淺析小型水庫除險的加固設計分析

李 旭 李 軍

淺析小型水庫除險的加固設計分析

李 旭 李 軍

（綿陽市水利規(guī)劃設計研究院 四川綿陽 621000）

小型水庫對我國的農(nóng)田灌溉來說是主要的水源支撐，滿足了大部分農(nóng)業(yè)區(qū)域?qū)Ψ€(wěn)定水源的需求。然而，我國的小型水庫建造時間都相對較早，受到當時設計、技術及施工條件的限制，目前很多小型水庫處于病險狀態(tài)，亟待除險加固。

小型水庫；設計；施工；除險加固

作為農(nóng)業(yè)大國，對水資源的依賴是眾所周知的，小型水庫的存在對整個國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。我國大部分的小型水庫修建于上個世紀六七十年代，由于修建時間久遠，又位于我國地震帶區(qū)域，受多次地震的影響，存在著很多的安全隱患[1]，經(jīng)過多次的除險加固，如今才得以正常運行。所以，對于小型病險水庫的除險和加固工作刻不容緩。本文以根據(jù)綿陽市梓潼縣相關水庫的除險加固工作展開分析，探討小型病險水庫除險加固問題及解決措施，希望有助于小型水庫除險加固工作的順利進行。

1 小型水庫除險加固的原則及考慮因素

小型水庫在歷經(jīng)數(shù)年運行工作后除險加固過程中要考慮和注意的事項是必不可少的，需要遵循一定的原則和依據(jù)進行設計、施工，以便達到最優(yōu)除險效果。

在小型水庫除險加固工作進行時，需要根據(jù)國家水利工程建設管理部門的相關要求和規(guī)范，提前對水庫的安全性進行鑒定，依照水庫安全鑒定結(jié)論進行除險加固設計。小型水庫的所在位置的不同的氣候和位置對水庫的運行影響在除險加固的設計中也應考慮在內(nèi)[1]。此外，小型水庫的除險加固設計要遵循施工安全方便、經(jīng)濟、高質(zhì)、高效的原則。

2 小型水庫實際除險加固案例情況

大安水庫位于梓潼縣自強鎮(zhèn)星光村境內(nèi)，距自強鎮(zhèn)6km，離梓潼縣城18km。大壩建在涪江二級支流“墳林嘴”口上，壩址以上流域面積1.78km2。大安水庫大壩于1976年冬動工興建，1977年8月完工投入運行。為一座高17.2m，壩頂寬4m，長190m的均質(zhì)土壩。總庫容112.2萬m3，正常庫容88.5萬m3，死庫容19.7萬m3，設計灌溉面積3630畝，實際灌溉面積1668畝，工程下游有302省道，6km處有自強場鎮(zhèn)，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖的小（一）型水庫。水庫樞紐由大壩、溢洪道、放水設備組成。在“5.12”地震中，大安水庫樞紐工程主要出現(xiàn)壩體裂縫，根據(jù)水利部綿陽震損水庫核查統(tǒng)計表，大安水庫被核定為高危險情的水庫。對壩體裂縫主要采取開挖、回填、塑料薄膜覆蓋，對回填部位進行夯實，采用一布一膜進行覆蓋、封閉，膜上覆蓋20cm土并壓實。

隨后針對水庫樞紐進行安全出險加固，發(fā)現(xiàn)水庫主要存在的問題是防洪標準不夠、壩基、兩壩肩及岸坡滲漏等問題。

3 小型水庫除險加固工程存在的問題

3.1 樞紐除險加固項目多

梓潼縣小型水庫主要為均質(zhì)土壩，修建于上世紀六七十年代，屬于“三邊”工程，工程無設計，施工質(zhì)量參差不齊、防洪設防標準低；溢洪道泄流能力不足結(jié)構(gòu)未襯砌；放水設施運年年代久遠，滲漏破壞嚴重；壩基礎和壩肩基礎清理較差、壩體填筑不密實，導致基礎和壩體出線集中滲漏、散浸現(xiàn)象。因此小型水庫除險加固主要對壩體、溢洪道、放水設施等工程進行除險加固。

3.2 施工困難

小型水庫建設多在農(nóng)村地區(qū)，水庫管理人員相對缺乏，水庫基礎資料缺乏、對外交通不便，加大了除險加固工程的難度。

3.3 時間緊迫

小型水庫作為當?shù)胤€(wěn)定的灌溉來源，也承擔著一些地區(qū)的防汛任務，要盡量避免水庫除險加固工程影響水庫的正常灌溉用水要求，也就意味著要在盡可能短的時間內(nèi)完成除險加固工作，加之水庫建設時間久遠，水庫病險程度較重，且目前受地震周期活動平凡，極端天氣的影響，急切需要對病險水庫進行加固，解除安全隱患。

4 小型水庫除險加固方法

4.1 解決資金

在“5.12”地震后，綿陽地區(qū)的水庫震后除險加固主要是利用各級財政資金，有利于水庫加快除險加固的快速實施；其他地區(qū)根據(jù)目前中央的相關政策，水庫除險加固主要是利用各級財政資金，確保了小型水庫除險加固的順利進行，解決了資金籌措的問題。

4.2 勘測分析

小型水庫建設時間久遠，在除險加固工程進行之前，需要對病險水庫所處地的地形、地質(zhì)條件、水文條件、周圍環(huán)境及安全隱患問題進行詳細勘察，結(jié)合水庫的安全鑒定報告參考后，再進行設計。此外，需要對病險水庫的洪水調(diào)節(jié)能力、原有水文資料以及除險加固后人文活動進行結(jié)合及參考，以便為除險加固設計提供準確的數(shù)據(jù)支持[1]，使除險加固達到預期質(zhì)量和效果。

4.3 加固設計、施工

小型水庫的除險加固工程根據(jù)水庫的實際情況不同而設計、施工不同，具體包含以下幾方面的加固措施：

4.3.1 壩體加固

均質(zhì)土壩壩體加固主要以壩體灌注黏土漿加固為主要措施，運用較為廣泛，其工藝分為充填式及劈裂式兩種，前者是指自重灌漿，后者則是劈開壩體后利用灌漿壓力進行操作。這兩種灌漿工藝效果顯著，是我國土石壩建筑除險加固的主要內(nèi)容[2]。

4.3.2壩體護坡加固

壩坡滑動是土石壩建筑的小型水庫的常見病險，由于原施工壩體坡度陡峭、迎水面壩體長期受到風浪淘蝕、動物的破壞以及其他作用力的不良影響，壩坡抗滑穩(wěn)定不滿足要求，上游壩面出現(xiàn)滑坡等現(xiàn)象。

壩坡加固主要有以下幾方面內(nèi)容：①采用上游面拋石固腳的方法加固壩體上游壩坡②上游面設置防浪護面材料，處理好自然環(huán)境等造成的坡體裂縫③采用“上削下培”方法，放緩坡度，提高壩體抗滑能力，防止壩體滑坡[2]。

4.3.3提高壩體與壩基密實度

壩體建筑質(zhì)量不達標或者壩基處理不當，都可能導致壩體與壩基的密實度降低，致使小型水庫工程質(zhì)量偏低，造成安全隱患。提高壩體和壩基密實度成為小型水庫除險加固的重要手段之一。可以采取深層攪拌法等增加壩體與壩基密實度 [1]。

4.3.4 溢洪道、輸水涵道加固

溢洪道、輸水涵道加固有利于改善小型水庫的輸水能力、泄洪能力，提高運行效率，避免病險災害。在對輸水涵道加固的工程中，包含壩下涵管以及水庫輸水涵洞[3]，以確保小型水庫安全隱患的消除，提高運行安全性。

5 小型水庫除險加固設計中常見問題和避免措施

5.1 泄洪道泄洪能力的計算

由于常年的運行使用，水流對泄洪道的沖擊作用等早已使得泄洪道不再是標準的幾何形狀，我們按照標準的幾何形狀計算出來的泄洪能力往往是不夠準確的，這就需要對泄洪道的水流情況進行分析，是否滿足規(guī)范要求，計算溢洪道泄流能力、溢洪道水面線和消能設施的計算，對溢洪道進行全面除險加固 [4]。

5.2 防滲漏和滲透破壞的疏忽

一些在小型水庫的除險加固工程的防滲透設計中，往往忽略了壩體與兩端山體之間接觸部分的防滲透功能，所以很多水庫出現(xiàn)壩體無恙，接觸部分滲透問題頻繁的情況。對壩體和建筑物銜接部位和壩肩等重要部位需要進行重點設計，如在溢洪道砼邊墻和土壩銜接部位設置刺墻等。對壩肩滲漏進行灌漿處理等方法解決滲漏問題。

5.3 灌漿加固忽視鉆孔

不同結(jié)構(gòu)及建筑材質(zhì)的水庫除險加固灌漿工藝也不盡相同，要結(jié)合實際情況安全灌漿。在整個灌漿工藝中，鉆孔是一個看似簡單卻影響重大的技術手段。鉆孔前應對鉆孔位置、鉆孔沖洗、數(shù)據(jù)等進行詳細的記錄和分析，并由施工監(jiān)理部門進行專業(yè)的技術和工藝復查[3]，避免因小的失誤造成整個除險加固工程的失敗。

5.4設計方案的合理性復查

目前很多小型水庫除險加固的方案設計完畢后缺少對設計方案的合理性理論認證[4]，從而出現(xiàn)在施工過程中問題不斷的現(xiàn)象，影響除險加固工程的進行，甚至導致除險加固工程失敗。因此，在除險加固工程施工之前，對除險加固設計方案的復查、相關參數(shù)認真校核也是十分必要的。

6 結(jié)語

小型水庫的除險加固設計對除險加固工程起著主導作用，不可忽視。針對目前小型水庫的病險狀態(tài)，應深度結(jié)合小型水庫的實際情況，利用現(xiàn)代化的設計理念和思路，尋求現(xiàn)代化的工業(yè)技術輔助，有效的提高小型水庫的安全性及運行效率，使其更好地服務于我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，更好地推動我國水利建設行業(yè)的發(fā)展。

[1] 陳建,楊祖欣,鄭英.小型水庫除險加固工程中的若干問題[J].中國水運,2009,(10).

[2] 楊靜,王寧,王黎明.淄博市百座小水庫除險加固工程設計中存在的問題及對策[J].中國水利,2012(10).

[3] 王工濤.關于小型水庫除險加固設計的探討[J].科技展望,2015,07:81.

[4] 程守金,徐勤學.小型水庫除險加固工程地質(zhì)勘察幾點探討[J].中國水運,2011(2).

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1007-6344（2017）03-0076-01