水库除险加固主要技术措施探析

水库除险加固主要技术措施探析

杨贵华

（云南新大成人力资源服务有限公司水利分院设计二室 云南 昆明 650051）

摘要：目前，我国水库的建造数量众多，但大多数年代较为久远。建造时，由于经济条件和技术水平限制，当时的水库建设存在一定的缺陷。与此同时，水库在投入运行后，也会因为缺乏后期维护而出现功能缺失和其他病害问题，不利于后续使用，给地方安全生产生活及经济发展带来一定威胁。因此采取合理的技术措施充分发挥水库的作用是必要的。

关键词：水库；除险加固；技术措施

1工程概况

西静河水库位于金沙江水系龙川江流域中段右岸的一级支流西静河上，径流面积60km²，流域平均海拔2165m，该水库是一座以城市供水及灌溉供水为主要任务的中型水库，现状库容1123.45万m³；经南科院鉴定后由云南省水利厅审定，大坝高度不满足防洪要求，大坝心墙局部渗透系数偏大、坝基和两岸绕坝渗漏、输水泄洪隧洞竖井施工缝渗漏及出口工作闸门启闭设备老化、坝前蠕变体失稳将对水库安全构成危害、水库安全监测设施落后等问题，大坝为“三类坝”，不能正常运行、发挥设计功能，随着水库运营年限的不断增加，水库出现了一系列病害问题，水库的调节能力日趋下降，为了改善水库所处的运行环境，需要对水库病害特点进行分析，并对水库实施加固处理，加固后总库容1123.5万m³。

2水库的主要安全问题

2.1结构安全问题

主要表现在大坝结构强度和大坝抗滑稳定不满足规范要求。根据相关统计数据显示，我国有49座大坝类型为均质坝或心墙坝的大型水库存在此类问题，其主要问题的类型分别为：大坝断面不足、坝坡稳定性不足、护坡强度不足等。造成此类安全问题的原因主要为：土石坝坝坡过陡，抗滑稳定不满足规范要求；护坡损坏；浆砌石或混凝土坝存在一定质量问题或清基不彻底，导致大坝结构强度或抗滑稳定不满足要求。

2.2输水及泄洪建筑不安全

输水以及泄洪建筑的稳定性和结构强度无法满足现行的规定，导致这种情况的根本原因是没有合理设计衬砌结构、涵管以及输水隧洞或者在设计时未严格规范，使其出现了漏水、冲蚀、剥离、露筋以及裂缝等问题，从而使建筑物的整体性受到了一定的影响，尤其是坝下预埋的管道出现漏水情况，会使坝体受到侵蚀。泄洪建筑存在的主要问题有失稳、结构出现裂纹、泄槽和溢流面没有进行衬砌等，从而导致冲蚀损坏的情况。

2.3缺乏后期管理，建后管理任务重

中小型水库除了承担防洪抗灾的任务之外，绝大多数水库承担着灌溉农田、积蓄水源的任务。但由于水库建立完成后，缺乏后期管理，导致水库没有得到进一步的监控，出现年久失修等现象，这对于中小型水库的具有消极作用。对于偏远山区的人民而言，水库是他们生活之根本，是解决水源问题的主要来源，若政府及相关部门单位未能够及时对水库进行管理，将会导致水库无法得到良好发展。目前，我国镇区的中小型水库大多由县级水行政部门委托所在地方乡镇政府代为管理，缺乏专业机构的管理和专业人员指导。

3水库除险加固工程施工技术的应用

3.1把控方案设计

为了规避中小型水库工程的风险，保证施工作业的有效开展，需要充分考虑中小型水库工程的施工内容和工程量，重视设计规划环节，从源头上进行严格的控制。在执行施工方案之前，需要事先了解工程的实际情况，收集所需的技术资料和其他信息，充分分析水库工程的病害，在此基础上制订综合整治方案，以充分发挥除险加固技术的作用。对于施工设计的总体规划，需要进行综合分析，并加强技术应用的质量把控。设计完成后，需要对图纸进行完善，以纠正除险加固技术方案中的缺陷，进行合理更改，减少后续施工中出现的问题。

3.2水库蓄水能力的增强

水库达到预期防洪标准的主要途径是增加水库的蓄水能力，其工程方式主要有以下3种：1)提升大坝超高，增强水库对洪水的调蓄能力。2)提升水库库容，如水库扩容、清淤等措施。3)增强水库泄水能力，如增大水库溢洪道闸门尺寸或扩建水库溢洪道等。对于大部分工程而言，需要经过技术讨论及工程预算来确定采用其中某一种或某几种工程措施来增强水库的蓄水能力，有时也需要对大坝进行加宽培厚。

3.3加固溢洪道

坝顶无闸控制泄洪表孔的装置是拱坝溢洪道，主要位置在大坝中间，其类型为开敞式，其高度可以达到580多米，宽度可以达到36m左右，主要的消能结构类型为挑流式，下泄流量最大值可以达到801.00m³/s。认真分析溢洪道易出现的问题，要想有效改善泄流条件，就要重新建设溢洪道的溢流堰，将原来的溢流堰表面拆除，溢洪道的顶部高程保持不变，对其坝顶高程进行合理的加高处理。使用WES幂曲线作为堰面曲线，曲线的下面与反弧段进行连接，在挑流消能的时候，使用挑流鼻坎的策略，从而使下游坝脚的抗冲刷能力得到改善。以坝顶交通桥的设计要求为基础，位于溢洪道顶部桥墩的厚度保持在0.5m左右，水平长度保持在3m左右，其类型为等厚型，出口设置成矩形，进口设置成半圆形。

3.4加固工程灌浆技术

灌浆施工技术在中小型水库除险加固施工中具有重要的、不可替代的作用，可以充分发挥自身优势来确保水库质量，提升坝体的防渗效果。加固工程灌浆技术主要包括土石坝坝体和主坝基础的防渗处理，可以应用常见的高压喷射灌浆技术和坝体劈裂灌浆技术等来提升防渗效果。在采用坝体劈裂灌浆技术进行施工时，需要利用既定的坝体布置规律来控制坝体所需灌浆的污泥量。在这个过程中，可以形成一个线性的不透水墙起到防渗效果，然后连续灌浆。灌浆完成后，大坝渗透系数将继续降低，大坝原有渗漏量将控制在合理范围内。采用高压喷射灌浆技术时，将高压水泥浆直接注入坝体内，以消除渗透风险，完成加固施工。这种技术形式对施工设备、资源等要求不高，也能达到良好的防渗效果，满足工程要求，确保中小型水库充分发挥自身作用，降低洪涝灾害发生率。

3.5水库大坝的防渗措施

水库大坝的防渗措置主要有以下4种方式：1)建造混凝土防洪墙：其优点在于可在水库正常蓄水的条件下进行施工，也更容易监测、耐久性好，防渗性能较高。2)高压喷射灌浆：其优点在于施工速度快，但其防渗性能不如混凝土防洪墙，如地基土层是黏土的情况下，其防渗耐久度较差。3)劈裂灌浆：其优点在于施工简便，但是其施工条件要求水库需低水位运行，且对施工人员的技术要求较高。4)土工膜：其优势在于对不同坝体的适应性强，施工方便，成本较低，施工速度较快，但其施工条件要求水库需放空蓄水，且抗老化能力较混凝土防洪墙较差。

3.6边坡工程加固措施

库区边坡及建筑物边坡加固措施应当综合考虑经济指标、技术安全、施工条件、环境影响、水土保持等多个因素，结合实际情况选用最优加固方式，在条件允许范围削坡减载为基本处理方式。目前预应力锚索广泛运用于土质、岩质地层边坡，技术相对成熟，其优点是能够保证围岩与锚杆构件共同作用，避免围岩与锚杆被“各个击破”，从而提高加固体的抗拉、抗弯与抗剪能力；防止围岩过早的出现裂缝和滑移，避免围岩迅速弱化；提高了围岩加固体的刚度，避免大开挖断面的预留量。

结论

我国农业发展受到重视，想要良好的发展农业，发展水利是必不可少的条件，国家对于水利的发展格外重视。我国的大型水库较少，更多的是中小型水库，数量众多的中小型水库施工质量无法得到保障。因此，为了更好的加强对中小型水库除险加固工程质量，不断发展中小型水库中出现的安全隐患，重视工程的建设过程及管理方案的制定。尤其是对于水资源缺乏的县、镇而言，政府部门加大对中小型水库的管理，促发展、促脱贫、筹措资金，在条件允许的情况下，优化水库建设，增加蓄水设备，做好储水工作，利用当前各种先进的设备及技术，规范水资源的储备，紧跟时代步伐，为中小型水库除险加固工作的开展夯实基础。

参考文献：

[1]赵赴钧.小型水库除险加固施工技术研究:以禹州市南河水库除险加固工程为例[J].工程技术研究,2019,4(13):96-97.

[2]孙金华.我国水库大坝安全管理成就及面临的挑战[J].中国水利,2018(20):1-6.