平原地区水库除险加固工程的几点思考

【摘要】2水文及地质条件 由于这个区域在大陆性干旱气候区内，整体表现出冬寒夏热、年温差与日温差相差甚大、年平均气温69℃、极端最高温度43.1℃、极端最低温度-42.4℃、年较差43.5～44.7...

摘要：为了落实某水库的稳定与安全事宜，针对水库相关情况，也就是稳定、防渗、防洪、泄洪各方面进行分析、总结，以确保水库安全稳定运作。

关键词：大坝安全；除险加固；防渗

1工程概况

1998年那次罕见的大洪涝过后，某平原地区水库的除险工作显得尤为重要。此次危险重重的水情对水库造成了严重的冲击。水库把河渠中的水灌入水渠中用，把新湖总场干渠做泄水渠，由于下游的拦水库尚未安置溢洪道，因此该工程必须承接其下泄的所有洪水，此工程缘于其独特的地理位置因而具备了跨流域运作的属性，本来是注入式水库的，故该水库得安设溢洪道来承载下游水库的泄洪量。

该工程在实施的30年里淤积现象非常厉害，主要是由于黄河泥沙含量过高和上游水库下泄的洪水里所含的泥沙，特别是因为莫河渠衬砌工程没有得到实施。渠道土质由于抗冲刷功能弱、坡度高，被水流冲刷成宽50～60m深6～8m小河的河渠里灌入了大批泥沙并汇入了水库。研究材料显示，该工程的库容已经累计高达700万m?。

2水文及地质条件

由于这个区域在大陆性干旱气候区内，整体表现出冬寒夏热、年温差与日温差相差甚大、年平均气温69℃、极端最高温度43.1℃、极端最低温度-42.4℃、年较差43.5～44.7℃的特征。该工程属平原水库，囊括在黄河流域内，而且下游的水库设在该工程5.3km之外的东南方，所以可以称作是下游河道上的拦河水库，该水库被分为上中下3个水库，由于下游水库的容积过小，水库蓄水能力弱，因而洪水经常下泄，下游的洪水到最后都还是会流入该工程中；除了拦蓄与渔业两个目标，该工程还必须承接下游水库下泄的洪水，所以下游水库的水文测量与计算理所当然应列入该工程洪水标准复核范围内。 以上所述的威胁在这2座水库修建的时候没有列入考虑的范围，一直持续到这几年，下泄量过大的下游水库才渐渐被相关领导阶层关注。

从地貌单元上来说该工程处于河积潜水出带，其地下水埋深度为0～1.5m。库坝区出露地层是第四系的松散堆积物，标志性的岩性包括粉土‘粉质粘土、粉细沙、中粗沙等，从上往下地层结构为粉土-粉质粘土-粘土，各层之间散布着成牙状的厚度各异的粉细砂透镜体。而中细沙则淤积在地形低洼的冲沟或槽湾中，从水平方向上看其形状大多是不连续的。自从水库建成实行以来，因为长时间蓄水的缘故，大坝四周纷纷出现大范围浸没现象。这些被浸没的土地盐碱化程度很深，土体工程地质特性变得越来越差，资料表明，在埋深3～5m范围内的软塑状态的地基承载能力比较弱。

3出现的问题及其任务

在2000年通过的水库大坝安全鉴定显示，该水库中主坝段坝体填筑质量低，坝坡不稳定，坝基没有没有被彻底处理过，再加上渗漏严重，影响了水库使用效率，水库真正能抵御洪水的标准低于市场使用的洪水标准，由此确认该工程大坝属于第三类病险坝。

对于上面阐述的水库大坝中产生的种种问题，实施除险加固措施的任务具体概括为以下五点：（1）考虑到安全因素，给该水库增设溢洪道。（2）使用新的更牢固的大坝防浪混凝土板护坡；与此同时，在下面铺上复合土工膜来增强坝体防渗性能；另一方面，为了增强坝体抗冲刷、降低坝内渗压管水头和坝基防渗功能，用垂直铺设复合土工膜的方法对坝基进行整改。（3）通过加高加固等措施重新修改坝体防浪墙。（4）另外，坝面上的隔壁需要增加铺设力度，方便行人行车，也使水库管理更便利。（5）针对水库中淤积泥水提出的各项处理措施。

4 解决办法

（1）给该工程新添防洪道。当遇到比较罕见的重大洪害泄洪涵洞不足以泄洪时，可以动用溢洪道进行防洪泄洪工作。

（2）使防浪混凝土板护坡得到巩固加强。累计一共需要对长达8.1m的坝体进行维护增强并换新的混凝土板护坡，另外还可以通过在坝坡上增设复合土工膜来加强坝体、坝基防冲刷和防渗能力，巧妙的运用这种方法对土坝加固、防渗功效的发挥有很好的推动作用。

（3）由调洪演算的数据来看，我们把汛期的水库限洪上线洪水位设定在427.00m，洪水位和较洪水位高分别是427.65m和428.19m，防浪墙的顶高程固定在430.55m，原则顶高程是429.45m，防浪墙高0.8m，但是我们必须考虑到防浪墙不能承受水压的事实，为了解决这个问题，需要更新结构型式为钢筋混凝土挡土墙式的坝段防浪墙。

（4）在坝后安放贴坡排水用来缩减坝体测压管水头；另一方面，需要及时对坝后排水渠进行疏通加深处理，保证坝后排水通道不受任何阻饶。

5关于本工程除险加固工程的研究

由于该工程是作为下游水库分洪的拦河平原水库而存在的，因而要兼具调洪任务。这项工程于2003年9月正式实施，一直到2005年11月才大部分建成， 2004年2月专家组对这项工程大坝进行了安全鉴定，针对这项工程除险加固进行了系统性的查除。以下是本人的几个认识与思考：

（1）该工程虽然对对坝体稳定计算、渗流计算后的分析，但是忽略了对坝基计算、坝基基础的渗流计算的重要性。对于坝后在出现渗流没截断时会不会发生管涌仍然不清楚，况且其大小程度也没有得到进一步确定。针对这种情况，笔者认为需要对坝基实施分段计算。

（2）由于防冻层是砂砾石，因而存在砂型好坏的问题。为此，必须在运行管理的基础上防止排水失效的状况发生。

（3）该工程虽然对坝体坝基都进行了除险加固的防渗，但是基础底下、边坡、边墙会不会出现冻涨、或者会不会由于走水、渗透比降变化而造成冲刷还是个疑问。

（4）闸底涵洞有一部分口径减小，前面翼墙也没有变动。建议应该对闸前八字墙进行全套改建，涵洞进口设为事故点。另外，虽然工程完工运行也很正常，但是不能忽视大坝安全的重要性，应该时常对大坝进行观测、巡视；要准备好抢险队伍，并且储存好充足的防洪物资，巡坝工作必须日夜进行，为了保证水库安全稳当发挥作用，特需加强对溢洪道的巡视。

作者简介

1陈洪斌，1985年 7月，现就职于浙江省正邦水电建设有限公司，从事水利施工、管理工作。

2李刚，1982年5月，现就职于浙江省正邦水电建设有限公司，从事水利施工、管理工作。