浅析小型水库的除险加固工程设计

慎金燕

(上饶市鸿安水利水电勘测设计咨询有限公司，江西 上饶 334100)

小型水库是发展农业灌溉、保证农业稳产高产的一项重要措施，水库运行是否安全可靠，对政治、经济和人民生活都有很大影响，然而，由于这些水库大多修建于上世纪六七十年代，受当时各方面条件的限制，尤其是施工条件和作业方式十分简单，缺乏技术方面的科学论证，经过多年的使用，许多的小型水库不同程度的存在一些病险问题，严重威胁着下游人民群众生命财产的安全，水库本身也不能充分发挥其效益。现结合选取我公司2011年～2012年对江西省上饶县20座小型水库除险加固工程设计项目，对小型水库工程存在的问题及加固措施作简单探讨。

一、存在问题

工程实施方面，小型水库主要水工建筑有挡水坝、溢洪道、放水涵管;工程管理方面，包括水库的运行管理和交通及通讯。现分别就其存在问题分别简述如下:

1.挡水坝

小型水库挡水坝一般为心墙土坝、斜墙土坝、均质土坝。在20座水库中，其中坝形式为粘土心墙7座，斜墙土坝6座，均质土坝7座。挡水坝存在问题主要有以下几方面:

(1)大坝渗漏严重

在设计的20座水库中均存在坝体结构面发生集中渗漏现象，有5座水库存在坝脚全线漏水现象，有3座水库有绕坝渗漏问题。

(2)上游坝坡冲刷严重

在设计的20座水库中，有6座挡水坝均无护坡，有14座为干砌块石护坡，块石风化严重。

(3)坝顶宽度不够，坝坡坡度太大，20座水库中有13座水库坝顶宽度在4m以下，有11座水库上游坝坡坡度大于1:2.2。

(4)20座水库均存在下游坝坡大面积散浸问题，坝坡为杂草坡面。有少数水库坝脚沼泽化。

2.溢洪道

小型水库的溢洪道，一般为开敞式宽顶堰溢洪道，正槽式溢洪道、侧槽式溢洪道，大部分沿原山坡开挖而成。主要存在的问题如下:

(1)溢洪道泄洪量不足

经计算，在20座水库中，有9座水库溢洪道泄洪量不足，溢洪道宽度不够，堰顶高程与坝顶高程高差偏小，遇到特大暴雨，水库水位几乎接近坝顶，影响大坝安全。

(2)溢洪道基岩损坏严重，冲刷痕迹明显，在20座水库中，有8座水库溢洪道无衬砌，10座水库为浆砌石衬砌，不同程度的出现了块石风化，砂浆脱落的情况。

3.放水涵管

小型水库放水涵一般为坝下涵管，部分地质条件好的水库采用隧洞，涵管一般采用混凝土涵，20座水库中，有15座水库采用坝下砼涵，均出现了砼老化、断裂、骨料外漏等问题，漏水严重，另外，涵管管径偏小。

4.水库运行管理、交通和通讯

一般每个水库配有一名安全管理员，但由于水库的运行管理费用偏少，管理人员并未做到经常性的检查和观察水库运行情况，水库的险情也未得到及时预报。

小型水库多建于远离交通干线的山区，水库路坑洼不平，弯多坡陡，大部分水库不能通车。大部分小型水库缺乏通讯设施，易贻误抢险时机。

二、除险加固措施

针对小型水库上述问题，在水库除险加固中采取针对性手段进行修复加固，现分别对水库各部分实施加固措施介绍如下:

1.挡水坝

(1)坝顶加固的工程在加固个工程中对坝顶的要求一般是1型为5m，2型可以为3－4m。施工中坝顶的路面施工应充分考虑到排水的需求，下游侧应当设计路边石，并增加排水口和坝体横向的排水沟相通，而且施工中应注意坝顶的路面应向下游方向倾斜。加固中应根据实际的情况进行调整，如坝顶的高程符合实际要求，则只对其宽度进行调整，或者进行降低高度适应宽度。

(2)大坝坡面的加固大坝的边坡比是加固大坝的核心内容，这主要根据坝型、高度、坝体构成、坝体基础等情况来确定，其依据就是力学特性、承载能力、渗流情况、抗滑坡能力等进行综合性设计和施工。上下游的坝坡可以根据需要来确定其戗台的设置，小型水库的下游一般设计一个戗台。

(3)坝基、坝体的防渗加固针对防渗体的损坏，可以采用必要的工艺进行加固。其中，对坝基的防渗处理一般采用的是坝脚设置接水槽或者混凝土截渗档墙、高压喷筑混凝土墙等方法进行处理。基岩部分则采用帷幕灌浆等方式进行加固。这些坝基的防渗处理方法应与坝体的防渗措施相配合，并且需要进行方案的优化选择，方可确定。坝体的防渗体应当在加固后满足一定的渗流要求，并且保证其稳定。因此对水库除险加固的施工中，也应遵循防渗的标准来实施。

(4)坝体反滤和排水体的加固工程中对坝体下埋设的渗流溢出位置设置反滤层或者过渡层。在这里反滤层的厚度可以根据加固工程的材料、方法具体确定。在渗流溢出的范围内，都需要设置排水装置。这种贴坡排水，其排水的顶部应高出浸润线的溢出点，超出高度应保证浸润线保持在冻土层下。另外，坡脚的部位应当增加集渗沟、排水沟等。

2.溢洪道

(1)加固溢洪道应保证通道开敞，不宜设置闸门，堰顶高程在加固后应和正蓄水位齐平。溢洪道修建应在岩石地基上，其护砌长度取决于地形、地质条件、水流条件和防冲要求。

(2)溢洪道轴线宜取直线，如需转弯，宜在进水渠或出水渠段内设置弯道;如溢洪道靠近坝肩时，与大坝连接的接头、导墙、泄槽边墙等必须安全可靠。

3.放水涵

对于原放水涵为坝下涵管的，若水库有地质条件开隧洞，应尽量采用隧洞;原涵管封堵，若原放水涵为隧洞，对隧洞进行加宽改造，埋在坝下的涵管，应力求建于岩基或坚实的土基上，以避免由于地基沉降不均匀而发生管身断裂。放水涵的进口应注意使水流平顺，防治泥沙淤积，出口段应注意防止冲刷，并做好消能防冲设备。以免危及坝脚。

4.交通、通讯

保证每座水库均能通车，建议电信、防汛部门把通讯设备配套好，保证电讯畅通。

三、结语

小型水库工程管理上存在的问题多是历史遗留的，工程设施方面存在的问题是主要和急需解决的。工程管理、交通和通讯方面存在的问题也很重要，这些问题之间互相影响。

小型水库除险加固工程的工程量虽然不大，但水库的安全运行关系到众多百姓的生命财产安全，因此绝对不能因为工程量小而轻视加固工程的质量，不管是政府主管部门、业主、监理单位，还是施工单位都要明确认识到这一点。良好的工程质量需要多方面的努力及争取，因此在施工过程中，各方要加强沟通、交流，采取有效的措施杜绝质量问题的出现，确保小型水库除险加固工程质量的万无一失。

［1］武汉水利电力学院农水系编.小型水库工程.北京:人民教育出版社，1978.