浅论小型水库土石坝常见病害分析

陈忠润

【摘要】小型水库在农村各地广泛分布，是我国水利工程体系的重要组成部分，水库土石坝是由土、石料等建成的，是历史最为悠久的坝型，就地取材、经济是它的优点，但是在运行过程中也存在一些病害问题，针对土石坝存在的病害问题得出了土石坝防治措施。

【关键词】土石坝 小型水库 安全隐患 防治措施

1选题的意义和依据

小型水库在农村各地广泛分布，承担着防洪、农田灌溉、水力发电及城镇供水等重要的功能，是我国水利工程体系的重要组成部分。水库土石坝是世界水利工程建设中应用最为广泛的一种坝型，现今仍在世界各地大规模新建，这些水库绝大部分是上个世纪六、七十年代的产物，由于当时施工条件落后，设计能力较低，施工技术受限，日常维修养护投入不足，经过几十年的运行，各水库工程设施普遍老化失修严重，存在各种安全隐患。

大中型病险水库除险加固全面完成后，小型水库成为目前我国防洪工程体系中相对薄弱的环节。白1954年有溃坝记录以来，我国发生的溃坝水库中，小型水库占到98%以上，有很多水库因溃坝而造成严重人员伤亡。2010年汛期，各地有7座小n型水库溃坝失事，再次敲响了警钟。中央明确提出，到2012年底前，完成小I型水库除险加固任务：到2013年底前，基本完成坝高10米以上且库容20万立方米以上的重点小II型水库除险加固任务：到2015年底基本完成其余小n型水库除险加固任务。水利部会同财政部提出了《全国重点小II型病险水库除险加固规划》，于2011年2月22日国务院常务会议审议通过。本轮小n型水库除险加固，坝高10米及以上且库容20万立方米及以上的159万座重点小II型病险水库全部纳入重点小II型规划：其余2.5万座一般小II型病险水库分别纳入各省规划。重点小II型病险水库单座平均投资约240万元，总投资381.38亿元，全部由中央财政安排专项资金解决，于2013年底完成。為此，响应上级号召，进一步做好水库大坝除险加固工作，确保水库工程安全，充分发挥水库的防洪效益和经济效益，对促进社会主义新农村建设具有十分重要的意义。

2小型水库土石坝的主要病害问题

2.1大坝稳定性差。

根据现行规范，水库主管部门在组织专家对水库大坝进行安全鉴定和水库除险加固工程初步设计时，都要对大坝抗滑稳定进行校核，校核时应当采用现状大坝断面，有关土工参数则要采用大坝坝体地质勘探时的实际钻孔取样分析资料。许多小型水库现状大坝横断面与原设计横断面相比有不同程度的变化，大部分由于坝体自然沉陷、管理不到位及人为破坏等方面的原因，造成前后坡变陡，水库大坝抗滑稳定达不到要求。在大坝稳定校核时应当按照现行《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）中规定的全部工况进行验算，当计算结果表明大坝不稳定时，结合水库存在的其他工程隐患，需要对大坝进行除险加固。

2.2水库管理设施不全、缺乏观测设备。

大多数小型水库不具备管理设施，少量条件好的水库建有管理房，大部分则只是在汛期才有人值守；水库无水文测报系统、大坝观测系统不完善，遇有降雨时无法报出降雨量、入库流量和出库流量；防汛道路标准低，且基本上是砂土路，路面未硬化。另外据统计，全国小型水库没有通讯设施或不完善的占到小型水库总数88%。

2.3水库防洪标准低

小型水库大多是六七十年代修建的，受当时历史条件和施工技术限制，存在严重的大部分工程边勘察边设计边施工的“三边”现象，水库原设计防洪标准过低，水库大坝经安全鉴定，大部分水库实际抵御洪水能力都不能满足现行部颁防洪标准中的校核洪水标准。造成防洪能力不达标的原因主要是原设计标准偏低，相当多的水库缺少必要的泄洪设施或者由于受当时投资所限，泄洪设施未能按照原设计要求完成。

2.4水库泄水、输水构筑物年久失修、老化破坏现象突出

多年来因种种原因，使得水库放水洞竖井及平洞砼表面出现结构裂缝、溢洪道无护底或无导流墙，有的则是衬砌或施工质量差，洪水冲刷严重，水库下游未设消能设施，极易对大坝安全造成威胁。

2.5大坝坝体、坝基渗漏严重，这是影响水库大坝安全、进而影响水库效益充分发挥的重要因素。

通过计算，部分水库大坝结构上是稳定的，坝体不会产生渗透破坏，但却存在渗漏现象，严重时往往使水库蓄不住水，无法达到兴利要求——些水库渗漏量虽小，损失的水量对水库兴利库容来说比例不大，但因渗漏而产生的渗透破坏会使使坝体浸润线抬高，容易造成坝坡不稳定，在这种情况下水库不能正常蓄水，更不能抬高水位运行，工程效益低下。

2.6闸门、启闭机及机电设备等年久失修、运转不灵。

闸门橡皮止水老化破碎，闸门大量漏水，大部分金属结构绣蚀严重、机电设备超出正常使用年限，造成设备不能正常运行，有的甚至直接无法使用，影响水库大坝安全。

3提高小型水库防洪能力应采取的工程措施

以上各种问题的存在，不但严重制约了水库效益的全面发挥，对当地经济和社会发展造成了障碍，水库存在的大量病险问题还危及了下游人民群众生命财产安全。一旦水库失事，将会给下游带来重大灾难，同时给国民经济发展和社会稳定带来重大负面影响。建国以来，我国各地陆续发生水库大坝垮塌事故，造成大量人员伤亡和群众财产损失。为提高病险水库防洪能力，从已完工的水库除险加固工程所取得的经验来看，在采取工程措施方面主要有三种，一是适当增加坝体高度，从而提高水库调水蓄水能力：二是对泄洪设施进行改造，使水库下泄流量显著加大：三是适当增加坝高与水库泄洪设施改造相结合。对于具体采取的工程措施，可以根据工程实际，有针对性地灵活运用，在满足工程防洪标准的前提下，充分考虑到经济合理性。

参考文献：

[1]碾压式土石坝设计规范.北京：水利电力出版社，2OO1.

[2]丁士昭.水利水电工程管理与实务.北京：中国建筑工业出版社.2O11.

[3]吴媚玲.水工建筑物.北京：清华大学出版社，1991.

[4]杜雷功.全国病险水库除险加固专项规划综述[几水利水电工程计，2003，（22） 3：1-5.