安溪县小型水库除险加固工程措施举要

2013-04-09苏炳煌

水利科学与寒区工程 2013年8期

□苏炳煌

一、水库基本情况

安溪县现有中型、小型水库87座，坝型有土坝、土石坝、重力坝、拱坝等，大多是上世纪60 至70年代建成，主要是为农业生产灌溉提供水源和水力发电。经几十年运行，多数水库都存在不同程度的病险问题，病险水库除险加固是近几年全县水利建设的重点。水库存在的主要问题，一是防洪标准低，不能满足有关规范规定的要求；二是工程质量差，老化失修；三是渗流。水库安全隐患的存在，不仅使水库不能正常运行，不能发挥效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全。2009年以来，安溪县积极落实水库除险加固任务，完成除险加固水库24座，确保了病险水库工程安全，促进了经济社会的发展。

二、主要加固措施

病险水库最主要的病症是工程质量问题和防洪标准达不到要求，其中以渗漏现象最为普遍。渗漏又分坝基渗漏、坝体渗漏和坝肩绕漏等。主要原因是：大坝基岩破碎，清基不彻底，防渗料抗渗性差，筑坝土料碾压不实，蚁窝等。

除险加固有多种措施，应根据每个小型水库的实际情况，分别采取切合实际的除险加固措施。一般情况下，加固顺序是先处理工程质量，然后再提高防洪标准，也可以结合提高防洪标准，一并处理。

（一）提高水库防洪标准

提高水库防洪标准的工程措施：一是加高大坝，增加水库调蓄洪水能力；二是扩建或增建溢洪道，加大泄洪量。对下游防洪有重要要求的水库应尽可能采取以增加坝高为主，必要时再结合扩建泄洪设施的办法进行。

1.大坝加高

要提高防洪标准，可适当加高大坝，增加调蓄能力，加高大坝的措施一般有：

（1）直接加高坝体。坝顶直接加高，迎水面可用防浪墙直立加高，背水面上部坡度加陡一些，与下游坡衔接，根据坝顶宽度要求，须经计算，在保证安全的情况下进行。限于坝坡稳定的要求，加高的高度有一定限制，不能加高过大影响坝坡稳定，一般不宜超过3m。

（2）大坝背水坡培厚加高。这一措施是在原大坝下游培厚，并加高坝顶，在加高培厚前，应对大坝下游面及下游坝基进行清基处理。这种措施比“戴帽”加高工程量要大，造价也高。但为了满足大坝坝坡稳定的要求，也只有采取这一措施。加高大坝可以超过3m，但要根据实际情况需要确定。

（3）大坝上游培厚加高。在上游培厚加高的方式是：在大坝上游面培厚大坝并加高坝顶，这种方式往往是在大坝上游坝坡稳定不能满足要求，或者下游坝坡地形、地质条件不允许的条件下采用。若在水库淤积物上加高，还应根据淤积物固结情况进行变形和稳定分析，必要时应采取相应措施。

2.溢洪道拓宽、加深或增建

（1）溢洪道拓宽。在地形地质条件许可而且增加开挖量不大的情况下，将原溢洪道拓宽，堰顶高程不变，可增加下泄流量，能提高防洪标准。但增加泄流量应考虑下游河道的过洪能力。

（2）溢洪道加深。为满足防洪标准，可降低溢洪道堰顶高程，在同等水位情况下加大了下泄流量，满足了防洪标准的要求。

（3）溢洪道拓宽、堰顶降低采取这一措施可提高防洪标准。如蓬莱大粥水库，为了提高防洪标准，经过洪水复核，堰顶高程降低了0.8m；又如湖头苦湖水库，将溢洪道拓宽2.0m。

（4）增设溢洪道。在地形条件许可的情况下，开挖工程量不大，也可考虑增设溢洪道。增设溢洪道投资可能大一些，但施工不受已建工程制约。如龙涓白龙蕉水库，在保证原溢洪道过流断面情况下，在大坝左岸山体增设一溢洪洞，以满足防洪要求。

数学起源于日常生活和生产实际，而生活实例又生动又具体，因此用贴近学生生活实际或为学生所喜闻乐见的学习材料，把学生熟悉、感兴趣的实例作为认识的背景材料，导入课题，不仅使学生感到亲切、自然，激发学生的学习兴趣，而且能尽快唤起学生的认知行为，促成学生主动思考，为课堂的后继学习作好准备。如北师大版数学七年级(下)“两直线的位置关系”第二课时中，我在上课开始时，投影屏幕上滚动播放一组图片，其中含有垂线形象，简洁明快，配以舒缓的背景音乐。简洁明快的图片有利于抽象出垂线形象，唤起学生已有知识水平中对垂线的认识，舒缓的音乐能够平息课间躁动，在视听结合的环境中，以愉悦的心情尽快进入学习状态。

3.大坝加高与溢洪道改建或增建相结合

为提高水库防洪标准，增加水库调蓄库容，加大下泄流量，可采用适当加高大坝与改建溢洪道或增设新溢洪道的综合措施。

有的坝址两岸河谷地形狭窄，山坡甚陡，扩大溢洪道有困难，为了提高防洪标准，单靠加高大坝会带来很多问题，如存在库区移民和其他建筑物改建等难题。在这种环境下，加大泄洪洞也有困难。通过方案比较分析，可采用适当加高大坝与增设新溢洪道相结合的措施来满足水库提高标准的要求。

（二）提高水库工程质量

关于水库工程质量问题，土石坝主要是渗漏、滑坡和裂缝。其中有的滑坡和裂缝现象也与渗漏有关，所以，处理土石坝质量，关键是防渗。防渗的原则是“上堵下排”，一般采用垂直防渗。采取这一措施，一般不需要放空水库。主要办法有：

1.混凝土防渗墙

混凝土防渗墙是指在大坝或坝基用抓斗依次造孔，形成孔槽，在孔槽中浇筑混凝土，形成一道连续的混凝土防渗墙体。根据不同施工方法分为桩柱式和槽板式两种成墙方式。混凝土防渗墙的厚度需计算结构强度、抗渗强度、耐久性及施工条件确定，墙体一般为素混凝土或塑性混凝土。

混凝土防渗墙的主要优点是，可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基水文和工程地质条件。如处理坝体、坝基整体防渗，可从坝顶建造防渗墙，直达基岩，墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接，墙的底部可嵌入新鲜岩层或弱风化基岩内一定深度。如仅处理坝基防渗，其防渗墙上部应与坝体的防渗体相连接，并深入相对不透水层。在处理中要严格控制质量，才能实现彻底截断渗透水流的目的。

混凝土防渗墙施工中，必须确保施工质量，尤其应注意两槽孔混凝土墙间的连接问题，这是保证防渗的关键。在连接部位，从孔口到孔底的任一高度，连接的墙厚必须达到设计厚度，而且混凝土墙间须连接紧密，不能有夹泥层，以防渗透破坏。

土工膜防渗措施是一种优质、经济、可靠的土工合成防渗材料，施工方便，适应变形能力强，具有较好的不透水性。此项技术具有防渗效果明显、造价低、功效高、施工方便等优点。

3.高压喷射灌浆

高压喷射灌浆是利用钻机造孔后，把带有喷头的灌浆管下至土层预定位置，用高压设备把压力为20～40MPa的高压射流从喷嘴喷射出，用射流冲击和破坏地层土体；能量大、速度高，呈脉动状态的射流动压超过土体强度时，土粒从土体中剥落，部分细小土粒随浆液冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力作用下，与灌入浆液混合，在土体中形成凝结体，起到防渗的作用。东青水库的防渗加固工程就是采用这一方法。

4.混凝土面板防渗措施

坝体上游开挖至坝基，沿坝坡浇筑混凝土防渗面板可起到防渗作用。此方法施工方便，成本低。

（三）水库输水涵及启闭设施改造

小型水库的输水建筑物大多是直接埋设在坝体内地基上的涵管，涵管受损会直接影响到大坝的运行安全。安溪县小型水库中大部分涵管存在隐患，主要是涵管漏水、断裂、堵塞、气蚀以及进口闸门变形破坏等，致使闸门启闭困难。

涵管漏水又分为纵向漏水和横向漏水。纵向漏水是由于涵管与筑坝材料是两种不同介质，接合处总是存在一个接合层面，水在压力的作用下沿着接合层面自上而下渗透产生接触渗漏。特别是土坝涵管周围土体填筑质量差、夯实不够或者截水环数量不足，在水流渗径很短时，这种渗漏更为严重。横向渗漏是由于涵管存在断裂、伸缩缝填料老化、接头处理不当、砌筑砂浆不饱满或风化脱落、混凝土施工振捣不实或存在冷缝薄弱环节，高压水流从这些薄弱环节渗入而产生。

涵管断裂主要是由于基础处理不当或不均匀荷载造成，也有的是由于未设置沉降缝、伸缩缝，温度变化导致产生裂缝。

对涵管产生纵向漏水的，一般采用灌浆、增加截水环等措施处理；对产生横向裂缝或断裂、气蚀等破坏现象的，一般采用管内套管或新建涵管的措施。同时，涵管启闭设备也多更新为铸铁斜拉门盖。