王 鑫 張紹廣 蘇海松 陳潔茹

淺談小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)工作中的幾點(diǎn)體會(huì)

王 鑫 張紹廣 蘇海松 陳潔茹

一、工程概況

江蘇省淮安市共有小型水庫(kù)121座，分布在盱眙、金湖兩縣，其中盱眙縣118座，金湖縣3座。?。?）型水庫(kù)共39座（總庫(kù)容500萬(wàn)m3以上6座，500萬(wàn)m3以下33座），?。?）型水庫(kù)共82座。小型水庫(kù)總匯水面積282.85km2，占全市丘陵山區(qū)面積15%；設(shè)計(jì)灌溉面積19463公頃，占全市灌溉面積6%；水庫(kù)總庫(kù)容14008 萬(wàn)m3，興利庫(kù)容7139萬(wàn)m3，防洪庫(kù)容6475萬(wàn)m3。

淮安市境內(nèi)小型水庫(kù)工程多數(shù)建于上世紀(jì)六七十年代，土方工程由當(dāng)時(shí)的人民公社負(fù)責(zé)施工。受當(dāng)時(shí)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件的制約，許多工程防洪標(biāo)準(zhǔn)不足，質(zhì)量較差，工程簡(jiǎn)陋，配套設(shè)施不全，工程先天不足，加之經(jīng)過(guò)幾十年運(yùn)行，工程老化嚴(yán)重，病險(xiǎn)水庫(kù)逐年增多。存在的危害主要有：（1）壩頂高程不滿(mǎn)足防洪標(biāo)準(zhǔn)，抗洪能力弱；（2）壩坡不穩(wěn)定，大壩出

現(xiàn)裂縫、滑坡，壩身、壩肩、壩基滲漏、管涌、塌坑；（3）塊石護(hù)坡無(wú)齒坎、格埂，塊石松動(dòng)、位移、坍塌；（4）涵洞洞身斷裂、漏水嚴(yán)重；（5）溢洪道未護(hù)砌或護(hù)砌損毀嚴(yán)重；（6）排水設(shè)施差，堵塞不通；（7）白蟻危害嚴(yán)重。這些水庫(kù)長(zhǎng)期帶病運(yùn)行，不僅嚴(yán)重影響灌溉效益的發(fā)揮，還危及下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、工程加固措施

1.壩體工程

（1）壩體防洪標(biāo)準(zhǔn)不足，主要采取如下措施：大壩土方加固，壩頂戴帽加固或在背水坡填土培厚加高；溢洪道拓寬、加深或增建；大壩土方加固結(jié)合大壩迎水面增設(shè)擋浪墻。

（2）壩體或壩基防滲不滿(mǎn)足要求，主要采取“上堵”或“下排”的措施：大壩迎水面設(shè)水平防滲鋪蓋，鋪設(shè)PE復(fù)合土工膜；壩體采取多頭小直徑深層攪拌樁水泥土防滲墻、高壓噴射灌漿防滲、劈裂灌漿等截滲措施；壩后采取貼坡反濾結(jié)合壩腳導(dǎo)滲溝進(jìn)行排滲。

（3）大壩有白蟻危害的，可采取“滅蟻靈”等藥物進(jìn)行白蟻滅殺與防治。

2.輸水涵洞工程

年代久遠(yuǎn)、損壞嚴(yán)重、滲漏水嚴(yán)重的險(xiǎn)涵，應(yīng)拆除重建。由于這些涵洞一般流量較小，如按流量計(jì)算洞徑太小，此時(shí)應(yīng)考慮管理、維護(hù)等方面要求，可適當(dāng)放大洞徑。

3.溢洪道（閘）工程

（1）溢洪道加固處理范圍應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)洪水安全下泄。

（2）溢洪道結(jié)構(gòu)以開(kāi)敞式為主。溢洪道的規(guī)模通過(guò)調(diào)洪演算確定。如需設(shè)閘門(mén)的，其控制運(yùn)用辦法應(yīng)參照過(guò)去經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)或?qū)嶋H應(yīng)用的辦法，如果要改變，需要進(jìn)行論證和分析。

（3）已建溢洪道除險(xiǎn)加固，以維修加固為主，應(yīng)盡量維持原有水流方向，不要對(duì)原有流態(tài)作太大的改變。

（4）對(duì)現(xiàn)有閘控制的，為便于今后管理，應(yīng)盡量改為開(kāi)敞式。如來(lái)水面積較大，水資源特別缺乏，需設(shè)閘控制的，興利水位應(yīng)考慮有一定的保證率。閘門(mén)頂一般平于興利水位。

4.填塘固基工程

填塘固基作為壩基加固的一項(xiàng)措施，對(duì)增加壩身、壩基的抗滑穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定作用顯著，同時(shí)壩外填塘還能有效地增加壩基覆蓋層厚度。對(duì)小型水庫(kù)，加固范圍一般為大壩壩腳外一倍壩高或壩腳外10m（取大值）。

三、設(shè)計(jì)體會(huì)

1.合理確定小型水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)

淮安市境內(nèi)的小型水庫(kù)共有121座，全部為土石壩，多數(shù)建于上世紀(jì)六七十年代。由于我國(guó)在60年代制定的水利水電防洪標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低，給工程留下極大的隱患。除險(xiǎn)加固時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合水庫(kù)庫(kù)容、調(diào)節(jié)性能、效益指標(biāo)和該區(qū)域水庫(kù)防洪水位運(yùn)行等情況重新復(fù)核確定。

淮安市小型水庫(kù)多數(shù)位于丘陵山區(qū)，有些水庫(kù)規(guī)模較小，壩高不大，可根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)規(guī)定，采用平原區(qū)的洪水標(biāo)準(zhǔn)，但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮平原區(qū)、濱海區(qū)與山區(qū)、丘陵區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定取值相比較低，結(jié)合水庫(kù)的運(yùn)行情況，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用平原區(qū)、濱海區(qū)規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)的上限值。

2.重視水文資料和地勘資料的收集、整理與分析

對(duì)現(xiàn)有水庫(kù)實(shí)測(cè)水文資料的整理、分析和對(duì)大壩進(jìn)行鉆孔取樣、鉆孔注水（滲水）等地質(zhì)勘探工作，是論證大壩性態(tài)的重要手段，也是土石壩安全評(píng)價(jià)、加固或擴(kuò)建的依據(jù)。水庫(kù)大壩實(shí)測(cè)水文資料的整理和分析以及地勘工作要達(dá)到規(guī)程規(guī)范要求的深度，設(shè)計(jì)部門(mén)和地勘部門(mén)要相互協(xié)作、印證；對(duì)取得的成果要認(rèn)真分析和統(tǒng)計(jì)，尤其是土工試驗(yàn)成果和一些滲流監(jiān)測(cè)成果，對(duì)出現(xiàn)的反常現(xiàn)象應(yīng)認(rèn)真研究，提出符合實(shí)際的設(shè)計(jì)參數(shù)，以確定合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的除險(xiǎn)加固方案。

3.優(yōu)選提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)的方案

水庫(kù)防洪不足，一般可采取以下兩種方案進(jìn)行處理：一是加高大壩或在大壩迎水面新建擋浪墻，增加水庫(kù)調(diào)蓄洪水能力；二是擴(kuò)建或增建溢洪道，加大泄洪量。單獨(dú)采用加高大壩措施的水庫(kù)，最大泄流量一般為最大入庫(kù)洪峰流量的40%以下，相應(yīng)削減洪峰60%以上，對(duì)削減洪峰的作用較大，對(duì)下游淹沒(méi)影響也較小。單獨(dú)采用擴(kuò)建或增建溢洪道措施的水庫(kù)，最大泄流量一般為最大入庫(kù)洪峰流量的70%以上，相應(yīng)削減洪峰30%以下，對(duì)削減洪峰的作用不是太大，對(duì)下游淹沒(méi)影響卻較大。因此，對(duì)下游防洪有重要要求的水庫(kù)應(yīng)盡可能采取以增加壩高為主，必要時(shí)再結(jié)合擴(kuò)建泄洪設(shè)施的辦法進(jìn)行。

4.優(yōu)選經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠的防滲方案

小型水庫(kù)存在的安全隱患往往是由于大壩存在滲漏、滑坡和裂縫等問(wèn)題，其中滑坡和裂縫的產(chǎn)生，有的也與滲漏有關(guān)，所以病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的關(guān)鍵是防滲。一般處理防滲的原則是“上堵下排”。上堵的措施有水平防滲與垂直防滲。水平防滲有黏土鋪蓋結(jié)合下排開(kāi)挖導(dǎo)滲溝、減壓井和水平蓋重壓滲等；垂直防滲有混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿防滲、劈裂灌漿防滲、沖抓套井回填黏土防滲及土工合成材料防滲等。在設(shè)計(jì)中，要認(rèn)真分析滲漏的原因，分清是壩體滲漏、接觸滲漏、壩基滲漏還是繞壩滲漏及其具體部位，只有查清了大壩隱患產(chǎn)生的原因，才能有的放矢，合理采用“上堵”和“下排”措施中的各種方法，處理方案才合理、經(jīng)濟(jì)、有效。

在病險(xiǎn)水庫(kù)防滲加固中，有的是壩基需要防滲加固，有的是壩基和壩體都需要防滲加固。在采取工程措施時(shí)，多采取垂直防滲措施。這是因?yàn)椴扇∵@一措施，一般不需要放空水庫(kù)。反之，如果采取水平防滲措施，則必須放空水庫(kù)，才能徹底進(jìn)行。而水庫(kù)長(zhǎng)期蓄水后，總會(huì)有些淤積，給水平防滲處理帶來(lái)一定的困難；

在保持壩基滲透穩(wěn)定和截滲方面，水平防滲也不如垂直防滲徹底。同時(shí)，在我國(guó)北方地區(qū)，水資源緊缺，放空水庫(kù)一般要慎重。

另外在比較大壩防滲處理方案時(shí)既要采用新技術(shù)，又要體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理可靠的原則。不要盲目過(guò)于追求安全度，“上堵”和“下排”方案一起上。尤其對(duì)一些低壩，不要盲目崇拜新技術(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)不管方案的可操作性和壩基的可灌性，只要是防滲就采用多頭小直徑防滲墻加帷幕灌漿等先進(jìn)技術(shù)方案，卻忽視簡(jiǎn)單明了的貼坡排水防滲等便于施工和質(zhì)量檢查的處理方法，造成不必要的浪費(fèi)。

5.建立健全大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

大壩安全監(jiān)測(cè)在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中占有重要的地位，可評(píng)價(jià)施工質(zhì)量、驗(yàn)證設(shè)計(jì)并指導(dǎo)工程的安全運(yùn)行。但大部分小型水庫(kù)原有監(jiān)測(cè)設(shè)施比較缺乏，除水庫(kù)水位觀(guān)測(cè)設(shè)施外，幾乎沒(méi)有其他觀(guān)測(cè)設(shè)施，不能及時(shí)準(zhǔn)確地為大壩安全運(yùn)行提供依據(jù)。

水庫(kù)除險(xiǎn)加固時(shí)，應(yīng)結(jié)合水庫(kù)的防洪調(diào)度，統(tǒng)一設(shè)置大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，充分利用原有設(shè)施，在需要監(jiān)測(cè)的部位增設(shè)觀(guān)測(cè)斷面，以滲流觀(guān)測(cè)為主，配齊必要的觀(guān)測(cè)設(shè)施，推行自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以人工監(jiān)測(cè)復(fù)核，建立可靠安全的自動(dòng)化大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為提高水庫(kù)防洪應(yīng)變能力提供準(zhǔn)確及時(shí)的水文數(shù)據(jù)■

（作者單位：淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 223005）