晋城市小水库除险加固措施

张 峰

（晋城市水利水电规划处 山西晋城048000）

1 基本概况

位于太行山区的晋城市，共有小水库98余座，其中小（1）型水库32座，小（2）型水库66座。由于这些水库多建于上世纪60、70 年代，“三边”（边勘测、边设计、边施工）和“四不清”（来水量不清、流域面积不清、库容不清、基础不清）很普遍。经过几十年运行，病险情况严重。晋城市自2004年以来，先后对19座小（1）和40座小（2）型水库进行了除险加固。除险加固后的水库，充分发挥了其防洪和兴利效益，对促进全市经济和社会的发展，具有十分重要的意义。

2 主要存在问题

从晋城市完成的小水库除险加固工作来看，目前小水库存在的主要问题有：（1）水库不达部颁防洪标准；（2）坝顶未设防浪墙且坝顶高低不平；（3）大坝坝体单薄，坝坡较陡，上下游坝坡稳定安全系数不满足规范要求，上下游坝坡未进行护坡，下游无排水设施；（4）溢洪道边墙坍塌或未完建，泄洪能力低；（5）卧管进口封闭不严，输水洞有渗水现象；（6）水库淤积严重；（7）大坝和库区渗漏严重；（8）无管理房、观测设施和水雨情测报系统。

3 除险加固措施

3.1 大坝加固措施

3.1.1 土坝加固

针对小水库大坝存在的问题，土坝加固措施主要有：对大坝上下游进行培厚护坡处理，对于坝体不存在问题的水库，采用下游坡加高法，施工较简便，且不受库水位影响；若结合坝体防渗，就必须采用上游坡培厚法，也即黏土斜墙截渗，处理好渗漏问题，再在下游坡培厚，该方案必须考虑到斜墙断面尺寸不仅要满足防渗要求，还必须满足坝坡稳定要求。下游坝脚增设排水设施，主要采用贴坡排水和棱体排水。坝顶增设防浪墙，以满足工程设计要求。

3.1.2 砌石坝加固

晋城市的大部分砌石坝都是上世纪五六十年代修建的，砌体质量都很好，但由于施工时没有设计，属于三无工程，坝体都比较单薄，抗滑稳定不满足规范要求。本次除险加固对该类坝型采取坝前衬砌混凝土增加坝体抗渗性，坝后培厚浆砌石以满足稳定规范要求。对于没有溢洪道的砌石坝，应充分发挥砌石坝的优势，在坝顶增设溢流坝段，通过坝顶溢流坝泄洪，以满足防洪要求。

3.2 溢洪道加固措施

3.2.1 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，而不降低堰顶高程，这是增加下泄流量，提高防洪标准的一项措施，投资也较少。采用此法，需考虑下游河道及居民的安全，避免过大的下泄流量，加重下游负担，影响居民安全。

3.2.2 溢洪道加深

在满足防洪标准而又不影响灌溉效益的情况下，降低溢洪道底板高程，增加下泄流量，效果比较好。晋城市大多险库，采取了该办法，如山泽水库，该库在建库初期，考虑发电需要而抬高水位，但在实际运行中舍弃了发电。为提高防洪标准，溢洪道下降1.2m。

3.3 卧管输水洞加固措施

卧管输水洞大部分位于大坝两岸。进口由卧管控制，为无压浆砌石结构，断面为城门洞型，顶部为半圆拱。由于卧管年代已久，大部分已经坍塌，无盖板，不能正常发挥作用。本次除险加固对卧管进行拆除重建和增加盖板，对输水洞进行勾缝处理等措施，以完善卧管输水洞的功能。

3.4 大坝渗漏的处理

坝体的渗漏是小型水库大坝重大安全隐患之一。处理渗漏问题的原则是“上堵下排”。上堵的措施有水平防渗与垂直防渗，水平防渗有黏土铺盖结合下排，开挖导渗沟；垂直防渗有混凝土防渗墙、灌浆防渗、冲抓套井回填黏土防渗、土工合成材料防渗等。

在病险水库加固除险中，有的是坝基需要防渗加固，有的是坝体需防渗加固，还有坝基、坝体和坝肩都需要防渗加固。在采取工程措施时，大多采用垂直防渗措施，这是因为采取这一措施，一般不需要放空水库，而且，它对坝基、坝体防渗均有效。晋城小水库主要采用以下两种防渗措施。

3.4.1 土工膜防渗

采用铺设土工膜进行防渗处理，是晋城市近年来新采用的一种防渗措施；该措施具有工期短，用工少，施工技术简易，造价低等优点，适用于放空库容的坝体防渗，大坝内坡坡度在1：2.5～1：3为宜，特别适用于不宜采用灌浆和因施工质量引起渗漏破坏的坝体，若大坝除坝体渗漏外还存在坝基或坝肩绕渗，可与灌浆结合处理，效果更佳。

复合土工膜防治渗措施的施工应从坝基截水槽开始，自下而上铺设，坝坡应整平，并铺设垫层，因为垫层的坡度直接影响薄膜及保护层的稳定，所以两膜的搭接采用专用胶粘贴后烫接，同时，为保持土工膜的稳定，可按照一定的间距，采用T型木桩固接。土工膜的表面应按设计要求铺筑保护层。

3.4.2 灌浆

采用灌浆的措施处理大坝渗漏，浆液可根据坝体土层情况采用纯水泥或水泥加黏土调制，该方法使用于坝体、坝肩或坝基处理。通过在心墙偏上部位钻孔，按照一定的孔距布孔，自下而上或从上口直接灌浆，通过调整灌浆压力，使浆液填充坝体内空隙，从而形成一道新的防渗帷幕，起到防渗效果。

在灌浆的施工过程中，灌浆压力是控制质量的关键，若压力过大，浆液将流出坝体。若压力过低，浆液就不能填充满坝体内空隙，起不到防渗效果，因此，压力的控制应在灌浆前进行试灌。其次，灌浆的方法以采用套管自下而上灌注较好，若从孔口直接灌注，当坝体渗漏量较大或孔内受阻时，浆液就不能到达井孔的底部，造成漏浆。在灌浆过程中，如果漏浆量过大时，可适当增加浆液的浓度，或降低灌浆压力，通过停灌、复灌以满足灌浆效果。

灌浆措施处理渗漏，其灌浆压力、浆液的浓度、孔距都必须根据各险病库坝体渗漏情况，在施工前通过试灌来确定，一个有经验的施工人员，在施工中应通过不断调整其压力、浓度、停灌和复灌时间，达到最佳的灌溉效果。

3.5 增设观测设备

市内大部分小水库自建库已来,一直无观测项目,根本无法监测工程运行状况,不能及时发现问题,处理工程隐患。因此，在今后的除险加固过程中，必须增设必要的观测设备。如大坝变形观测、渗流量观测、浸润线观测和水位观测等观测项目，严格按照水库调度规程和各项规章制度进行管理，按规定对大坝进行安全监测。

4 结论与建议

晋城市小水库通过本轮除险加固，使水库能够充分发挥其防洪效益，保证了下游村民和土地的安全。除险加固后的水库都能多少存点水，给周围的生态环境带来了很大的变化。另外，由于本次除险加固只针对大坝的安全和泄洪要求，没有对水库其他问题进行处理，因此，建议今后尽快对水库遗留问题进行治理，尤其是对水库进行清淤以及下游渠道进行改造，使水库真正能够发挥其兴利效益，给老百姓一个有水可依，有水可用的成果。通过对水库的除险加固，今后市内所有的水库都能发挥其重大的作用，对促进经济和社会的发展，具有十分重要的意义。