說該工程處于河積潛水出帶，其地下水埋深度為0～1.5m。庫壩區出露地層是第四系的松散堆積物，標志性的巖性包括粉土‘粉質粘土、粉細沙、中粗沙等，從上往下地層結構為粉土-粉質粘土-粘土，各層之間散布著成牙狀的厚度各異的粉細砂透鏡體。而中細沙則淤積在地形低洼的沖溝或槽灣中，從水平方向上看其形狀大多是不連續的。自從水庫建成實行以來，因為長時間蓄水的緣故，大壩四周紛紛出現大范圍浸沒現象。這些被浸沒的土地鹽堿化程度很深，土體工程地質特性變得越來越差，資料表明，在埋深3～5m范圍內的軟塑狀態的地基承載能力比較弱。

3出現的問題及其任務

在2000年通過的水庫大壩安全鑒定顯示，該水庫中主壩段壩體填筑質量低，壩坡不穩定，壩基沒有沒有被徹底處理過，再加上滲漏嚴重，影響了水庫使用效率，水庫真正能抵御洪水的標準低于市場使用的洪水標準，由此確認該工程大壩屬于第三類病險壩。

對于上面闡述的水庫大壩中產生的種種問題，實施除險加固措施的任務具體概括為以下五點：（1）考慮到安全因素，給該水庫增設溢洪道。（2）使用新的更牢固的大壩防浪混凝土板護坡；與此同時，在下面鋪上復合土工膜來增強壩體防滲性能；另一方面，為了增強壩體抗沖刷、降低壩內滲壓管水頭和壩基防滲功能，用垂直鋪設復合土工膜的方法對壩基進行整改。（3）通過加高加固等措施重新修改壩體防浪墻。（4）另外，壩面上的隔壁需要增加鋪設力度，方便行人行車，也使水庫管理更便利。（5）針對水庫中淤積泥水提出的各項處理措施。

4 解決辦法

（1）給該工程新添防洪道。當遇到比較罕見的重大洪害泄洪涵洞不足以泄洪時，可以動用溢洪道進行防洪泄洪工作。

（2）使防浪混凝土板護坡得到鞏固加強。累計一共需要對長達8.1m的壩體進行維護增強并換新的混凝土板護坡，另外還可以通過在壩坡上增設復合土工膜來加強壩體、壩基防沖刷和防滲能力，巧妙的運用這種方法對土壩加固、防滲功效的發揮有很好的推動作用。

（3）由調洪演算的數據來看，我們把汛期的水庫限洪上線洪水位設定在427.00m，洪水位和較洪水位高分別是427.65m和428.19m，防浪墻的頂高程固定在430.55m，原則頂高程是429.45m，防浪墻高0.8m，但是我們必須考慮到防浪墻不能承受水壓的事實，為了解決這個問題，需要更新結構型式為鋼筋混凝土擋土墻式的壩段防浪墻。

（4）在壩后安放貼坡排水用來縮減壩體測壓管水頭；另一方面，需要及時對壩后排水渠進行疏通加深處理，保證壩后排水通道不受任何阻饒。

5關于本工程除險加固工程的研究

由于該工程是作為下游水庫分洪的攔河平原水庫而存在的，因而要兼具調洪任務。這項工程于2003年9月正式實施，一直到2005年11月才大部分建成， 2004年2月專家組對這項工程大壩進行了安全鑒定，針對這項工程除險加固進行了系統性的查除。以下是本人的幾個認識與思考：

（1）該工程雖然對對壩體穩定計算、滲流計算后的分析，但是忽略了對壩基計算、壩基基礎的滲流計算的重要性。對于壩后在出現滲流沒截斷時會不會發生管涌仍然不清楚，況且其大小程度也沒有得到進一步確定。針對這種情況，筆者認為需要對壩基實施分段計算。

（2）由于防凍層是砂礫石，因而存在砂型好壞的問題。為此，必須在運行管理的基礎上防止排水失效的狀況發生。

（3）該工程雖然對壩體壩基都進行了除險加固的防滲，但是基礎底下、邊坡、邊墻會不會出現凍漲、或者會不會由于走水、滲透比降變化而造成沖刷還是個疑問。

（4）閘底涵洞有一部分口徑減小，前面翼墻也沒有變動。建議應該對閘前八字墻進行全套改建，涵洞進口設為事故點。另外，雖然工程完工運行也很正常，但是不能忽視大壩安全的重要性，應該時常對大壩進行觀測、巡視；要準備好搶險隊伍，并且儲存好充足的防洪物資，巡壩工作必須日夜進行，為了保證水庫安全穩當發揮作用，特需加強對溢洪道的巡視。

作者簡介

1陳洪斌，1985年 7月，現就職于浙江省正邦水電建設有限公司，從事水利施工、管理工作。

2李剛，1982年5月，現就職于浙江省正邦水電建設有限公司，從事水利施工、管理工作。