淺析病險水庫塘壩堤壩防滲加固

周祖彬

（保山市昌寧縣水務局勘測設計隊 云南昌寧 678100）

昌寧縣地處橫斷山脈南延部份的滇西縱谷西南部，國土面積3888km2，轄9鎮4鄉、79個村45個社區，總人口35.07萬人，其中農業人口占81.8%。境內最高海拔2876m，最低海拔608m，是一個典型的山區農業縣。

全縣已建成水庫72座，其中：中型4座，小（一）型18座，小（二）型50座，小塘壩200多座。這些水庫、塘壩承擔著全縣的農業灌溉、防洪、人畜飲水供水等任務，為農田灌溉、抗旱、防御洪水災害和保障國民經濟建設發揮了重要作用。2006年以來昌寧縣積極爭取中央、省、市級資金支持已完成1座中型，18座小（一）型、48座小（二）型水庫除險加固。由于目前政策原因，各級尚無小塘壩加固整治資金支持，所以未對200多座小塘壩進行加固處理。同時在地震、山體滑坡等自然災害影響下，目前仍有2座中型、8座小型水庫大壩存在病險。這些病險水庫和小塘壩不同程度存在壩腳、壩基、壩肩滲漏，白蟻危害等問題，特別是小塘壩因放水設施不完善，大壩沒有溢洪道，放水涵洞防洪標準低，以及工程本身質量較差，年久老化失修等問題，病險危害較大。病險庫壩下游大部分是城鎮、村莊、交通干線，地理位置險要。庫塘堤壩存在的隱患嚴重威脅著下游人民生命財產的安全或不能充分發揮其興利效益。

1 水庫塘壩病險類型及處理方法

1.1 水庫塘壩病險的主要類型

水庫塘壩工程常見病險包括大壩壩腳和岸坡接觸帶滲漏、山體滑坡、壩體開裂、白蟻危害等類型。最為典型的是滲透破壞，其主要表現為管涌、流土、集中滲漏。滲透破壞險情大致可分為三種：①壩體和壩基接觸帶出現的險情，由于筑壩時未清基或清基不徹底，大壩與壩肩壩基接觸面不能很好的銜接，存在空隙容易產生白蟻或造成接觸帶薄弱環節，且因水庫塘壩蓄水對大壩產生帶來巨大水壓力，導致滲漏。②壩基產生的險情，主要由于受條件限制壩址選擇不當，壩基存在透水性較強的砂層、砂壤土層所致。③大壩出現的險情，主要是由于壩體物質成分的不均勻性和填筑碾壓不密造成。由于70～80年代修建水庫多為受益鄉村群眾投工投勞建設，大壩填筑技術要求不高，施工工藝簡單等原因，部分堤壩填筑不合格，且因壓實不均勻等原因，存在孔洞、裂縫等，主要表現為散浸、脫坡、漏洞等。

1.2 水庫塘壩防滲加固方法

水庫塘壩工程大壩的滲漏處理，常見的可采用帷幕灌漿、劈裂灌漿、截滲墻等進行防滲。若有需要也可采取翻挖重新填筑堤身或加厚堤身的方法進行防滲。對于砂卵礫石粒徑較大含量較高的基礎防滲處理，也可采用排水蓋重減壓反濾保護等其它措施。

2 大壩工程防滲處理技術

2.1 大壩防滲處理方式

對壩基滲漏的處理一般按上游“堵、截、鋪”，下游“減、導、排”的原則，所謂“堵、截、鋪”就是增設防滲墻、進行帷幕灌漿和鋪蓋等以減小滲漏量；“導、減、排”是修建導滲反濾體、減壓井、排水溝等以降低水的揚壓力。大壩防滲主要處理方式：一般采用灌漿或截滲墻來防止滲漏或降低浸潤線，采用防滑樁或壓重等措施來提高抗滲、抗滑穩定性和安全系數。滑坡的處理比較復雜，要具體分析滑坡的成因，并進行有針對性的解決問題。主要措施是增加阻止滑坡產生的物質和消減滑坡產生的物質，最好的方法是降低壩體浸潤線或改變土體性質，提高壩體穩定性。隨著科技的飛速發展，各種新型合成防滲材料日新月異，用土工膜或無紡布復合土工膜防滲和用加筋材料提高土體穩定性在工程中應用較多。

2.2 大壩灌漿防滲的基本方法

2.2.1 劈裂帷幕灌漿

劈裂帷幕灌漿主要用于加固堤身，防止堤身滲漏。該方法要結合大壩實際情況，主要用于大壩填筑材料差，碾壓不密實的防滲加固。可沿壩軸線采用直線或梅花形單線布孔，分段灌注，分序加密。壩基帷幕灌漿防滲，孔距一般2m；壩體劈裂灌漿防滲，孔距一般4m，孔深根據隱患和病害情況分別以鉆透堤身填土或穿過堤身鉆入基礎1～2m為宜。以泥漿由下而上，少量多復；漿液由稀到稠，循序漸進；壓力由大到小，靈活掌握來控制灌漿中容易出現的串漿、冒漿、局部隆起、滑坡等各種問題，使灌入的泥漿沿堤壩軸向形成一道防滲帷幕，達到防止滲漏、改善堤身質量、提高堤壩堅固度的目的。

2.2.2 速凝低壓灌漿

速凝低壓灌漿一般用于高危水位下搶險堵塞管涌，是以填充膨脹物質加大管涌阻力減慢管涌水流速度和在水泥中加入速凝劑使水泥漿能很快凝固從而堵塞管涌。在實際工作中應根據管涌位置的土層地質情況（即粘土或砂礫層）采用相應的鉆機鉆孔，然后向孔內填充遇水即可膨脹的物質，再以較小的壓力向孔內注入混合了速凝劑水玻璃的水泥漿，以較短的時間堵住管涌，達到搶險的目的。

2.2.3 高壓填充灌漿

高壓填充灌漿主要用于大壩基礎灌漿，以滿足基礎筑壩要求，也用于堤身較大空隙、溶洞、蟻穴的填充，以提高堤壩的安全穩定性。應用于基礎灌漿時，用鉆機在需加固的堤段從堤頂鉆孔，孔距一般在1.5～2m之間，孔深以鉆入基礎穿過砂礫層1～2m為宜。灌漿時壓力由低到高，套管下到填土層保證干燥，基礎部分砂礫層灌入水泥漿，然后逐步提升到土層，以黃泥漿封孔。應用于填充溶洞、蟻穴時，則用鉆機在空隙、溶洞或蟻穴周圍布灌漿孔，依次灌入水泥漿，對空隙、溶洞或蟻穴形成包圍圈，以達到封填密實空隙、溶洞或蟻穴的目的。

3 病險庫塘堤壩除險加固建議

為加快病險庫塘堤壩治理步伐，提高質量，做到投資少，見效大，確保充分發揮水庫效益，宜從以下幾個方面入手：

3.1 爭取多層次、多渠道融資籌集資金，為病險水庫加固提供資金保證

水庫功能多調蓄洪水和農業供水，屬公益性工程，病險水庫加固工程投資大、技術要求高、社會效益顯著，應以公共財政投入為主。但是，要加快病險庫塘的治理步伐，僅靠政府的投入是不夠的，數量龐大的小壩塘，無法全部由政府投資進行加固，必須建立和完善多元化、多層次、多渠道的投資體系。應按照“分級管理，分級負責”的原則，各級政府都應建立相應的專項治理資金。中、小型以上水庫大壩加固應由中央和省級投資為主，小壩塘堤壩加固應以當地縣、鄉兩級財政和受益群眾投工投勞和投資為主，但針對我縣比較貧困和群眾經濟基礎較差的實際，對小水塘堤壩的加固，應以地方或受益區群眾投入為主，當地縣鄉采用以獎代補的政策給予適當補助。在此基礎上，結合病險庫塘堤壩治理，深入推進小塘壩工程的產權制度改革。在落實管護責任到位、防汛責任到位的前提下，也可采取租賃、承包等方式籌集治理資金。總之是集中整合一切力量抓好庫塘病險整治，杜絕各類安全隱患。

3.2 抓好前期工作，為搞好病險庫塘加固奠定堅實的基礎

3.2.1 做好庫塘大壩安全鑒定

根據1995年水利部頒布2003年修訂的《水庫大壩安全鑒定辦法》，水庫大壩在建成驗收后要定期進行安全鑒定，在病險水庫加固前期工作開始時，大壩管理單位或主管部門應組織設計、施工、運行管理等方面的專家，嚴格按《水庫大壩安全鑒定辦法》進行實地踏勘，全面準確地查找出水庫存在的各種隱患，分析隱患產生的原因，實事求是地確定水庫的安全類別，針對隱患科學合理地提出除險加固措施或建議。小壩塘工程也應參照《水庫大壩安全鑒定辦法》開展安全鑒定工作，為后續開展除險加固打下堅實的基礎，確保加固整治的質量和工程效益。

3.2.2 委托專業機構對病險庫塘隱患進行探查

病險庫塘大壩、輸水涵洞、隧洞等部位的病險隱患隱蔽性較強，應找準病險的癥結“對癥下藥”，才能徹底消除病害。這就要求在安全鑒定和初設階段需委托具備相應資質，且業績突出的專業機構對隱患進行專題調研，現場踏勘，找準隱患部位，分析產生原因，提出對應的處理措施和方案。

3.2.3 病險庫塘除險加固應使項目資金發揮最佳績效

許多病險庫塘因存在安全隱患，導致調蓄能力大減；有些淤積嚴重，直接影響其效益的正常發揮；同時還極大的增加了運行管護成本。在庫塘的除險加固工作中，我們要在切實消除庫塘病險恢復庫容的同時盡可能的考慮增加庫容。在庫塘的病險得到有效排除的前提下，增容和恢復庫容是提高水庫自身經濟效益和社會效益的有效途徑。據初步測算，采取除險加固和排沙減淤等措施，恢復、增加或保持每1m3庫容所需投資僅是新建水庫的1/5左右。因此，對水資源緊缺但有增容或恢復庫容潛力的病險水庫，應做到合理規劃，積極爭取，分步實施，把除險加固有限的投資發揮最大效益。

另外，在庫塘除險加固的同時應抓好水庫配套設施的復修工作，比如對引水溝或灌溉溝渠進行防滲加固處理，確保水庫的來水和泄洪、灌溉通暢，從而提高水庫的利用價值，充分發揮其功能。

3.2.4 除險加固前要進行效益分析

庫塘除險加固的兩個重要目的：一是提高的安全性，恢復庫塘的蓄、灌功能；二是進一步挖掘庫塘其潛力，充分發揮庫塘最大效益。經濟效益分析包括初估增加的蓄水量以及由此而增加的防洪、灌溉、供水、發電等效益。同時還要進行費用（包括固定資產投資、年運行費和流動資金）估算和經濟效益指標（包括經濟內部收益率、效益費用比和經濟凈現值）分析。防洪效益主要體現在加固后防洪標準的提高，目前常用頻率分析法，即通過庫塘修建（加固）前后發生同頻率洪水而引起下游淹沒損失的比較，來計算庫塘的防洪效益。通過具體分析，應優先實施投資少、見效快、效益好的病險水庫加固工程，以此帶動病險庫塘加固工作的全面展開。

3.3 建立良性循環的管理機制

目前我縣水庫已全面落實產權制度改革，明確了管護主體、頒發了產權證和管理權證，建立了較為完善的管理制度，做到了權責明晰，專人管理。但小塘壩工程仍然存在管理不善、管理責任不落實的問題。為防止出現一邊除險、一邊出險，舊賬未還、又添新賬的被動局面。加強病險庫塘運行管理，應從以下幾方面建立良性循環的管理體制，確保項目資金績效和工程安全長期運行發揮效益：

（1）小水塘工程要盡快建立起適應市場經濟運行的責權明確、管理科學的管理新機制。在病險庫塘加固工程建設之初應確定實行建設與管理統籌結合的建設管理體制，除險加固項目建設開工前應組建工程建設管理局等項目法人對除險加固工程建設實施全過程監管，工程完工通過驗收后將工程交由相應的管理機構和人員進行管理，并確保管理人員的相對穩定性。

（2）加強領導與指導，在水庫工程專人管理的基礎上，明確小塘壩也要有專人管理，完善相應的管理制度和章程，并嚴格遵守水庫管理的各項規章制度及細則，其次要加強對庫塘調度管理人員的培訓，提高管理人員素質及水庫調度水平。使庫塘管理走上科學化、規范化的軌道，逐步實現良性運營。

（3）積極利用自身優勢，合理有序開發水土資源，以水養水，以開發促發展，以發展促管理，逐步建立適應市場經濟的良性管理運行機制。比如組建由水庫塘壩工程受益群眾組成的用水協會或專業合作社，工程加固完善后交由用水協會或合作社進行管理。實現投資多元化、產權明晰化、責任明確化、供水供電價格商品化、庫塘供水服務有償優質化，從而實現庫塘工程有人管、管得好、效益發揮好的良好局面。