新建小二型水库工程设计

[摘要]近年来，我国对水利方面的投入不断加大，特别是在广东省第八届人大常委会第二十一次会议中通过的《关于解决小型水库安全隐患问题的决议》（粤府【1995】86号文转发），掀起各省内对小型水库建设和安全隐患查处的新热潮。本文通过对小二型水库工程的简单概述，指出其运行过程中较为常见的问题，并根据现代社会经济的发展需要，结合笔者多年的工作经验，重点从新建小二型水库的坝址、坝型方案的选择上进行全面剖析，为新建小二型水库工程在不同地区选择最佳的设计方案提供参考依据。希望能对同行们有所帮助。

[关键词] 坝址 坝型 水库 工程设计

小二型水库是水库中最小的一种类型，一旦在使用中出现问题就会造成非常严重的影响，而新建小二型水库在使用中又普遍存在一些问题，这就要求相关单位必须提高对坝址、坝型设计方案选择的重视度，才能够消除工程隐患，最大程度的保证人民的生命和财产安全。

一、小二型水库工程概述

小二型水库的总库容大于或等于10万立方米而小于100万立方米，一般修建在山谷的峡口位置，在该处修建一道拦水坝，来拦堵山溪或河流，并对上游流下的积水进行储存，从而为当地的百姓提供农田灌溉、生活用水的服务，同时也为水力发电和防洪等提供保障。

在目前已投入使用中的小二型水库工程中，普遍存在这样的问题：第一，坝址选择不对。第二，坝型选择不当。一些地区为了节约资金，会在原山坡上开挖溢洪道，而且多为敞开式结构，溢洪道缺少必要的护砌，且其高度不足，在遇暴雨天气时，很容易出现险情；第三，水库大坝老化严重。在很多地方已建的小二型水库中，土质要求不严，大坝普遍存在高度不够、顶部宽度不足、坝体淡薄、坝坡陡峭、没有护坡石和排水设施等问题，甚至还有一些水库的坝基不完整，滑坡、裂缝等现象严重；第四，放水洞状况差或根本没有放水洞，导致部分坝体塌方。这些问题不但影响工程的安全运行，而且未能产生良好的经济效益，甚至给水库下游的群众安全带来隐患。

二、新建小二型水库坝址方案选择

坝址是修建水库的关键之一，尤其是新建的小二型水库在坝址方案选择的时候，一定要综合考虑其结构的稳定性、地基的坚实度和稳定性，及工程量等方面，找出最适合建坝的方案。在方案选择中要重点从以下几个方面考虑：

1.地形条件

小二型水库的修建最好几面环山，山上有葱郁的植被。坝址应该选在坝肩山体雄厚、河谷最狭窄，水流落差较大的峡谷谷口位置，该区域内必须有一个可供储水的盆地或洼地，也就是在平面地形图的等高线上呈现“大口袋型”，以方便水流的拦堵和储存。而水库库区则应选择在腹地宽阔的河谷或山谷地区，来增加库容的存储量，这样不但能节约更多的建设投资成本，而且方便施工，使大坝安全有保障。

2.地质条件

小二型水库的坝址选择对环境和地质有着特殊的要求，通常选在一边高一边低的向斜地形位置上。土壤或岩层等的地质构造和岩性条件也应作为考察重点，它们都是可能导致水库大坝渗漏的主要因素，因而坝址的选择，不能建在土壤和岩性不好的河段上，坝基的建设前也要将底部的松散堆积物彻底清理干净。

需要特别提醒的是，在选择建坝地址的时候，一定要避开断层、地震多发地带和石灰岩广泛分布的地区，避免出现大坝裂缝和坍塌等因自然的不可抗因素影响而危及到水库的安全运行。此外，还要考虑到项目区的土地整理工作是否具有可行性，如建筑物的拆除和移民工作等都在一定程度上影响着工程造价的投资损耗。

3气候和水文条件

项目区的气候最好温和、热量丰富且日照充足，在四季分明的情况下更利于植被的生长覆盖，能更好地保证水质，给百姓提供放心的农田灌溉和生活用水等可靠水源。

水文条件主要表现在暴雨的下降频率、河流径流量的大小和河流的落差等方面，水资源的丰富程度，尤其是地下水资源的储存量及其水质状况都要考察清楚。

4集水条件

根据研究勘测显示：对于同一个坝址的水库，影响水库积水量的因素主要包括大坝高度和集水条件。因此，为了保证库区的存水量，除了修建较高的大坝外，还要注意库区是否具备较好的集水条件，原有水量、及降水量是否充足等，也是作为水库坝址方案选择的重要参考。

综上所述，任何新建水库的坝址选择必然经历一个长期的过程，在最终的坝址确定前，相关人员要结合以往的工作经验，对选定的水库河流进行分段，并根据不同河段进行针对性的现场查勘，制定出几种相对应的水库坝址方案。以水资源的充分利用为前提，根据上述的地形地貌、地质条件、气候水文状况和集水量等诸多条件进行综合的分析研究，最后确定坝址的最佳方案。

三、新建小二型水库的坝型方案选择

由于新建小二型水库的选择坝址一般存在地形条件复杂、坡度较陡的特点，也增加了坝型设计方案的选择难度。因此，在对坝型方案进行选择时，须在坝址方案的选择基础上，根据建筑材料的分布情况来选择合适的坝型。我们从水库的几种坝型分类来分析其利弊，为小二型水库在不同地区的新建提供最优的方案选择依据。

1.土石坝坝型方案

土石坝一般采用当地的土料、石料和混合料作为施工材料来筑坝，该坝型对坝址地形地质等方面的条件要求不高，坝体的承受力强，施工中只需要就地取材进行抛填。碾压即可，而且其设计和施工难度小，不需要具有专业技术能力和操作经验的施工团队即可操作。是世界坝工建设中应用最广和发展最快的一种坝型。

其中混凝土面板堆石坝，也叫钢筋混凝土碾压堆石坝，是目前国内水库建设中技术成熟且应用较多的两种坝型之一，隶属土石坝范畴。它对坝址的风化层有较严格的要求，该石坝的趾板必须在坚硬、不冲蚀、可灌浆和弱风化的新鲜基岩上。

2.重力坝坝型方案

重力坝的筑坝材料为混凝土或浆砌石。在21世纪初的几十年中，国内乃至全世界已建和在建的混凝土坝中，多数为重力坝。碾压混凝土重力坝它应用的是土石坝施工中的碾压技术的原理，是目前国内水库建设中技术成熟且应用较多的另一种坝型，安全性和耐久性都很强。但在施工中对温控的要求标准较高，且水泥用料较大。

3.拱坝坝型方案

拱坝对坝址岩石的地质条件要求不如重力坝高，一般选在上部岩石比下部差，左右岸岸坡均有软弱夹层的地方。因而在新建小二型水库的修建中，坝址的选位可能会存岩质松软易出现裂隙、承载力和抗水腐蚀性都较差、顺坡倾斜不利于坝肩的稳定，及材料的运输距离较远等问题。这些可以通过调整拱坝轴线、扩大拱端尺寸和浇筑混凝土作为垫层等方式来解决。这是一种经济性和安全性都较好的坝型，在当今的小二型水库的新建工程中，已被广泛采用。

4支墩坝坝型方案

这种坝型在水库设计建设中较为不常见，在新建小二型水库的工程设计中的应用则更少。

当然，在较为特殊的地形地质条件下，当一种坝型不能满足设计施工需要时，可采用几种坝型或混合坝型来满足工程功能和经济性的要求。

结束语

总之，水利工程建设的质量与社会经济的发展和人民生命的财产安全有着直接的关联，各级水利部门一定要清醒地认识到我们肩负的重任，小二型水库工程设计和施工单位一定要根据水库外部的建设条件变化、安全渡汛和工期要求、运行管理维护等方面进行综合考虑，不断优化设计方案。在坝址、坝型的方案选择中重视工程的使用功能，在保证其施工建设的可行性的同时，有效控制工期和工程质量，真正达到整险加固的目的。