小型水库存在问题及除险加固措施浅析

□陈建设

一、 基本概况

地处海峡西岸经济区的福建省南安市，全市人口约150万，是2011年全国百强县之一。该市拥有中小型水库148座(其中：中型水库4座，小Ⅰ型水库26座，小Ⅱ型水库118座)，运行管理情况较好，目前已完成了3座中型水库的除险加固工程建设，另1座中型水库的除险加固工程也完成了初步设计。小型水库因受当时的经济、技术和社会环境等因素制约，工程建设标准低、施工质量差，管理粗放，加上水库除险加固工作迟缓等原因，病险水库逐年增加，不仅这些水库不能正常运行和充分发挥效益，而且还严重威胁下游人民生命财产安全。

自2008年起，该市全面开展小型水库除险加固工程建设，至2011年底，已开展了26座小Ⅰ型水库、23座小Ⅱ型水库的除险加固工程建设。今年有39座小Ⅱ型水库正在进行除险加固，在今后3年内将对全市所有小型水库进行除险加固，全面改善全市水库的安全运行状况。

二、存在的主要问题及原因

南安市的小型水库以土石坝为主，大多建成于上世纪50～70年代，是当时群众运动的产物，属于典型的“三边工程”。经过几十年的运行，水库各项安全指标无法达到现行规范和标准的要求，已不能正常运行。从实施除险加固以来大坝安全鉴定的数据分析，多数水库存在防洪标准低、大坝渗漏、放水涵洞损坏、溢洪道防冲能力和侧墙高度不够等问题。

(一)防洪标准低

小型水库多数未达到现行《防洪标准》(GB50201-94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的要求，一旦洪水超过原设计标准，必将危及下游人民生命财产的安全。从已实施大坝安全鉴定的小型水库统计分析，其防洪标准有三分之二以上达不到现行规范要求。主要原因：一是水库设计时的防洪标准以上世纪60年代制订的《水利水电工程等级划分及设计标准(草案)》(SDJ401-64)为依据，其标准与现行标准相比过低，而且水文资料系列短，水文计算粗略，洪水计算过小，有的甚至未经设计就修建，经大坝安全鉴定复核，大部分达不到现行规范标准；二是溢洪道未按设计要求施工，竣工后为增加库容，人为抬高溢洪道底部高程，以及长期缺乏管理等原因，造成溢洪道结构的损坏或杂物堵塞，溢洪道不能满足泄洪要求(洋坑就是其中的1座)；三是大坝因缺乏有效的管理和养护，以及施工质量等原因，坝顶和防渗体高度不能满足挡水要求。

(二)大坝渗漏

大坝渗漏一般分为正常渗漏和异常渗漏，正常渗漏渗流量小且稳定，一般不会产生渗透破坏，异常渗漏往往渗流量大或比较集中，使坝体、坝基或坝肩发生管涌、流土和接触渗漏等渗透破坏，从而影响大坝安全。从已实施或将实施除险加固的88座小型水库统计分析，水库大坝均存在不同程度的压实度低，坝体、坝基或坝肩渗漏，影响坝体稳定等问题。

造成水库大坝异常渗漏的主要原因有：1.坝体：填筑料质量不符要求，施工质量差及白蚁在坝身打洞，以及设计考虑不周等原因，导致坝体渗漏；2.坝基底部和两岸山坡：坝址处大多没进行地勘，地层结构摸得不够清楚，设计时未采取有效的防渗措施，施工时清理不彻底，涵管和导墙与坝体结合处未设截水环、刺墙等止水措施，部分水库大坝后期加高时新老防渗体之间处理不完善，致使坝体出现接触性渗漏。

(三)放水涵洞断裂或堵塞

在水库日常管理中发现，有些水库涵洞因断裂漏水带走坝体土，致迎水坡塌陷；有些水库又因断面太小被堵(主要是卧管放水的进口消力井与涵洞交界处)。

造成涵洞断裂的主要原因：建库时物资紧张，砌筑涵洞的胶结材料为石灰，石灰在涵洞中不能完全氧化，达不到原本就很低的设计强度，经过几十年的运行自然老化而产生断裂；涵洞被堵主要是卧管流进杂物、小孩丢进石块等堵塞消力井所致。

(四)溢洪道的防冲能力和侧墙高度不够

从已实施安全鉴定和除险加固的88座小型水库统计分析，原溢洪道都是石灰三合土浆砌块石,水泥砂浆勾缝。经过半个世纪的运行,三合土浆老化非常严重，防冲能力极差,不符合现行规范要求。由于当时设计标准和施工要求都很低,溢洪道的侧墙高度大部分不够。

此外还包括启闭设备老化、坝面不整或护坡块石风化严重，以及管理养护跟不上等问题。

三、除险加固措施

小型水库的除险加固工作，应对每个水库安全鉴定提出的问题进行具体分析，根据实际情况分别采取切实合理的除险加固措施。现针对小型水库存在的主要问题，对工程实施过程中应采取的典型加固措施简要介绍如下。

(一)防洪标准低的处理

为使水库防洪标准达标，一般采用改扩建泄洪设施、加高大坝、加高大坝与改扩建泄洪设施相结合、增设泄洪设施等措施。在现有坝顶高程高于校核洪水位时，宜采用增设防浪墙来加高大坝，增加调蓄洪水和挡水能力，提高水库防洪标准等措施。少数采用加宽溢洪道，同时改变溢洪道进口段堰型，增大流量系数，提高溢洪道泄洪能力。当然，还可采取适当加高大坝和改扩建溢洪道并举的方法。此外，降低溢洪道顶高程，对提高水库防洪标准效果显著，且投资相对经济，但处理不当会影响水库正常效益的发挥。

(二)大坝渗漏问题的处理

1.坝体渗漏加固。通过安全鉴定查出的问题，坝体防渗一般采用高压旋喷防渗墙防渗和迎水坡铺设复合土工膜防渗，大部分采用的是两种措施结合的方法进行坝体防渗。

2.坝基和坝肩的防渗。由于是除险加固，如果其防渗达不到现行规范要求，想水平铺盖已经很难，而且坝基、坝肩的防渗还得和坝体防渗形成闭合。为此，南安市采用帷幕灌浆的方法进行防渗加固。

至于劈裂灌浆、振动沉模浇防渗墙、冲槽浇防渗墙等措施也可采用，但由于技术要求，投资规模、交通条件、地质条件等原因，南安市在小型水库除险加固中没有使用。

(三)放水涵洞改造

由于放水涵洞设计标准低和施工质量差、断面小等，常出现堵塞、涵洞断裂等险情。在已加固的小型水库中，基本进行了涵洞进口改造，断面满足直洞条件的进行套管加固，资金、地形、地质满足的，则采取打隧洞、封堵旧涵洞的办法进行加固。

(四)溢洪道存在问题的加固

对于确需衬砌的溢洪道，通常采用混凝土衬砌；对砌体老化的，在不提高堰顶高程的情况下进行钢筋混凝土衬砌；侧墙高度不够的采用浆砌条石或混凝土加高。

(五)其他问题的处理

增设应急抢险通道，确保万一水库出险时人员和机械能及时赶到；新建管理房，保证水库管理人员在台风暴雨期间有躲避风雨的场所。

管理方面，建设期间应严格遵循各项工程建设程序；运行期间应建立和健全管理机构，改善管理体制，完善管理制度，提高管理水平和效率。

四、结束语

小型水库除险加固必须建立在大坝安全鉴定的基础上，对发现的工程隐患进行有针对性的除险加固，使加固后的水库确实能排除隐患，改善和提高水库各项性能，确保工程安全运行，充分发挥其应有的防洪效益和经济效益。