小型水库土坝施工中除险加固探讨

邓洪凯，余黎琴

(1.进贤县长山晏乡水务站，江西 进贤 331724；2.江西省抚州市水利局，江西 抚州 344000)

小型水库土坝施工中除险加固探讨

邓洪凯1，余黎琴2

(1.进贤县长山晏乡水务站，江西 进贤 331724；2.江西省抚州市水利局，江西 抚州 344000)

小型水库是我国最为重要的一类水库，具有分布广、应用多的特点，为农业生产提供灌溉用水，同时也为居民生产生活提供蓄洪泄洪、水力发电等作用。然而我国现有的小型水库一般建设年代久远，建设初期受资金的限制施工技术、材料等都较差。另外由于使用的年限较长，在使用过程中对于日常的维护、检修工作等重视程度不足，因此造成了水库存在大量安全隐患，其中土坝的渗漏、塌陷等问题尤为突出。文章重点讨论小型水库土坝施工的除险加固，目的是通过对水库土坝进行安全加固等措施，保障水库的安全使用。

小型水库；土坝；除险加固；施工

0 引 言

小型水库是我国目前分布最广、应用最多的一类水库，为满足我国农业生产的发展提供了重要的作用，是农业生产日常灌溉用水的重要来源，同时也为居民日常生产生活提供蓄洪泄洪、水力发电等作用。我国的小型水库建立的年代比较久远，很多都是70年代修建的，当时的技术水平有限、用料也得不到保证，导致目前水库存在很多安全隐患。同时在使用过程中受到外界自然条件的影响，狂风和土石塌方问题频发，小型水库一般都建设在农村地区，日常的巡检和检修措施得不到保证，大量坝体出现了渗漏变形的问题，导致坝体结构不稳。如果对小型水库进行推倒重建，需要较大的投资以及较长的施工周期，在我国现有条件下对大量的小型水库进行重建施工是不现实的，因此为满足日常生产生活需要主要对水库进行除险加固的处理，文章重点讨论的是对水库的大坝施工进行除险加固。图1为我国常见的中小型水库土坝。

1 小型水库土坝现存主要问题和对策

我国小型水库的大坝主要是土坝，按照施工技术进行分类主要包括黏土心墙坝、水坠坝、水力冲填坝、碾压土坝、水中灌水吧、坝、水中倒土坝等。按照施工材料进行分类主要包括均质土坝、黏土斜墙坝和多种土质坝等。在对土坝的除险加固处理过程中要实现全流程的重视，首先要加强对水库现场自然条件、居民生产生活需求、地质条件等的现场勘查，从而进行科学、合理的额方案设计。在施工过程中要严格按照设计方案执行，避免安全隐患和质量问题。在后期使用过程中重视维护和检修，在出现水流冲刷、自然条件等引起的土坝侵蚀破坏现象时进行及时的维修。

1.1 设计阶段

在设计阶段首先要对水库土坝的现有情况进行认真的勘察与研究，找到目前存在的渗漏、滑坡、变形等问题，采用帷幕灌浆等措施进行渗漏的处理。同时要充分考虑上下游的具体条件，对于上下游的坝坡采取必要的安全防护，例如在下游进行植树造林，稳固土石。对于溢洪道存在的问题要进行认真分析。小型水库建成时一般都不会设计专门的泄洪道，而是简单搭建了几根排水管以满足泄洪要求。另外，在使用过程中水库加高工程或利用水库提供其它服务等现象频发。由于日常的维护费用有限，没有专人负责24h的看守水库，因此水库内杂草丛生、淤积严重。因此，要充分分析现有溢洪道的质量，如有必要可以进行拆除重建以满足蓄洪泄洪的需要，提高水库整体功能和性能。在设计阶段还要充分考虑其他基础设施的建立，完善内部基础设置，使整体方案更科学、可行。

图1小型水库土坝

1.2 施工阶段

在具体施工阶段，首先要做好土坝实验，要对水库现场的土料进行取样，通过实验获取相关的参数。取样过程中要注意取样的区域、颗粒大小，实验中要重视对样品的塑性指数分析、密度实验、含水量实验和土地击实实验等。针对相关的参数利用成熟的理论和已有的施工经验进行模型计算，给出建议的施工机械方案和施工方案等，例如可以采用循环组合法、逐渐收敛法等算法。利用现代计算机分析技术进行土坝含水量、密度等的测试和分析数据制作，从而保证施工的科学性合理性[1]。

土坝施工中坝体和坝基的结合处是关键施工部位，因为整个土坝的自身重量以及投入使用后外力所产生的压力和重量都要由坝基来承受，因此坝基的稳定性和坚固性直接影响了整个大坝的运行质量和安全性。在施工过程中要严格选择坝基材料，科学计算坝高以及坝基能够承受的最大压力。如果坝基不需要特殊处理即可进行坝体施工，在可以对坝基进行刨毛和重新的碾压处理，具体是对坝基进行表面含水量的处理，使坝基整体处于含水量的最大值，之后根据预先计算得到的碾压参数作为依据，对坝基进行压实处理后再铺土压实。如果坝基属于非黏性土的材料，则必须现对坝基进行整体压实的处理，在坝基上铺上第一层土料，之后使用轻型机械对坝基进行碾压处理[2]。如果坝基属于岩基的材料，则需要现对岩石表面凹凸不平的平面进行磨平、裂缝填充的处理，如果是已经破碎的基岩则还需要进行灌浆的处理。

其次，要重视岸坡和坝体的结合面的处理，从而保证整个土坝的稳定性。要在施工前对结合面表面的杂物进行冲洗，清除掉杂物和已经松动的岩石等，之后进行表面的洒水处理保证其表面的湿润度再进行水泥砂浆、浓黏土浆的铺设，在铺设过程中对铺土进行碾压处理，从而保证在使用过程中结合面不会出现管涌或渗水的问题。应当注意不能使用重型机械进行施工，避免对整个大坝的土基造成破坏。

最后要重视施工过程中的用料质量，如果使用了不合格的材料进行施工，会对大坝整体的安全性和质量造成严重的破坏。材料要通过正规渠道向正规的厂商进行采购，在到后货要进行严格的验收，坚决杜绝不合格的材料进场。对于材料的使用要严格按照说明书的要求进行，进行科学的保管，防止在存储过程中出现腐蚀、变质等问题。

1.3 其他注意事项

对于小型水库土坝普遍存在的坝基渗漏、绕坝渗漏等渗漏问题要进行全面的排查，通过使用帷幕灌浆的措施进行处理。对于溢洪道的加固处理，要在充分分析项目特点的基础上，从水调节计算、溢流堰优化、溢洪道优化等角度具体提出科学、合理的溢洪道优化改造设计方案。对于裂缝问题要进行施工处理控制，主要包括横向裂缝和水平裂缝两类。对于水平或垂直的裂缝可以直接进行沙壤土的填入及捣实密封处理，对于横向的裂缝则需要先进行开挖处理后再进行回填，具体开挖过程中一般采用梯形断面的方式进行处理，从而能够保持较好的回填土和坝体之间的结合。由于小型水库本身一般建造在支流的位置，因此要对其上下游的坝坡进行专门的加固处理。如果水库本身建造在河流的下游位置，则必须进行植树造林，形成一个完善的自然排水体，减少大坝受到河流冲积的影响。对上游的坝坡进行整修，可以充分利用草坡的形式进行护坡，还可以采用泥石等材料进行路面的铺设，从而保证路面的坚固性。要重视小型水库的滑坡问题，主要处理方式是对下部压重、上部减重，再具体施工过程中要注意土石坝的水分问题，要尽量选用透水性好的材料进行修复，从而能够尽量将大坝的内部水分排除。

土坝施工中除险加固一般不会专门针对某一个问题进行施工，往往是多种问题并存的复杂环境下的施工。因此需要协调检查渗漏、滑坡、裂缝等异常现象的具体步骤。必要时可以使用同位素设备、电测设备等进行检测。由于土坝施工现场环境复杂，需要的设备和材料众多，设备的使用、安置等会相关干扰和影响，因此需要对大坝现场条件进行系统性、综合性的分析，设计最优的施工方案，满足技术合理、现场可行、满足要求的除险加固方案。在整体施工的过程中要建立健全监督和管理机制，提高施工人员的质量意识，将施工质量责任落实到人，要明确质量安全事故的惩罚措施，使整个施工过程有法可依，保证施工按照方案设计严格执行[3]。

2 防渗墙的施工具体分析

本节以某地A水库土坝除险加固施工为例。A水库始建于1973年，总库容为110×104m3，最大坝高为9.8m，坝顶宽为3.5-4m，属于小型水库。A水库位于国内某县两个自然村的交界处，1975年9月建成完工后正式投入使用。A水库的主要材料是土石混合坝，上游是干砌石护坡，边坡比为1∶3，下游是天然草皮护坡，边坡比为1∶2.5。目前水库在大坝0+220m的位置出现了一处渗水点，大坝整体的渗透性较强，坝后也有多处库水渗出，根据不同位置和深度渗水的原因和强度也不同，因此对A水库土坝的防渗处理迫在眉睫[4]。

根据A水库周围环境以及整体应用需求分析，整体防渗墙的建造顶高程为325m，即比校核的洪水水位再高出0.3m。A水库的土坝是土石混合坝，坝基表面主要是第四系的松散堆积层，坝基底部主要是花岗岩。防渗墙的建造底高程要按照地基上建有截水墙的土坝渗流情况进行计算，最终确定为303m，即比目前的坝底高程要低4m。结合水库实际以及本工程的造价预算进行分析，最终确定使用高压喷射的方式建造防渗墙。

3 总 结

文章重点分析小型水库土坝施工的除险加固，从设计阶段、施工阶段等方面对主要问题进行了分析，同时对具体的防渗墙、溢洪道、防裂缝等除险加固方案进行分析，最后还以A水库防渗墙的施工作为案例进行了具体分析。通过对现有的小型水库土坝进行除险加固施工，能够在资金有限的情况下提高水库的运行能力，同时提高工程投资效益。

[1]赖历青.小型水库土坝施工中除险加固研究与探讨[J].河南水利与南水北调,2016(03):58-59.

[2]宋玉良,于海龙.小型水库土坝施工中除险加固研究与探讨[J].黑龙江科技信息,2014(18):181.

[3]石维力.小型水库除险加固工程关键部位处理[J].科技资讯,2014(33):34-35.

[4]魏家慧,庄淑英.高压定喷防渗墙在小型水库除险加固中的应用[J].黑龙江水利科技,2011(04):279-280.

TV641.2

B

1007-7596(2017)09-0078-03

2017-09-02

邓洪凯(1975-)，男，江西进贤人，工程师，从事水利工程管理、防汛抗旱、项目的前期申报和项目施工管理等工作；余黎琴(1987-)，女，江西抚州人，助理工程师，从事水利工程管理、防汛抗旱、水土保持和工程项目受理预审工作。