基于水库大坝除险加固工程技术以及管理监督的讨论

摘要：文章结合了实际的工程案例为背景，系统地分析了当前病险水利大坝工程存在的隐患，根据实际情况对水库除险加固设计以及除险加固施工过程中的有关问题提出意见及建议。希望有一定的参考价值。

关键词：病险水库; 大坝除险; 加固技术

中图分类号： TE08S 文献标识码： A 文章编号：

前言

水库大坝除险加固工程 由于水库多年的运用，使部分水库陆续出现了堤顶高程不足、堤坡冲蚀严重、堤身裂缝以及穿堤建筑物结构强度不够等问题，给水库运行埋下了安全隐患。为进一步完善城乡防洪体系，增强水资源调蓄能力，需对各类水库进行了全面普查和安全鉴定，对带病运行水库，亟需实施除险加固。由于资金不足，绝大多数水库缺少正常的维修改善，工程不可避免地发生老化失修，以致新的险库又不断出现。受当时条件的限制，工程标准普遍偏低，质量不高，经过多年的运行，大部分工程老化失修，长期带病运行。病险水库不仅严重影响了工程效益的发挥，更成为防洪安全的心腹之患，严重威胁下游广大人民群众生命财产安全。

1病险水库产生的原因和加固情况

据最近统计，水利系统管理的350多座大型水库中，病险库就上百座，中、小型水库病险库占三分之一，有两万多座。这些险库遭遇洪水或蓄水时极易出现险情，甚至发生垮坝。1980年以前，平均每年垮坝上百座，80年代以后，有所减少，但每年仍有二十多座。1975年淮河“758”大洪水，水库垮坝造成毁灭灾害后，引起各级领导的重视，全国病险库加固有了较大进展。从1976年至1985年全国加固了大型水库65座，许多重要水库都得到了加固。1985年以后，水利部又列出了全国第一批、第二批重点险库81座，现已完成其中50座水库的加固。险库加固后，效益十分明显，以官厅、陡河水库为例，加固投资仅0.41亿元，却增加防洪库容20亿立方米，保障了首都和唐山市的防洪安全。

但由于险库数量太多，加固经费严重不足，水库加固进度十分缓慢，1998年以前，中央用于重点险库加固补助资金每年仅一亿多元，相应地方投资也不多。另外，水库经过30—40年的运用，大多数水库的建筑物也已到了更新改造的年限，但水库管理单位大多缺少正常的维修、更改资金，工程不可避免地发生老化失修，以致新的险库不断增加。

2 工程概况

水库修建于1974年，由于当时组织当地农民修建，1982年工程竣工并投入运行，为确保水库安全，1986年在大坝的右岸修建了溢洪道。水库工程现状主要由大坝、溢洪道、放水涵洞组成。大坝: 大坝坝型为粘土均质坝，坝顶长535m，目前，坝顶宽5．0～ 8．0 m 不等，高低不平，最大落差1．2m 左右，最大坝高40m，上下游坝坡为1∶ 2，部分坝段上下游坡达不到设计坡度，最陡处为1∶1．1。溢洪道: 位于大坝的右坝肩，为无闸控制的开敞式溢洪道，进口段长15．0m，宽度由20．0 m 渐变到10．0m，控制段长127．0m，宽10．0 m，纵坡为1 /200，泄槽段长46 m，坡比1 /2，宽度8．0m。放水涵洞: 位于大坝的中段，为混凝土箱式矩形结构，洞身横断面为1．9m×1．5m，涵洞长约132m，洞底坡度1 /65，设计最大泄流量为12．3 m3 /s。

3该水库存在的病险问题

大坝上、下游坝干砌石护坡塌陷、变形、破坏严重，干砌石凹陷普遍，坝体上游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求，不能充分发挥水库的防洪及灌溉要求。坝顶高低不平，需对坝体进行整体找平。放水涵洞运行多年后，涵洞内存在9处因不均匀沉降形成的裂缝5处在闸室上游，局部洞顶出现大的掉块，裂缝缝隙中可见土层，对坝体稳定存在潜在的危胁。涵洞内工作闸门与启闭机年久失修，运行比较困难。闸门止水磨损量较大，漏水严重，手摇启闭机启闭不灵，启闭耗时长。水库溢洪道底板及末端挑流鼻坎段年久失修，破损严重，泄洪能力较差，不利于泄洪，不满足安全运行的要求。大坝没有防浪墙，坝体内没有原型观测设施。

4水库除险加固主要措施

大坝坝顶高程按统一高程找平，坝顶宽度5．0m，坝顶采用沥青混凝土路面，设2% 坡倾向下游，下游坝肩埋设路肩石; 上游设置防浪墙，对下游坝体进行培厚，后坝坡为1∶2．5，采用6 cm厚预制混凝土六棱块护坡，坝脚设置贴坡式排水体。拆除现有的干砌石护坡，上游坝坡按1∶2．5修坡培厚，坝体迎水面增加戈壁防冻层，厚度为0．75 m，采用0．15m厚C20F200 混凝土板护坡，混凝土护坡(六棱板)尺寸为3m ×3m。坝肩采用高压旋喷进行防渗处理，并与粘土心墙连成一体，以形成完整的防渗体系。

原放水涵洞在施工期间可用为临时导流洞，待新放水隧洞施工完毕，用混凝土和戈壁料回填夯实灌浆封堵。气象观测点设在大坝左坝肩管理站房附近，主要观测气温、降雨、风速、蒸发等项目。库水位观测点两处，一处在闸井，一处在右坝段踏步处，均设置水尺进行观测。渗流量观测点选择一处，位于坝后坡脚低洼处，采用量水堰观测。坝体浸润线观测共选择2 个横断面埋设测压管，桩号为0 + 100、0 +350。溢洪道加固，对基础进行底板混凝土衬砌，溢洪道出口进行拆除新建。

5 除险加固过程中的问题

2009年6月，完成了临时设施建设，疏通施工及生活用水管线，架设施工及生活用电线路，坝区高程及坐标网校测，大坝纵横断面复测，定位放线，料场复核，上坝料的碾压试验等。完成了上游坝坡护坡的干砌石及浆砌石网格拆除，防冻垫层砂砾料回填、人工齿墙基槽开挖与回填、C20混凝土齿墙的浇筑、C20混凝土护坡面板浇筑、溢洪道底板衬砌、出口(挑流鼻坎段) 混凝土的拆除、右岸高压旋喷及新建放水涵洞已贯通。直到12月，因气温较低，无法保证施工质量，根据业主和监理决定暂停工程施工，施工人员和部分机械撤离工地。2010年4月复工后，完成了坝顶防浪墙基槽开挖与回填、C20钢筋混凝土防浪墙的浇筑、后坝坡削坡处理、培厚砂砾料、六棱块的铺设、新建放水涵洞的衬砌、坝顶沥青混凝土路面修建及坝后观测设施等施工任务。至2011年12月未，完合同工程为老涵洞封堵，待新建放水涵洞运行1年后，老涵洞才能进行封堵施工。施工过程中的设计变更有: ①废除原设计图中的新坝轴线及原坝轴线，距原坝轴线距离由3．1m变为距现在的老坝轴线2．75 m，按确定的老坝轴线放线施工; ②将原设计中的碎石坝顶路面改为沥青混凝土路面。

该工程建设在整个施工过程中，未发生质量安全事故，但在浇筑前坝坡混凝土护坡面板时发现有个别部位清仓不够认真，混凝土面收光平整度较差等现象。经过整改后，清仓及混凝土表面收光平整度有很大的改善。另外，在浇筑钢筋混凝土防浪墙过程中，因该防浪墙横断面较窄(宽25 cm) ，部分段落混凝土产生蜂窝麻面，对此，用高标号砂浆进行了抹面处理。

6 水库的管理措施

水库是江河防洪体系的重要组成部分，大量的病险水库也是防汛工作中的心腹之患，在汛期必须采取降低水位或放空库容等措施，汛后往往蓄不上水，严重影响水库的防洪兴利效益。因此，无论从保护水库下游人民生命财产安全，还是从防汛安全以及提高效益等方面，病险水库特别是重要水库除险加固工作，刻不容缓。

加强对病险水库的投资

根据水利部有关部门估算，全国大型和重要中、小型水库加固需要250亿元，其中，大型和重点中型险库加固约需180亿元。如果中央对险库别重要的和位于贫困、边远地区的险库加固补助部分资金，其他由有关地方筹集，在近期三至五年内，加大投入力度，每年加固资金达到国家财政预算内水利建设投资的10%—15%，就能够基本完成险库加固工程，解除险库威胁。

加强对水库安全管理以及监督

我们建议：应当加强水库安全管理，学习国外行之有效的经验，完善水库管理机构，在水库较多的省、地、县，成立大坝安全监管机构，配备必要的仪器设备，负责本辖区内大坝的安全检查和监督，进行技术指导，及时发现问题，提出解决办法。这样能够使少量技术人员集中起来，充分发挥他们的作用。许多垮坝的教训说明，如果能及时检查，发现问题，事故是能够避免的。同时，中央应当有主管大坝安全的部门，负责指导各地的监管机构。目前我国科研、设计院所、水利院校等，有许多有经验的专家，能够解决和处理好各类大坝安全问题，但缺少组织和协调，使得一些水库虽经加固，关键问题仍未得到解决，险情依旧。

小结

总的来说，病险水库大坝除险加固工作是一项利国利民的重要工作，更是一项惠及千家万户的民生工程，因此我们要高度重视，做好相关技术工作，确保加固工程的工作顺利展开，尽快消除水库大坝的安全隐患，增强水资源的调控能力。

【参考文献】

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【2】王萍, 夏仲平.病险水库除险加固中的主要技术措施[J] .人民长江.2006.8

【3】伯永年，中国堤坝防渗加固新技术[M]1北京:中国水利水电出版社, 2001