小型土石坝病险水库除险加固技术探讨

陈汉江

（城固县水利工作队 陕西城固县 723200）

小型土石坝病险水库除险加固技术探讨

陈汉江

（城固县水利工作队 陕西城固县 723200）

水库在我国社会和经济建设中起着十分重要的作用，但小型土石坝由于多种原因，往往存在防洪标准偏低、坝体老化严重等问题，导致水库病险问题比较突出，不仅难以发挥正常效能，还存在较大的安全隐患。为此，必须对小型土石坝病险水库进行加固处理，以提升水库的抗震性、稳定性和安全性。本文从小型土石坝病险问题分析入手，对小型土石坝病险水库除险加固技术进行探讨，以供参考。

土石坝；病险水库；除险加固技术

随着我国社会和经济的快速发展，对水资源的需求量越来越大，合理开发利用水资源已经成为现代水利工程建设的主要目标。水库作为水利工程建设的重要环节，在水源涵养、农业灌溉、水利发电、工业用水、防洪抗旱等方面都发挥着重要作用。小型土石坝水库是我国水库存在的主要形态，广泛分布于全国各地，特别是农村地区。由于大部分小型土石坝水库是20世纪50～70年代修建的，且受施工条件和技术手段等情况的限制，施工质量难以保证。加上坝体老化、年久失修、维护不力等因素影响，使得小型土石坝水库或多或少的存在一些病险，造成一定的安全隐患，甚至面临溃败的危险。因此，加强小型土石坝水库病险排查，及时对病险水库进行加固就显得尤为重要。

1 小型土石坝水库概述

1.1 小型土石坝水库特点

①便于就地取材。小型土石坝坝体主要由土、石块、水泥等材料组成，其中土、石可以就近就地取材，节省了施工成本，提高了施工效率。②施工技术相对简单。小型土石坝水库由于规模不大，对地基的要求较低，结构适应能力较强，可以在复杂地质条件下施工。由于整体结构简单，可随时根据需要进行维护、改建和修缮。可以不使用大型施工机械，节省了水库建设成本。③容易形成水库病险。受设计、材料和结构所限，土石坝施工工艺较为简单，容易出现坝体沉降、渗漏、开裂，甚至滑坡、溃坝等问题。[1]

1.2 小型土石坝水库主要病险

①裂缝问题。裂缝是小型土石坝水库最常见的病险。一旦坝体出现裂缝，不论裂缝是长是短、与坝体垂直还是平行或者不规则，都会对坝体产生不同程度的影响。特别是贯穿整个坝体的裂缝，更是会直接影响到坝体的稳定性，甚至导致溃坝的危险。②渗漏问题。渗漏问题也是小型土石坝水库较常见的病险之一，小的渗漏可能最终导致滑坡、溃坝等大问题。从渗漏部位来看，主要有坝体、坝基、绕坝、接触渗漏等。按渗漏的性质来分，可分为正常渗漏和异常渗漏。按表现形式来分，可分为集中渗漏和散浸。其中，异常渗漏是指渗漏量大造成坝体破坏、引起坝体整体或局部失稳的渗漏形态，是确定坝体病险程度的重要指标。③滑坡问题。滑坡会对坝体的稳定性造成严重影响，甚至造成坝体整体失稳。滑坡的成因主要包括坝坡太陡、坝体和坝基抗剪强度不足、地震等外界因素扰动等。④护坡损坏问题。护坡是土石坝的重要辅助工程，对坝体和水库的安全起到一定的保护作用。由于长期受到波浪冲击、雨水冲刷、动物破坏等影响，以及受设计水平、施工质量和管理水平的限制，容易使护坡受到不同程度的损坏，严重的甚至危及坝体安全。特别是溢洪道两侧的边坡，更是容易受到泄洪时的水流强烈冲击而遭受严重损坏。[2]

2 小型土石坝病险水库除险加固技术

2.1 裂缝的除险加固技术

小型土石坝发现裂缝后，必须迅速采取现场观测、开挖探槽和探井等措施查明裂缝的详细情况，包括裂缝部位、形状、尺寸、走向、严重程度及发展趋势等，同时要查明产生裂缝的原因。根据现地勘察数据、资料，综合判断裂缝性质，并采取针对性措施进行加固处理。加固措施主要包括：灌浆、翻筑、放缓坝坡、增加防护层等，可视情采取一种或多种措施予以加固。具体来讲：①对坝体纵向沉降裂缝，可加填无粘性细粒土。需要注意的是，在坝体沉降尚未稳定时，不要急于掩盖坝面，避免新的裂缝被掩盖而难于发现。②防渗体中出现横向裂缝一般难以发现，加固时必须沿裂缝挖槽，并回填不透水的土料。一般裂缝加固处理，通常采用开挖回填、裂缝灌浆等加固方法或者二者兼具。小型土石坝裂缝见图1。

图1 小型土石坝裂缝

2.2 渗漏的除险加固技术

千里之堤毁于蚁穴。对小型土石坝渗透的危害一定要有清醒的认识，一旦发现渗漏，必须尽快采取有效措施进行除险加固。必须坚持“上截下排、截排结合、以截为主”的处理原则，综合分析渗漏部位、性质、危害程度等情况，因地制宜地采取针对性措施迅速予以处理。具体而言：①坝基渗漏处理。通常采取粘土防渗铺盖、粘土截水墙、土工膜防渗等截水技术，并辅之以排水井、反滤排水体、反滤盖重及反滤排水体与反滤盖重相结合等排水技术。②坝体渗漏的处理。可采取粘土斜墙、坝体劈裂灌浆或充填灌浆等截水技术。对于迎水面较陡、水库易于放空的小型土石坝，可采取防渗土工膜截水技术。对于局部洞隙或因填土松软、土质较差等原因引起的坝体渗漏问题，应采用坝体劈裂灌浆或充填灌浆等截水技术。

2.3 滑坡的除险加固技术

当小型土石坝发生滑坡险情后，必须尽快进行勘察和试验，迅速查明滑坡原因，并制定针对性的加固措施。按照“滑动力减少、抗滑力增加”的原则，进行加固设计和施工，做到上部减载、下部压重。①坝基良好时，若基础面以下的背水面发生局部滑坡，可采取适当降低水库水位和导渗排流措施，待滑动体干燥固结后再铲除已经松动的土体，然后用透水性强的土料换填、修复。若滑动体较大，则需采取上部削坡、下部压重、导渗排流、放缓坝坡、培厚坝体、固脚土撑等方法，多法并举，综合施维。②坝基有湿陷性黄土层或淤泥夹层，受暴雨、渗漏、震动等因素影响而导致滑坡，则应在坝脚外一定距离修筑一道高出地基面的抛石固脚防滑齿墙，在齿墙与坝脚间加填透水性好的堆石或土料，形成压重平台，并在齿墙与平台间做好反滤层，然后再对滑动体采取换填等措施。小型土石坝滑坡见图2。

图2 小型土石坝滑坡

2.4 护坡的除险加固技术

根据现场勘察，综合分析护坡损坏的原因，再确定合理的除险加固技术措施。一般比较常用的技术措施包括浆砌石或现浇混凝土护坡、填补翻修、加厚反垫滤层、坝面塑膜保温等，可视情采取一种或多种措施进行除险加固。其中，浆砌石或现浇混凝土护坡适用于风浪较大、破坏频繁的护坡坝段。填补翻修相对简单，主要适用于由于施工质量引起的局部跨塌、滑动、脱落等破坏。加厚反垫层则适用于北方寒冷地区，主要针对反垫层厚度不够而产生的护坡破坏。[3]

3 小型土石坝病险水库除险加固应把握的问题

3.1 小型土石坝病险水库的维护管理

①思想上要重视。水库管理部门一定要对水库病险问题高度重视，真正认识到病险问题可能带来的危害。坚持以防为主，将预防工作做在平时。一旦发现病险问题，必须第一时间予以除险加固处理，避免问题恶化。②严格落实制度机制。要认真落实水库管理各项规章制度，重点是巡查、维护等制度。还要落实责任追究和奖惩制，对于玩忽职守而导致险情发生的，必须追究责任并实施行政和经济处罚，以强化管理维护人员的责任意识、安全意识和质量意识。③加大资金投入。水库管理部门要对小型土石坝病险水库增加维护资金，并加强资金使用审计，确保资金落到实处，促进小型土石坝水库除险加固质量的提高。

3.2 小型土石坝病险水库除险加固勘察设计

勘察设计是解决小型土石坝病险病险问题的基础和前提：①勘察试验。由于小型土石坝水库规模较小，因此除险加固投入的勘察和试验工作必然受到一定程度的限制，只能依据水库存在的工程地质问题采取有针对性的勘察及试验工作。采取钻探和物探相结合、注水和压水相结合、地质测绘和检测相结合等方式，广泛收集水库区域地质资料、地震参数、工程前期勘察设计及施工资料、运行监测资料等，为综合分析决断和科学决策提供技术支撑。②加固设计。在实施勘察试验、进行地质指标分析的基础上，有针对性的对于病险问题设计加固处理技术措施。针对不同的病害采取不同的材料、不同的施工技术和不同的施工方案，以确保加固施工质量和安全水平。[4]

3.3 小型土石坝病险水库除险加固施工质量

小型土石坝水库管理部门一定要严把除险加固质量关，避免因施工质量问题而埋下安全隐患。在科学勘察、设计基础上，严格按照设计方案和施工计划组织施工，严把材料准入关、施工工艺关、检查验收关，确保施工质量达到设计要求。重点是要提高小型土石坝水库的防洪能力。由于小型土石坝水库一般存在坝体较小、土质松软、泄洪道简陋等问题，一旦遇到较大洪水，较容易发生各种险情，因此必须通过加高坝体来增加水库的调蓄能力，加大泄洪道规模来提高泄洪能力。

综上所述，小型土石坝水库病险问题较为复杂，危害性也较大，必须有针对性的采取相应的除险加固技术措施，并确保加固施工质量。通过科学的勘察、设计，以及合理的除险加固处理，不断提高小型土石坝水库的运行质量和综合效益，为充分发挥水库效能奠定基础。

[1]刘岳山.土石坝除险加固的方法探讨[J].建材发展导向，2013（9）：63～64.

[2]章裕华，范建昌，杨洪，等.试论小型土石坝水库的病险分析及除险加固措施[J].中华民居2013（30）：305～306.

[3]李春艳.浅析水库土石坝除险加固技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013（13）.

[4]鲍平美，王璐华.浅谈土石坝水库病险、地质勘察及除险加固措施[J].江西建材，2013（4）：156～157.

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1004-7344（2016）26-0161-02

2016-9-1

陈汉江（1977-），男，工程师，主要从事小型水利水电工程勘测设计、水利工程施工管理、水利工程监理等工作。