小型水庫除險加固工程要點探討

馮曉娟 永州市水利水電勘測設計院

通過小型水庫的建設與投入使用，有利于大幅度改善周圍地區農業水利條件，有效控制水庫下游的徑流量，減少洪澇災害的發生。現階段我國多數小型水庫運行年數已久，存在不同程度的安全隱患，故迫切需要進行除險加固，以降低水庫運行安全風險，確保水庫下游群眾生命財產安全。因而對小型水庫開展除險加固設計工作進行探究分析，有著極大的必要性與現實意義。

1.科學開展工程測量

針對小型水庫除險加固所開展的測量工作，其主要任務包括：

第一，在對水庫大壩整體實施測量期間，應當對壩頂、壩面、平臺以及排水棱體等部分，展開全面詳細測量，要具體測量到每一個角點、特征點、轉折點等位置；要將測量圖比例尺設置為1:500，保證庫區大壩兩岸具備地形線，全面測量好壩基線長度。在測量大壩下游排水棱體期間，應當標注好內容與高程；將大壩的原河床斷面作為最大橫斷面，保證測量結果真實可靠；要全面測量好上下游壩腳部分，并具體標注相關數據，包括坡比、堆石壓腳、排水棱體、平臺、排水溝和渠道等相關數據。

第二，在繪制庫區溢洪道平面圖的過程中，應當全面測量好堰首、泄槽、陡槽以及消力池地形數據，要注意加測兩側導墻高程；在測量溢洪道縱斷面時，應當全面測量好堰首形狀、泄槽與陡槽的轉折點、消力池的轉折點高程。在繪制放水設施臥管平面圖期間，要全面測量好各部分的形狀與高程、進口底板高程；測量涵洞時應當準確測量涵洞的走向、出口高程、形狀與尺寸、類型。

第三，在對土壩進行測量作業期間，需要先將現有土壩軸線作為縱斷；在每個里程樁號布設控制點，其間距距離不得超出50m；隨后將各個里程樁作為斷面，來開展橫斷面測量工作，要保證在測量中橫斷面上具備土壩縱斷點。

第四，要做好輸水洞、溢洪道下游銜接河段的施測工作。在該階段，倘若其測量線路越長，則針對除險加固中消能防沖計算結果就越準確。一般情況下，水庫工程多數會建設在河道支流附近，因此在測量溢洪道下游河段時，應當測量至該河段和下級河段交匯位置。在此過程中，技術人員需要順延渠道水流方向，測量至下一個控制型建筑物。

2.合理確定泄水建筑物堰頂高程

小型水庫工程的泄水建筑類型主要分為兩種，一種是開敞式溢洪道，另一種是深式泄水洞，其功能在于輸砂與泄洪。無論采用哪種泄水建筑類型，都應科學制定其堰頂高程。

從原則上講，除險加固中泄水建筑物堰頂高程的設置，要以原高程作為基準。究其原因，在于除險加固和新建水庫之間存在差別，除險加固工程的庫區淹沒線，不允許進行調整。為此在設計過程中，不應抬高除險加固工程的堰頂高程。

圖1 小型水庫除險加固效果圖

我國多數水庫，在除險加固前已運行多年。在這種情況下，設計人員要按照實際測量資料，科學研究泄水建筑物的進口淤積程度，查看是否存在阻死問題，是否會對水庫泄洪帶來不利影響，倘若存在上述問題，就需要適當抬升堰頂高程。要注意的是，抬升高度的確定，需要做好經濟分析以及下游河段泄流能力分析工作。

3.確定放水設施加固改造方案

現階段，我國大部分已建小型水庫所采用的放水設施類型，主要包括以下三種，分別是壩下埋管、虹吸管和引水隧洞。這三種放水設施類型具備各自的優缺點，在進行放水設施加固改造時，設計人員應根據實際情況合理的選擇方案。

其一，在針對壩下埋管設施開展除險加固工作期間，注重采取大開挖方式建設涵管基槽，遵照設計邊坡進行開挖，要注重對邊坡進行加固與覆蓋防護，避免邊坡坍塌；隨后，要及時對基槽進行回填與分層壓實，做好新填土與原壩體土的結合；要將管身設置在滿足承載力要求的巖基或土基之上，把控好墊層澆筑質量，避免管身不均勻沉降導致埋管斷裂。

其二，在加固處理虹吸管過程中，設定虹吸管進口、出口、駝峰高程期間，應當根據設計圖紙規定予以設置，放樣結束后需要開展復測；鎮墩和支墩的尺寸、位置切勿擅自改變，以此確保澆筑質量，避免放水期間由于管身振動，造成培坡土方松動與滑坡，從而保證管道整體氣密性。

其三，在開展引水隧洞建設期間，需要委派專業人員實施測量放樣作業，由鉆孔工人根據量定好的中線、開挖輪廓線實施鉆孔作業，避免隧洞線位發生偏移。在挖掘隧洞過程中，要做好周邊位移、拱部下沉量測工作，避免發生塌方。在爆破挖掘期間，要注重做好洞口防護、洞內支護工作，保證其密閉性能，避免滲水。

4.注重壩基防滲

想要防止水庫壩基出現滲漏問題，就應當根據庫區的實際情況、覆蓋層的實際深厚、附近黏土特性狀況，來開展水平鋪蓋或是垂直防滲措施。倘若覆蓋層較薄，且附近缺乏黏土材料，就應采取垂直防滲的方法，以此達到相對理想的防滲效果。

其一，在開展垂直防滲施工作業期間，技術人員應當認真分析覆蓋層，其顆粒級配的詳細情況；要根據施工現場狀況、水庫工程建設的經濟標準，來做出綜合性分析。倘若覆蓋層主要是砂卵石，并且砂卵石的厚度在30m以上的情況下，便可運用混凝土來開展防滲操作；倘若覆蓋層主要是粉細砂的情況下，便可采取高噴灌漿的方法進行防滲。通過采取上述方式，能夠有效增強防滲墻的穩固性，避免壩基出現滲漏。其二，倘若覆蓋層厚度較深，附近有滿足數量要求的可開采黏土，便可采用水平覆蓋的方式，在保證防滲質量的同時，其施工難度也能相對降低。

5.注重壩體防滲

為有效加固壩體，防止壩體發生滲漏現象，需做到以下幾點：

首先，在施工期間，應當科學采取壩體填充灌漿方式，確保壩體具備較強的密實性。在進行灌漿操作期間，應當合理設置排距與孔距；進行密實填土施工作業期間，要注意松散填土區域，及時封堵好通道，以此防止出現滲漏問題。

其次，要針對壩體科學開展劈裂灌漿技術。劈裂灌漿的含義，是指運用填筑壩體期間，所形成的自然應力來進行灌漿操作，該技術的優點在于節省經費且實用效果良好。在運用該技術的過程中，施工人員應當合理設置下護臂套管，嚴格把控好灌漿壓力、灌漿總量、位移量以及裂縫情況，以此保證防滲質量。

再次，要做好垂直防滲墻的應用工作。要根據具體情況，適當應用防滲斜墻，適當增加壩體的斷面，并鋪設好復合土工膜等相關設施。針對水庫上游護坡加固的設計工作，應當努力節省成本，確保設計內容便于施工，具備較強的安全性與可靠性，要注重綜合運用預制砼塊、預制干砌石等多類護坡形式；對于水庫下游護坡的加固設計方面，需要選擇合適的草皮進行護坡處理。

最后，要注重滿足實際需求，靈活采取多種措施、灌漿加固方式，以此來提高加固質量。對于小型水庫，需要先采取填充灌漿技術，隨后采取劈裂灌漿技術來加固壩體。壩體防滲設計工作的本質，在于應用科學的方式來有效控制滲流量，以此確保大壩滲流安全穩定。

6.結論

綜上所述，在對小型水庫開展除險加固設計工作的過程中，設計人員應當從工程測量、確定泄水建筑物堰頂高程、放水設施加固改造、壩基防滲、壩體防滲，這5個方面綜合思考，明確其中的重點注意事項，采取有針對性的設計策略，以此確保水庫除險加固質量。