病險水庫除險加固工程的主要安全問題與處理措施

韓軍橋

【摘要】水庫為防御洪水災害和保障國民經(jīng)濟建設發(fā)揮重要作用，但因早期建設時各種原因，許多水庫存在防洪標準偏低，達不到有關規(guī)范、規(guī)定要求，形成大量病險水庫，嚴重威脅下游人民生命財產(chǎn)安全或不能充分發(fā)揮其興利效益，故應除險加固。

【關鍵詞】水庫；病險；除險加固

在歷時半個世紀以來，由于各種原因，許多水庫都不同程度地存在一些病險問題，這類水庫，有的防洪標準偏低，達不到規(guī)范，規(guī)定要求；有的工程本身質量差，有的工程老化失修等問題。這些大量病險水庫，不僅造成水庫不能正常運行，不能發(fā)揮其效益，而且嚴重威脅下游人民生命財產(chǎn)安全。

1、病險水庫存在的主要安全問題

1.1大壩滲漏嚴重

受水流沖擊、風化、蟻害等因素的影響，加上日常維護措施不到位，造成水庫大壩存在嚴重滲漏問題。

（1）壩基滲漏。壩基出現(xiàn)滲透穩(wěn)定問題，主要是由于松散巖土孔隙、斷層軟弱破碎帶、軟弱破碎夾層和巖溶洞穴存在所引起。庫水通過這些薄弱帶侵蝕壩基，促使壩基發(fā)生滲透破壞，給大壩埋下巨大的安全隱患。

（2）壩體滲漏。壩體在重力及其它原因作用下，會產(chǎn)生縱向裂縫，給水流滲漏開辟道路，同時壩體結構面常出現(xiàn)維護措施不到位發(fā)生集中滲漏現(xiàn)象。

（3）繞壩滲漏。水流不直接經(jīng)過壩體，而是在壩肩與基巖結合面發(fā)生滲漏。同樣，在壩體兩肩的風化層和基巖施工破碎帶都能發(fā)生繞壩滲漏，造成壩體質量安全性進一步降低，嚴重危害下游安全。

1.2壩坡穩(wěn)定性較差

由于缺乏大壩安全監(jiān)測儀器和措施，大壩質量安全評估和管理只能憑人員和經(jīng)驗進行觀察和分析，造成在日常維護時很難發(fā)現(xiàn)病險水庫大壩內存在的壩體斷面質量問題，隱患長期積累，就會造成壩坡或壩體的抗滑穩(wěn)定性下降、壩體出現(xiàn)裂縫。加上大壩長期受到水流接觸性沖刷破壞、沼澤化、蟲害等破壞，導致大壩出現(xiàn)嚴重的安全問題，壩坡穩(wěn)定性大大下降。

1.3金屬機電設備性能較差

病險水庫中的金屬結構和機電設備長期運行，超出正常使用年限，出現(xiàn)絕緣老化、腐蝕現(xiàn)象。資金不足導致設備不能進行日常檢修維護，使得閘門不能正常開啟，給水庫安全運行埋下巨大安全隱患。

2、病險水庫除險加固工程需要解決的問題

（1）大壩老化問題：病險水庫的大壩出現(xiàn)問題的原因：①坡度比例較陡、壩體透水性強，浸潤線高，導致壩體失穩(wěn)；②回填土質較差，后期碾壓不實，或存在軟土層等導致大壩失穩(wěn)。③大壩變形，出現(xiàn)凹凸，塊石風化破碎，導致護坡石脫離、變薄、塊徑變小，重量變輕等。④大壩排水設施缺乏或者損壞，整個壩體坡面的水流侵蝕嚴重，大壩底部的排水設置缺失或不足達不到規(guī)范要求等。⑤大壩頂部高程不達標，防洪標準不足。⑥防浪墻的底部損壞，與防滲體出現(xiàn)縫隙，高度不足，墻身出現(xiàn)裂縫、斷裂、變形等。

（2）滲漏問題：病險水庫設施滲漏也是除險加固的重要修復內容，這種滲漏包括，大壩基礎滲漏：這種情況可能來自施工時基礎清理不徹底，或基礎坐落在縫隙大、透水性大的巖層上，或是防滲施工質量不規(guī)范等。壩體的滲漏：主要是因為在施工中對壩體防滲施工監(jiān)控不足，導致防滲體質量差，壓實度或滲漏系數(shù)沒有滿足規(guī)范要求，或防滲體的厚度不足。

（3）放水涵洞、溢洪道問題：這種情況包括：①病險水庫放水涵洞本身出現(xiàn)裂縫、漏水、剝蝕等；且放水涵洞周邊因此沖刷產(chǎn)生破壞，產(chǎn)生滲漏通道；進口和洞身強度下降，不能滿足使用要求；閘門和啟閉機設施老化、銹蝕、變形、磨損等。②溢洪道在設計和施工中標準不能滿足使用要求，出口泄流缺少通道；溢洪道泄洪量不足；泄洪道控制端不規(guī)范，基巖損壞嚴重，沖刷痕跡明顯，缺乏襯砌；缺少消能防沖設施等。

3、病險水庫除險加固工程主要安全問題處理方法

針對以上存在的安全問題可以在除險加固中采取針對性的手段進行修復加固，具體可以從以下幾方面入手：

（1）壩頂加固工程：在加固工程中對壩頂寬度的要求是小（1）型為5m，小（2）型可以為3-4m。施工中壩頂?shù)穆访媸┕浞挚紤]排水需求，下游側應當設計路緣石，增加排水口和壩體橫向排水溝相通，而且施工中應注意壩頂路面應向下游方向傾斜。加固中根據(jù)實際情況進行調整，如壩頂高程符合實際要求，則只對其寬度進行調整，或進行降低高度以適應寬度。

（2）大壩坡面加固：大壩邊坡比是加固大壩的核心內容，主要根據(jù)壩型、高度、壩體構成、壩體基礎等來確定，其依據(jù)是力學特性、承載能力、滲流情況、抗滑坡能力等進行綜合性設計和施工。上下游壩坡可以根據(jù)需要確定其戧臺的設置，小型病險水庫下游一般設計一個戧臺，就是所謂的二平臺。

（3）壩基、壩體的防滲加固：針對防滲體損壞，可以采用必要工藝進行加固。其中，對壩基的防滲處理一般采用壩腳設置截水槽或混凝土截滲檔墻、高壓噴射混凝土墻等進行處理。基巖部分則采用帷幕灌漿等進行加固。這些壩基的防滲處理方法應與壩體的防滲措施相配合，并需要進行方案的優(yōu)化選擇，方可確定。壩體防滲體應當在加固后滿足一定的滲流要求，并保證其穩(wěn)定。因此對病險水庫除險加固施工中，應遵循防滲的標準來實施。

（4）壩體反濾和排水體的加固：加固工程中對壩體下埋設滲流溢出位置設置反濾層或者過渡層。這里反濾層厚度可以根據(jù)加固工程材料、方法來確定。在滲流溢出范圍內，都需要設置排水裝置。這種貼坡排水，其排水頂部應高出浸潤線的溢出點，超出高度應保證浸潤線保持在凍土層下。另外，坡腳部位應當增加集滲溝、排水溝等。

（5）溢洪道除險加固：①加固溢洪道應保證通道開敞，不宜設置閘門，堰頂高程在加固后應和正常蓄水位齊平。溢洪道修建應在巖石地基上，其護砌長度取決于地形、地質條件、水流條件和防沖要求。②溢洪道軸線宜取直線，如需轉彎，宜在進水渠或出水渠段內設置彎道；如溢洪道靠近壩肩時，與大壩連接的接頭、導墻、泄槽邊墻等必須安全可靠。

總之，病險水庫除險加固工程量雖然不大，但水庫安全運行關系到百姓生命財產(chǎn)安全，因此絕不能因為工程量小而輕視加固工程的質量，不管政府主管部門、業(yè)主、監(jiān)理單位，還是施工單位都要明確認識這一點。良好的工程質量需要多方面努力爭取，因此在施工過程中，各方要加強溝通、交流，采取有效措施杜絕質量問題出現(xiàn)，才能確保病險水庫除險加固工程質量的萬無一失。

參考文獻：

[1]陳曉華.小型水庫除險加固工程的施工質量控制[J].安徽水利水電職業(yè)技術學院學報，2009，9（02）：40-42.