浅析病险水库塘坝堤坝防渗加固

周祖彬

（保山市昌宁县水务局勘测设计队 云南昌宁 678100）

昌宁县地处横断山脉南延部份的滇西纵谷西南部，国土面积3888km2，辖9镇4乡、79个村45个社区，总人口35.07万人，其中农业人口占81.8%。境内最高海拔2876m，最低海拔608m，是一个典型的山区农业县。

全县已建成水库72座，其中：中型4座，小（一）型18座，小（二）型50座，小塘坝200多座。这些水库、塘坝承担着全县的农业灌溉、防洪、人畜饮水供水等任务，为农田灌溉、抗旱、防御洪水灾害和保障国民经济建设发挥了重要作用。2006年以来昌宁县积极争取中央、省、市级资金支持已完成1座中型，18座小（一）型、48座小（二）型水库除险加固。由于目前政策原因，各级尚无小塘坝加固整治资金支持，所以未对200多座小塘坝进行加固处理。同时在地震、山体滑坡等自然灾害影响下，目前仍有2座中型、8座小型水库大坝存在病险。这些病险水库和小塘坝不同程度存在坝脚、坝基、坝肩渗漏，白蚁危害等问题，特别是小塘坝因放水设施不完善，大坝没有溢洪道，放水涵洞防洪标准低，以及工程本身质量较差，年久老化失修等问题，病险危害较大。病险库坝下游大部分是城镇、村庄、交通干线，地理位置险要。库塘堤坝存在的隐患严重威胁着下游人民生命财产的安全或不能充分发挥其兴利效益。

1 水库塘坝病险类型及处理方法

1.1 水库塘坝病险的主要类型

水库塘坝工程常见病险包括大坝坝脚和岸坡接触带渗漏、山体滑坡、坝体开裂、白蚁危害等类型。最为典型的是渗透破坏，其主要表现为管涌、流土、集中渗漏。渗透破坏险情大致可分为三种：①坝体和坝基接触带出现的险情，由于筑坝时未清基或清基不彻底，大坝与坝肩坝基接触面不能很好的衔接，存在空隙容易产生白蚁或造成接触带薄弱环节，且因水库塘坝蓄水对大坝产生带来巨大水压力，导致渗漏。②坝基产生的险情，主要由于受条件限制坝址选择不当，坝基存在透水性较强的砂层、砂壤土层所致。③大坝出现的险情，主要是由于坝体物质成分的不均匀性和填筑碾压不密造成。由于70～80年代修建水库多为受益乡村群众投工投劳建设，大坝填筑技术要求不高，施工工艺简单等原因，部分堤坝填筑不合格，且因压实不均匀等原因，存在孔洞、裂缝等，主要表现为散浸、脱坡、漏洞等。

1.2 水库塘坝防渗加固方法

水库塘坝工程大坝的渗漏处理，常见的可采用帷幕灌浆、劈裂灌浆、截渗墙等进行防渗。若有需要也可采取翻挖重新填筑堤身或加厚堤身的方法进行防渗。对于砂卵砾石粒径较大含量较高的基础防渗处理，也可采用排水盖重减压反滤保护等其它措施。

2 大坝工程防渗处理技术

2.1 大坝防渗处理方式

对坝基渗漏的处理一般按上游“堵、截、铺”，下游“减、导、排”的原则，所谓“堵、截、铺”就是增设防渗墙、进行帷幕灌浆和铺盖等以减小渗漏量；“导、减、排”是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低水的扬压力。大坝防渗主要处理方式：一般采用灌浆或截渗墙来防止渗漏或降低浸润线，采用防滑桩或压重等措施来提高抗渗、抗滑稳定性和安全系数。滑坡的处理比较复杂，要具体分析滑坡的成因，并进行有针对性的解决问题。主要措施是增加阻止滑坡产生的物质和消减滑坡产生的物质，最好的方法是降低坝体浸润线或改变土体性质，提高坝体稳定性。随着科技的飞速发展，各种新型合成防渗材料日新月异，用土工膜或无纺布复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性在工程中应用较多。

2.2 大坝灌浆防渗的基本方法

2.2.1 劈裂帷幕灌浆

劈裂帷幕灌浆主要用于加固堤身，防止堤身渗漏。该方法要结合大坝实际情况，主要用于大坝填筑材料差，碾压不密实的防渗加固。可沿坝轴线采用直线或梅花形单线布孔，分段灌注，分序加密。坝基帷幕灌浆防渗，孔距一般2m；坝体劈裂灌浆防渗，孔距一般4m，孔深根据隐患和病害情况分别以钻透堤身填土或穿过堤身钻入基础1～2m为宜。以泥浆由下而上，少量多复；浆液由稀到稠，循序渐进；压力由大到小，灵活掌握来控制灌浆中容易出现的串浆、冒浆、局部隆起、滑坡等各种问题，使灌入的泥浆沿堤坝轴向形成一道防渗帷幕，达到防止渗漏、改善堤身质量、提高堤坝坚固度的目的。

2.2.2 速凝低压灌浆

速凝低压灌浆一般用于高危水位下抢险堵塞管涌，是以填充膨胀物质加大管涌阻力减慢管涌水流速度和在水泥中加入速凝剂使水泥浆能很快凝固从而堵塞管涌。在实际工作中应根据管涌位置的土层地质情况（即粘土或砂砾层）采用相应的钻机钻孔，然后向孔内填充遇水即可膨胀的物质，再以较小的压力向孔内注入混合了速凝剂水玻璃的水泥浆，以较短的时间堵住管涌，达到抢险的目的。

2.2.3 高压填充灌浆

高压填充灌浆主要用于大坝基础灌浆，以满足基础筑坝要求，也用于堤身较大空隙、溶洞、蚁穴的填充，以提高堤坝的安全稳定性。应用于基础灌浆时，用钻机在需加固的堤段从堤顶钻孔，孔距一般在1.5～2m之间，孔深以钻入基础穿过砂砾层1～2m为宜。灌浆时压力由低到高，套管下到填土层保证干燥，基础部分砂砾层灌入水泥浆，然后逐步提升到土层，以黄泥浆封孔。应用于填充溶洞、蚁穴时，则用钻机在空隙、溶洞或蚁穴周围布灌浆孔，依次灌入水泥浆，对空隙、溶洞或蚁穴形成包围圈，以达到封填密实空隙、溶洞或蚁穴的目的。

3 病险库塘堤坝除险加固建议

为加快病险库塘堤坝治理步伐，提高质量，做到投资少，见效大，确保充分发挥水库效益，宜从以下几个方面入手：

3.1 争取多层次、多渠道融资筹集资金，为病险水库加固提供资金保证

水库功能多调蓄洪水和农业供水，属公益性工程，病险水库加固工程投资大、技术要求高、社会效益显著，应以公共财政投入为主。但是，要加快病险库塘的治理步伐，仅靠政府的投入是不够的，数量庞大的小坝塘，无法全部由政府投资进行加固，必须建立和完善多元化、多层次、多渠道的投资体系。应按照“分级管理，分级负责”的原则，各级政府都应建立相应的专项治理资金。中、小型以上水库大坝加固应由中央和省级投资为主，小坝塘堤坝加固应以当地县、乡两级财政和受益群众投工投劳和投资为主，但针对我县比较贫困和群众经济基础较差的实际，对小水塘堤坝的加固，应以地方或受益区群众投入为主，当地县乡采用以奖代补的政策给予适当补助。在此基础上，结合病险库塘堤坝治理，深入推进小塘坝工程的产权制度改革。在落实管护责任到位、防汛责任到位的前提下，也可采取租赁、承包等方式筹集治理资金。总之是集中整合一切力量抓好库塘病险整治，杜绝各类安全隐患。

3.2 抓好前期工作，为搞好病险库塘加固奠定坚实的基础

3.2.1 做好库塘大坝安全鉴定

根据1995年水利部颁布2003年修订的《水库大坝安全鉴定办法》，水库大坝在建成验收后要定期进行安全鉴定，在病险水库加固前期工作开始时，大坝管理单位或主管部门应组织设计、施工、运行管理等方面的专家，严格按《水库大坝安全鉴定办法》进行实地踏勘，全面准确地查找出水库存在的各种隐患，分析隐患产生的原因，实事求是地确定水库的安全类别，针对隐患科学合理地提出除险加固措施或建议。小坝塘工程也应参照《水库大坝安全鉴定办法》开展安全鉴定工作，为后续开展除险加固打下坚实的基础，确保加固整治的质量和工程效益。

3.2.2 委托专业机构对病险库塘隐患进行探查

病险库塘大坝、输水涵洞、隧洞等部位的病险隐患隐蔽性较强，应找准病险的症结“对症下药”，才能彻底消除病害。这就要求在安全鉴定和初设阶段需委托具备相应资质，且业绩突出的专业机构对隐患进行专题调研，现场踏勘，找准隐患部位，分析产生原因，提出对应的处理措施和方案。

3.2.3 病险库塘除险加固应使项目资金发挥最佳绩效

许多病险库塘因存在安全隐患，导致调蓄能力大减；有些淤积严重，直接影响其效益的正常发挥；同时还极大的增加了运行管护成本。在库塘的除险加固工作中，我们要在切实消除库塘病险恢复库容的同时尽可能的考虑增加库容。在库塘的病险得到有效排除的前提下，增容和恢复库容是提高水库自身经济效益和社会效益的有效途径。据初步测算，采取除险加固和排沙减淤等措施，恢复、增加或保持每1m3库容所需投资仅是新建水库的1/5左右。因此，对水资源紧缺但有增容或恢复库容潜力的病险水库，应做到合理规划，积极争取，分步实施，把除险加固有限的投资发挥最大效益。

另外，在库塘除险加固的同时应抓好水库配套设施的复修工作，比如对引水沟或灌溉沟渠进行防渗加固处理，确保水库的来水和泄洪、灌溉通畅，从而提高水库的利用价值，充分发挥其功能。

3.2.4 除险加固前要进行效益分析

库塘除险加固的两个重要目的：一是提高的安全性，恢复库塘的蓄、灌功能；二是进一步挖掘库塘其潜力，充分发挥库塘最大效益。经济效益分析包括初估增加的蓄水量以及由此而增加的防洪、灌溉、供水、发电等效益。同时还要进行费用（包括固定资产投资、年运行费和流动资金）估算和经济效益指标（包括经济内部收益率、效益费用比和经济净现值）分析。防洪效益主要体现在加固后防洪标准的提高，目前常用频率分析法，即通过库塘修建（加固）前后发生同频率洪水而引起下游淹没损失的比较，来计算库塘的防洪效益。通过具体分析，应优先实施投资少、见效快、效益好的病险水库加固工程，以此带动病险库塘加固工作的全面展开。

3.3 建立良性循环的管理机制

目前我县水库已全面落实产权制度改革，明确了管护主体、颁发了产权证和管理权证，建立了较为完善的管理制度，做到了权责明晰，专人管理。但小塘坝工程仍然存在管理不善、管理责任不落实的问题。为防止出现一边除险、一边出险，旧账未还、又添新账的被动局面。加强病险库塘运行管理，应从以下几方面建立良性循环的管理体制，确保项目资金绩效和工程安全长期运行发挥效益：

（1）小水塘工程要尽快建立起适应市场经济运行的责权明确、管理科学的管理新机制。在病险库塘加固工程建设之初应确定实行建设与管理统筹结合的建设管理体制，除险加固项目建设开工前应组建工程建设管理局等项目法人对除险加固工程建设实施全过程监管，工程完工通过验收后将工程交由相应的管理机构和人员进行管理，并确保管理人员的相对稳定性。

（2）加强领导与指导，在水库工程专人管理的基础上，明确小塘坝也要有专人管理，完善相应的管理制度和章程，并严格遵守水库管理的各项规章制度及细则，其次要加强对库塘调度管理人员的培训，提高管理人员素质及水库调度水平。使库塘管理走上科学化、规范化的轨道，逐步实现良性运营。

（3）积极利用自身优势，合理有序开发水土资源，以水养水，以开发促发展，以发展促管理，逐步建立适应市场经济的良性管理运行机制。比如组建由水库塘坝工程受益群众组成的用水协会或专业合作社，工程加固完善后交由用水协会或合作社进行管理。实现投资多元化、产权明晰化、责任明确化、供水供电价格商品化、库塘供水服务有偿优质化，从而实现库塘工程有人管、管得好、效益发挥好的良好局面。