关于小型水库除险加固处理技术探讨

摘要：本文针对小型水库，病险水库大坝出现的问题,简述对应的处理方法。除险加设计中常见问题进行分析，研究小型水库除险加固中有关技术问题，就小型水库除险加固中的几个技术问题作了简要总结。

关键词：小型水库；研究分析 ；除险加固

Abstract: This paper aimed at the small reservoir dam, the problems, and the corresponding processing method. For common problems in analysis and design, small reservoir reinforcement of some technical problems, briefly summarized the small reservoir reinforcement of several technical problems.

Key words: small reservoir reinforcement; study and analysis;

中图分类号：TV62+1文献标识码：A文章编号：

1、病险水库基本情况

我国的小(1)型、小(2)型水库众多，由于多种原因，水库都不同程度存在病险问题，一直是水利工作的重点之一。这类水库中，多属于20 世纪60 年代～70 年代修建的“三边工程”（边勘测，边设计，边施工），由于当时的技术及施工力量薄弱，普遍存在防洪标准偏低，设计达不到规范、规定要求，工程施工质量差，工程老化失修等问题。经过这么多年的运行，基本都存在着不同病险的情况，不仅造成水库不能正常运行，其效益不能充分发挥，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全。这些病险水库急需抓紧进行除险加固处理。

2、小型水库除险加固的主要特点

2.1项目多并且复杂

虽然小型水库工程量不大，但工程项目的内容与大中型水库基本一致，造成小型水库除险加固工程项目多并且复杂的特点。常见的加固工程项目包含大坝、输水涵洞、溢洪道、防汛公路等。

2.2工程较为隐蔽，检查较为困难

小型水库基本坝型最常见的是土石坝。土石坝渗漏是病险水库大坝最为普遍的安全隐患，主要集中表现为坝身渗漏背水坡不均匀分布湿润面、浸润线溢出点高于导滤棱体、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏等。土坝防渗工程处理措施，以往一般采用较为简便的粘土灌浆、明挖防导渗沟、防渗墙、复合土膜、混凝土面板和坝基帷幕灌浆等。近些年较为常用的有劈裂灌浆、高喷灌浆、振动沉模及机械造槽防渗等新技术。这些防渗处理措施都属于隐蔽工程，对施工质量的把控和检查比较困难。

2.3施工条件差，安全隐患多

小型水库一般都位于比较偏僻的乡村，很多疏于管理，施工用电、对外交通甚至施工队伍的食宿条件可能都无法满足基本要求。另外，由于现实条件的限制，施工安全措施落实不到位，施工安全隐患多。

2.4工期紧，工程变更多

小型病险水库除险加固工程，有一定的施工工期要求。为了不影响水库的汛期防洪和水库的正常运行，要求尽可能在规定工期内完成施工任务。同时，小型水库由于原始资料欠缺，经常存在现场与设计不符合的情况，需要进行设计变更或有别的突况发生。

3、病险水库存在的主要问题

3.1严重的渗流问题

原勘探工作深度不够、设计不合理或施工不严格及材料或结构老化等原因，都可能引起坝体、坝基或坝肩渗透压力增大、浸润线偏高或渗漏量增大等渗流问题，主要表现为以下几种形式: 一是坝基渗漏, 主要通过坝基未处理的第四纪冲洪积层、风化层及透水的裂隙向下游渗漏；二是坝体渗漏, 主要形式是沿坝体产生的纵向裂缝以及结构面发生的集中渗漏；三是绕坝渗漏, 主要表现在两坝肩, 坝体与基岩的结合层面上的渗漏, 以及通过风化层、透水的破碎带向下游绕渗。

3.2土石坝坝体变形问题。

由于现有的水库坝体大多采用的是土石坝, 因施工时历史及条件原因，填筑质量一般，结构较疏松，密实性较差，属中偏高压缩性土，大坝土体在长期的渗透水流作用下，结构遭到一定程度的破坏，细微颗粒在潜蚀作用下被带走，形成轻微的片流和散浸，严重影响大坝蓄水功能及威胁大坝安全。与其他类型的坝体比较,变形破坏有其自身的特点:构成坝体的介质(主要是土粒)在应力和地下水的作用下发生位移,因此带来坝体的变形破坏。土石坝坝体变形问题主要有以下表现形式: 坝体裂缝、滑坡和塌陷以及护坡的破坏。

3.3大坝稳定性差和强度问题。

坝体的不稳定包括整体的不稳定(相对建基面整体滑动)和部分坝段、坝体(从整个坝体上分离)的失稳。首先是坝基、坝肩的抗滑稳定问题；其次是边坡稳定问题,主要表现在滑移边界条件的存在, 以及边坡出现变形；第三是渗透稳定问题,主要表现在沿坝基和坝肩或坝体与岸坡的接触部位产生管涌、流土等。在失稳问题中还必须注意一些特殊的失稳问题，如拱坝的上滑失稳、金属面板失稳、长架空输水管道失稳或镇墩失稳等。

对于强度问题，主要表现为产生裂缝、接缝宽度增加、内部融蚀、表面冻融

等，其中贯穿性裂缝对坝体安全极为不利。产生裂缝的主要原因有拉应力过大或有效应力减少、材料的抗剪或抗拉强度降低、温度应力、土石坝材料的干容重和密实度不能满足要求等。

3.4输水设施渗漏严重。

大坝输水设施大多为砼薄壁圆涵结构、隧洞、砌石箱涵结构，经多年运行输水设施老化断裂严重，多处渗水，渗透水流长期作用下，管（洞、箱涵）周岩（土）体结构遭到破坏，易形成渗漏通道，影响涵管输水功能，长此以往，将淘空坝体形成土洞，严重威胁大坝安全。金属结构大都锈蚀，漏水严重，已无法安全运行。

3.5泄水设施不能安全泄洪。

泄水设施有溢洪道，大都未采取任何衬砌措施，存在掉块及坍塌的危险；出口大部分无消能设施，水流直接冲刷出口处岩体，加速岩体的风化，破坏岩体结构，易引起崩塌及滑坡等地质灾害的发生，影响水库安全泄洪。

4、病险水库存在问题的处理措施

4.1土坝裂缝的处理

裂缝对土坝危害较大，特别是贯穿坝本的横向裂缝和纵向裂缝，以及滑坡裂缝。对非滑动性裂缝处理，多采用开挖回填的办法。

4.1.1如裂缝宽度不大，深度在1m以内，且已稳定，一般可用于细的砂壤土，从缝口灌入，再用竹条木棍捣实，重要的和比较重要的小型水库最好挖槽到裂缝深度以下0.3m，然后回填夯实，处理工作可分段进行，同时注意新老土的结合。

4.1.2如裂缝较宽，裂深在5m之内，裂缝已停止发展，一般都应开挖后回填，开挖时采用梯形断面，或开挖成台阶形的坑槽，在回填时削去台阶，保持梯形断面，便于回填的土料和原坝体紧密结合。

4.2坝体渗漏的处理

由于设计不同，施工质量不好或管理运用不当，都会造成坝体渗漏。渗漏的表现是有的坝面上出现湿润水珠，称为散浸，有的形成集中渗漏，出现成股水流外泄。渗漏给坝体安全带来很不利的影响。坝体渗漏的处理都是围绕“堵”和“排”来进行的，除上游的堵漏，还要在下游做好反滤排水设施。土坝坝体渗漏常见的处理方法有抽槽填土法、粘土斜墙截漏、灌浆堵漏、开沟导渗法、导渗培厚法等。

4.3坝头绕渗的处理

坝头绕渗的处理库水绕渗途径可以沿着大坝和岸坡的结合面，也可能经过坝头山体内渗往下游，绕坝渗流会损失水量，影响坝头山坡的稳定，造成坍破、滑坡而引起失事，因此对坝头绕渗也不能忽视。处理前必须详细调查施工情况，检查渗漏位置，分析渗漏原因，然后做出恰当的处理方案，处理的原则和坝体坝基渗漏相似。

4.3.1粘土灰土铺盖防渗法

一般的渗漏可以在坝上游山坡和大坝防渗体相界的地段经过开挖和清理，按稳定坡度用黄泥或石灰黄泥铺盖并夯实，以延长渗径，减少渗水。

4.3.2堵塞漏洞裂缝

在进口处灌注水泥砂浆或水泥粘土砂浆再将洞用混凝土堵塞。

4.3.3截水墙法

在坝端山坡开竖并检查漏水深度和部位，然后采取开槽做粘土截水墙、混凝土防渗墙或帷幕灌浆等防渗办法封堵，对于心墙坝、截水墙必须和坝身心墙连接；对于斜墙坝或均质土坝，还需在上游坝坡与岸坡连接处加做粘土斜墙铺盖并适当向上游延伸扩大覆盖范围。

4.3.4铺设排水反滤层

在下游岸坡绕坝渗流的出口段，铺设导渗排水反滤层，防止土粒被渗水带走，也可在坝端与山坡相接处，结合排水做干砌石明沟，砌石下面做反滤层，以排除雨水和渗水。

4.4土坝滑坡的处理

如坝基有软弱夹层、软粘土层或坝体填筑时选用土料不当, 碾压不实, 坝坡太陡或背水坡浸润线出溢点因排水失灵而提高, 以及运行中的水位骤降和地震、暴雨等影响都可能引起滑坡。对已经发生滑坡的坝面, 其处理原则主要是上部减载、下部压重。

4.4.1坝基良好, 滑坡出现在基础面以上的下游面, 坡面局部坍滑,可以适当降低水库蓄水位, 并采取导渗排水措施, 待滑动部分的土料失水固结以后, 再清除已松动的土体, 然后用透水性强的土料自下而上修复, 必要时可适当放缓坝坡或在坝脚用透水材料做撑台。

4.4.2由于坝基有淤泥夹层或湿陷性黄土层而引起的滑坡, 可先在坝脚外一定距离, 修筑一道抛石固脚的防滑齿墙, 并适当高出地基面,然后在坝脚与齿墙间回填透水土料或堆石, 做成压重平台, 平台与齿墙间应做好反滤层。

4.5输水设施的处理

当输水设施为砼薄壁圆涵结构或砌石箱涵，进行全线封堵，并进行管（箱涵）周充填灌浆处理，在左岸山体新开输水隧洞和消力井，拱顶回填灌浆处理，新建闸门；当输水设施为隧洞，将洞周进行砼内衬，拱顶回填灌浆处理，并新建消力井和闸门。

4.6泄水设施的处理

将原有溢洪道进行砼衬砌，并新建消力池和泄洪渠。

5、结语

对病险水库的除险加固一定要做好前期调查勘测，充分掌握水库存在的问题及造成的原因，并针对具体问题作出经济合理可行的除险方案。