水库除险加固工程中存在的问题及解决措施

杨明胜

（松桃苗族自治县跃进水库管理所，贵州 松桃 554100）

0 引言

小型水库除险加固工程的建设水平，不仅影响小水库的正常使用，而且关系到防洪排涝、农业生产等工作，因此有关建设单位应更加重视建设小型水库的除险加固工作，消除风险，强化工程，及时发现和检查施工过程中的不足，及时改进，通过检漏补水等手段和措施来提高小水库建设水平，推动相关产业进步，保障社会经济建设的发展。小水库排险加固的思路主要体现在：①在技术上更加注重小水库的多功能性，使小水库能够满足实际防洪需求和灌溉、发电、城市供水、水产养殖等工作要求。此外在实际应用中也要满足周边地区民众用水和谐的要求。②注重协调与周边生态环境齐整，如本文所阐述的水库，不仅防洪排灌效果显著，还能与周边景观文化融为一体，创造旅游价值。加强对施工技术方案合理性的总体评估，在风险消除和强化施工中，应加强对工程施工方案合理性的总体评估，对地质勘查、技术参数的制定、技术参数的编制进行全面检查，确保工程施工的合理性，避免小型水库建设和运行的风险。

1 工程概况

贵州省某水库属小型水库，控制流域面积17.7km2（含上游水库流域12.2km2，间隔流域5.5km2）目前坝顶高程为450.89m，上游航道总长度6.98km（其中上游航道4.34km，断面航道2.64km），平均坡度为28，总库容51.27 万m3，利润库容量35.09 万m3，死库容量9.2 万m3。建于1970 年6 月。挡水坝为红土石灰岩重力坝。坝面用水泥砂浆尖头。坝高21.4m，坝顶高程450.89m，坝长55.48m，坝顶宽1.79m，上游大坝坡度为1:0.05，下游大坝坡度为1:0.84。坝面无冲刷控制设施；大坝无专门防渗设施，主要依靠坝体指向和红土石灰；大坝无挡浪墙、廊道和安全监控设施。水库一期输水隧道位于大坝右端，现已废弃。二次运输位于大坝左端，是由直径400mm 闸阀控制的砖石结构。闸阀设备腐蚀老化，不能使用，阀室损坏。下游通道长度水库长4km，引水至水库灌区北干渠，解决下游农灌系统饮水问题。大坝下游15km 是南水北调的干渠中线。沿线有20 多个村庄，耕地5 万亩，人口5 万多，地理位置非常重要。

2 水库除险加固现阶段存在的问题

工作区15m 以内浅地层岩性以砂壤土、细砂、重粉质壤土为主，主要有两个问题。首先，坝身主要为砂壤土和壤土，局部含粉砂，由于砂壤土和粉砂渗透系数较大，不满足堤坝施工规范。当渠水位较大时，可能产生流土或管涌的渗透破坏；其次，坝基主要为壤土、砂壤土和粉细砂，在高水位，粉细砂集中的地段可能产生渗透破坏。目前，当水库处于正常水位时，坝基、坝体和坝肩均存在明流渗漏，虽然经过处理，但无法解决渗水问题，本工程不安全，未来高洪水位条件下，渗流安全总体评价等级为C 级。水库坝址抗震设防烈度为Ⅷ度，经抗震计算，坝体受力及抗滑稳定安全系数不符合规范要求。水库大坝抗震安全等级为c 级。大坝没有安全监测设施、通讯设施、管理用房、防洪道路、水库功能差，运行管理条件差。水库大坝二级输水隧道闸阀漏水严重，水位高时闸阀处喷水高度可达数米闸阀损坏不能开闭闸室损坏严重建议更换闸阀和起重设备，重建闸室。

3 水库除险加固措施

3.1 增设主要溢流坝段

目前，水库坝面尚无溢洪道、溢流坝及防冲设施，存在安全隐患，拟新建溢流坝，以化解风险，加强水土流失。大坝溢流坝段净宽33m，挡水坝段视洪水流量增加3.98m。

溢流坝的溢流能力按100 年回流控制流量设计。溢流坝按0-007.75—0+025.25 堆放布置，由溢洪道溢流、卸料槽和斗斗组成。

3.1.1 Wes 曲线段

堰型采用实用的Wes 堰，上游坡度为1:0096，坐标O 原点上游段的弯曲段为两条弧段，ab 段的弧半径为R1=0.67m，Bo 截面的圆弧半径为R2=1.66m，堰顶截面曲线为Wes，曲线与直线段的落差有关，落差与反弧段相连，堰顶高程堰高450.89m，韦斯曲线终点C 高448.55m，净宽33m。

3.1.2 掉落部分

CD 段为直落段，C 点高程448.55m，D 点高程441.55m，坡度比1:0.84，底板平均厚度500mm，自由宽度33m。这是一个C25钢筋混凝土结构。

3.1.3 翻斗

AB 段为旋转桶，D 点标高441.55m，E 点标高440.0m，自由宽度33m，倒圆弧半径4.6m 为C25 钢筋混凝土结构。

经水库调洪验算，溢流堰堰顶高程为450.89m，净宽为33m，校核洪水位时堰顶水深为3.98m，最大过流能力为587.84m3/s。

3.2 输水洞工程

输水隧道已运营40 年，断面为0.6×0.7 矩形，砖石结构。据地质勘查资料，大坝透水率为26.4～36.4Lu，为中等透水渗漏水，本次加固中，输水隧道内引入直径为400mm 的钢管，并用混凝土固定；另外，输水隧道内应安装直径150mm 的PVC 管，用于坝基排水；修理出口锁。

3.3 坝基防渗技术

防渗是除险加固工程的重要问题，也是施工难点。该大坝所处环境比较差，坝体在前期施工中忽略了基础加固，导致坝体状况复杂，防渗加固采用单一防渗加固措施，达不到加固要求。在水库大坝基础防渗处理过程中，相关的部门需要提高对基础覆盖层的重视程度，并且协调处理好地质情况以及灌浆方法两者之间的关系，使防渗技术达到最佳标准。利用截水槽回填粘土的时候，需要对现场的施工量进行严格的控制，但是这样的方法仅仅适用于均质坝和粘土斜墙坝，覆盖的厚度需要控制在15m之内。

3.4 坝体防渗技术

因为质量问题，坝体安全隐患多，老化严重，其结构也发生着松动，和现代坝体建筑安全设计不相符。在对水库大坝防渗加固前，一定根据实际情况采取相应的施工措施，保证其能够达到预期的施工效果。水库防渗加固施工一定要遵守防渗加固原理，做好相关的处理工作，从大坝的三个部分入手，前堵与中截、后排。在坝体防渗处理中，比较常见的应用是混凝土防渗墙，它的技术是比较成熟的，可广泛使用。灌浆方法是在坝体裂缝中钻孔，然后灌浆混凝土，这样就能够在一定程度上起到加固的作用。劈裂灌浆是水库加固中最常使用的加固施工技术，在施工的时候，灌浆将对大坝施加相应的压力。在这种压力下，大坝会裂开，混凝土浆液灌入到劈裂的坝体当中，坝体内的浆液也会逐渐形成浆体防渗帷幕，还能够对浆体以及坝体之间的互压作用进行充分的利用，达到水库防渗的目的，还能借助浆液的填充与挤压，从根本上提高水库坝体的稳定性，对其应力调整，保证其正常运行，能够避免结构出现松动等问题。它运用起来机理比较明确，施工的速度比较快、成本较低。在水库施工中，相关的施工人员一定要结合防渗加固要求，制定符合要求的加固方案，从实际出发，综合考虑坝体中存在的渗透问题。水库防渗加固可以充分发挥水库的作用，延长其使用寿命，提高水利的功能效果。除险加固要根据工程实际情况才能进行开展，水库采取防渗措施种类很多，不同情况要使用不同处理方式。

3.5 混凝土防渗墙

混凝土防渗墙是紧贴大坝在其中一侧修建的建筑道具，其防渗性能良好，这对于提高大坝的防渗性能有很大的帮助。混凝土防渗墙施工前，施工人员应在一侧钻孔固定墙体，在孔洞中灌入混凝土，成为混凝土墙。混凝土防渗墙施工的一个关键环节就是导墙的施工，其主要功能是成曹的指导、对标高、槽段进行控制，避免槽口的塌陷以及承重，依据施工现场的实际情况以及工期的要求，本工程导墙采用的是混凝土浇筑。导墙施工前，应对混凝土防渗墙施工区域内杂草进行处理，然后将原坝顶挖至导墙顶标高，形成宽10.8m 的防渗墙施工平台。导流墙在平台的上游和下游区域外进行硬化，并在平台的下游铺设排水渠，这样能够方便后续工作的开展。混凝土防渗墙主要应用在不稳定的坝体中，可以加固其结构，提高稳定性。在这种情况下，防渗墙应分段施工，不同区域施工不同墙体，形成整体。防渗墙的两侧还应连接防渗墙设备，做好边缘工作，将墙体下部渗入地层。混凝土防渗墙如图1 所示。

图1 混凝土防渗墙

工程建设过程中，新建坝体溢流坝会产生残渣，在拆除和风险加固过程中，将废物运入附近的沟渠和洼地堆放，采用干石挡土墙。残渣堆，根据地形条件，弃渣区的渣堆高度约为3.5m，干砌挡渣墙高出渣面0.7m。用土壤、草皮和幼苗覆盖以防止水土流失。

4 结语

目前而言，水库在排除和加强风险时，由于水库的地质条件和筑坝材料都存在不同的差异，具体措施应根据实际情况确定。在水库大坝除险加固设计前，一定要考虑到水库大坝的实际情况，将其作为基础进行设计，可以最大程度的提高施工质量。在设计的过程中，要积极引进先进的施工技术，技术更新施工理念，提升工程建设水平。定要控制好除险加固的每个施工环节，加强对细节的管理，提高其整体质量，对城市的发展有着重要的意义。本文仅提出常用措施，合理设计风险消散加固，最终工程设计应从实际出发，从分析事实中找出方法，做好前期调查工作，为加强风险消散的设计方案提供合理依据。