水库除险加固主要技术措施探析

朱家胜，池昌静

(南京市浦口区水务局，南京 210000)

据统计，我国目前有8万余座水库，全国水库总库容近6000亿m3，相当于全国河流总径流量的五分之一，对区域防洪、供水、灌溉、生态产生着重要作用，为人民的生命财产安全和可持续发展提供了保障。这些水库中小型水库有83315座，约占总数的95%以上，其中大部分建于20世纪50-70年代，受到当时历史条件、工程技术及复杂地质地貌等条件的限制，很多水库是在技术相对不完善、资料相对不齐全的条件下就仓促建成的，部分水库在建设之初就留下了安全隐患[1]。加之运行年限较长构建老化、早年工程管理及维修不善等因素，部分水库存在防洪功能上的安全隐患，如发生事故则严重危害人民的生命财产安全、破坏交通和农田种植等。据统计，在2005年全国已建成水库中有风险隐患的水库30413座，其病险率已达到全国水库总数的35.7%。

党和国家十分重视病险水库的安全问题，1999年以来，我国政府开始大规模的病险水库除险加固工程，其投资力度极大，经过十余年的除险加固，总体来看我国水库已经总体达到较为安全的程度，水库大坝安全状况明显提高，水库形象得到显著改善，水库效能得到充分发挥[2]。

南京市浦口区至2010年为止，共建有24座水库，均为小型水库。于2010年之前均完成了安全鉴定，对安全鉴定为三类坝的水库均完成了除险加固。文章就南京市浦口区水库大坝除险加固工程的过程及技术措施进行讨论，为进一步完善水库除险加固提供技术支持。

1 水库的主要安全问题

水利部于1005年颁布了《水库大坝安全鉴定办法》及《水库大坝安全评价导则》，《水库大坝安全鉴定办法》于2003年修订后实施，据调查分析，病险水库的病险问题种类繁多。浆砌石坝、混凝土坝、溢洪道及输水涵洞等水利设施，随着使用年限的增加，会出现不同程度的裂缝、剥离、碳化、渗漏问题，较严重的情况将会影响水库的结构安全和防渗安全。

1)防洪安全问题：主要便现在水库大坝超高不足或溢洪道(溢洪闸)泄洪能力不足等情况。根据2004年水利部统计资料显示，全国水库中存在此类问题的有1400余座水库，其中大型水库50余座，中型水库近200座。其原因主要是：随着水库建设和使用年限的增加，当地水文条件发生变化，其径流、汇水等参数也随之改变，从而造成洪水参数发生明显变化，导致水库挡水建筑物或泄水建筑物不能发挥正常防洪作用。

2)结构安全问题：主要表现在大坝结构强度和大坝抗滑稳定不满足规范要求。根据相关统计数据显示，我国有49座大坝类型为均质坝或心墙坝的大型水库存在此类问题，其主要问题的类型分别为：大坝断面不足、坝坡稳定性不足、护坡强度不足等。造成此类安全问题的原因主要为：土石坝坝坡过陡，抗滑稳定不满足规范要求；护坡损坏；浆砌石或混凝土坝存在一定质量问题或清基不彻底，导致大坝结构强度或抗滑稳定不满足要求。

3)渗流稳定问题：主要便现在坝体或坝基渗水、管涌等问题。根据相关统计数据显示，我国有79座大坝类型为均质坝或心墙坝的大型水库存在此类问题，其主要问题的类型分别为：坝基渗流严重、绕流、接触渗漏。造成此类安全问题的原因主要为：水库建造过程中清基不彻底或坝基防渗处理存在问题、土石坝压实系数和渗透系数达不到规范要求、大坝经过长期使用后出现裂缝等情况。

4)输水涵洞或溢洪道等泄洪建筑物存在安全问题：其主要问题表现为输水涵洞或溢洪道等泄洪建筑物的结构强度或稳定不满足规范要求。造成此类安全问题的原因主要为：或因建设质量问题、或因使用年限较长导致结构老化，从而出现裂缝、冲蚀、露筋、漏水、剥离等影响建筑物结构安全的问题，此类问题易导致坝体安全受到影响，或影响水库正常泄水功能。

2 病险水库除险加固的技术措施

通过上述分析，我们了解到水库的安全问题主要体现在：水库的蓄水能力不足、水库大坝的渗漏以及泄水或输水建筑物的损坏3方面。

2.1 水库蓄水能力的增强

水库达到预期防洪标准的主要途径是增加水库的蓄水能力，其工程方式主要有以下3种：

1)提升大坝超高，增强水库对洪水的调蓄能力。

2)提升水库库容，如水库扩容、清淤等措施。

3)增强水库泄水能力，如增大水库溢洪道闸门尺寸或扩建水库溢洪道等。

对于大部分工程而言，需要经过技术讨论及工程预算来确定采用其中某一种或某几种工程措施来增强水库的蓄水能力，有时也需要对大坝进行加宽培厚。

2.2 水库大坝的防渗措施

水库大坝的防渗措置主要有以下4种方式：

1)建造混凝土防洪墙：其优点在于可在水库正常蓄水的条件下进行施工，也更容易监测、耐久性好，防渗性能较高。

2)高压喷射灌浆：其优点在于施工速度快，但其防渗性能不如混凝土防洪墙，如地基土层是黏土的情况下，其防渗耐久度较差。

3)劈裂灌浆：其优点在于施工简便，但是其施工条件要求水库需低水位运行，且对施工人员的技术要求较高。

4)土工膜：其优势在于对不同坝体的适应性强，施工方便，成本较低，施工速度较快，但其施工条件要求水库需放空蓄水，且抗老化能力较混凝土防洪墙较差。

2.3 泄水或输水建筑物的除险加固

泄水建筑物或输水建筑物的病险情况较为复杂，应适当根据工程总体情况和预算情况对方案进行必选，适当进行维修、封堵、拆除、重建等方式对水库泄水建筑物或输水建筑物的风险情况进行处置， 保证水库泄水和输水安全。

3 水库管理问题的讨论

1)水库管理水平仍需进一步增强：水库管理机制一直是水库管理问题讨论无法避开的问题之一，现状部分水库管理体制不畅，机制不够灵活，两费落实不到位，导致水库问题无法及时有效解决，从而造成水库管理困难、养护困难甚至维修困难。

2)水库风险评估深化研究：随着工程技术的不断发展，水库工程质量检测的手段和检测手段也应该随之发展，因此不仅需要各地水库管理单位和养护单位做出适合水库的工程质量检测与监测体系，也需要各地管护单位更加了解现状工程技术发展，实时地、适当地更新管理设备与手段。

3)水库生命周期的探讨：水库作为水利工程的一种，与水闸、堤防等具有防洪功能的水利工程一样，具有其特定的生命周期，需对其进行定期的检测与维护。甚至随着周围发展的推进与水文、地理环境的变化，水库的功能也会随之改变。部分水库可能已经失去防洪或灌溉功能，可对该部分水库进行降等或报废处理，或作为旅游景区进行开发，丰富水库生态及旅游功能。