病险水库主要问题及除险策略

病险水库主要问题及除险策略

卢江

四川省宜宾市长宁县水利局 四川 长宁644300

摘要：筑坝数量增加、筑坝历史延长情况下，水库病险与老化问题对水库运行埋下重大安全隐患，威胁周围民众财产生命安全。为保证水库正常运行，促进社会经济健康发展，文章以病险水库主要问题为切入点，简单阐述了病险水库在大坝稳定性、防洪能力、大坝质量等方面有所不足，以此为基础，提出除险策略，从而为相关工作者提供参考。

关键词：病险水库；问题；除险策略

前言：

我国水库数量较多，特别是小（一）（二）型水库，多修建于上世纪五六十年代，未经设计，施工不规范、填筑材料性能差，加之运行时间长，管护不到位等原因，造成水库不同程度存在病险问题，对于病险水库需开展除险加固，保证防洪安全，将水库生态、经济以与社会效益发挥出来，为社会发展提供水利保障。中央一号文件也对水库除险进行统一部署，各地区应当积极开展病险水库调查工作，明确水库病险形式及程度，加大技术、财力投入，高效完成水库除险加固任务，从而提高水库运行效益。

一、病险水库主要问题

1.大坝稳定性不足

病险水库由于建设设计中，大坝坝体断面存在不足，或是坝体、坝坡未能采取抗滑施工，使得大坝抗滑不稳定；或是排水护坡不完善，长时间遭受浪涌与雨水冲刷，导致坝坡严重破坏；或是建设过程中未能处理地基问题，出现坝体裂缝。部分早期水库建设大坝时，缺乏地震设防意识，地震设防标准较低，无法满足水库运行需求，一旦周围产生地震，水库将会出现震陷、裂缝等危险问题[1]。例如，2008年汶川地震后，南部诸多中小型水库产生裂缝。

2.防洪能力不足

水库防洪作为长期工作，通常是采取综合防治，对滞、泄、蓄、分等措施合理安排解决洪水问题。防洪工作是减轻与防止洪水灾害的各种对策，包利用水库进行洪水调蓄，削减洪峰，对降低水库灾害，提高江河防洪标准具有重要作用。水利部门印发《水库的防洪标准》（简称《标准》），根据标准部分水库不符合防洪标准，主要是大坝高程低、坝体防渗墙低、泄洪设备不完善，缺乏挑流消能设备、溢洪道严重渗漏等。

3.大坝质量不佳

土石坝具有造价低廉、就地取材、坝体宽阔、结构简单等优势，多用于水库建设。但是，土石坝存在结构不稳定，易受到人为管理、气候水文、地质变化等影响，运行中可能发生问题，出现坝后沼泽化、绕坝渗漏、管涌、坝体坝基渗漏等问题，水库安全隐患严重，可能发生溃坝事故，危险性高[2]。还有部分病险水库由于建设时间早，长期带病运行，泄洪、输放水建筑物存在断裂、裂缝、剥离、漏筋、漏水等情况，损害坝体安全。

4. 白蚁对大坝的危害

春末初夏，在我国南方地区，白蚁在坝体内觅食取水、筑巢，随着白蚁群体的不断扩大，会在坝体及地表修筑拱形主蚁道，当汛期来临，水位上升水流在蚁道内形成管涌，大量流沙被高压水流带出，最后可能造成滑坡垮塌。

二、病险水库除险策略

1.加强大坝稳定性

水库大坝建设中，由于坝坡不平整，抗滑不稳定，需要做好土石坝加固工作。常用加固方式如下：

（1）削坡放缓。局部坝体坝坡抗滑不稳定，难以满足要求，坝顶较宽，需适当削坡将坝坡放缓；

（2）置换筑坝材料。坝体填筑材料如果性能较差，导致局部不稳定，施工人员可将原有填筑材料挖除，置换为透水性强、性能良好的材料，增强坝体稳定性；

（3）培坡放缓。坝坡较陡将会引发坝体失稳，人员可采取培厚放坡方式，满足坝体稳定性需求；

（4）加密坝体。坝体为砂性土坝时，填筑密实度不足，坝体稳定性难以满足要求，可采取挤密砂桩或振冲方式，提高填筑材料密实性；

（5）加强排水。人员在下游坡设置翻筑排水棱体与倒滤暗沟，增加抗滑能力；

（6）固脚。人员结合坝坡稳定性，在上游坝脚砌筑浆砌石，或是下游坝脚安设砌石挡土墙；

（7）抗震加固砂基，或是使用砂土进行土石坝填筑。地震作用下，砂土液化破坏，或是抗震缺乏安全性，为增强坝体抗震能力，可采取置换、抛石压重、人工加密方式[3]。其中，抛石压重是砂土表面进行加压，提高砂土应力，使其抵抗地震液化；人工加密是通过振冲强夯的方式，增加砂土密实性，优化砂土抗液化性。

2.解决防洪标准

水库防洪能力不足受到多种因素影响，应当解决防洪标准问题，需做到结合实际情况进行针对性处理。具体如下：

（1）拦河坝改善防洪能力，可增加排洪设施或增加大坝，根据坝顶超高计算结果，大坝如果高度产生变化差较大，坝顶顶面可加设防浪墙设施，或是直接将整体大坝高度提高，合理对比方案，选择经济性、可行性高的方案。

（2）溢洪道边墙设计时，根据《溢洪道设计规范》要求计算水力，结合计算结果，绘制相应泄流曲线图。根据计掺气与计入波动计算水面线，加上0.5~1.5m超高，对边墙高度进行校核，个别部位情况复杂，超高可选取最大值。

（3）溢洪道缺乏泄流能力，可改变泄流曲面或增加泄流断面；消能效果不佳，则改变消能方法或增加效能设施[4]；消力池新建下游海漫，使用干砌石护底结构，两侧是浆砌石护岸，渠底干砌石，下设卵石垫层与土工布。

（4）根据坝顶交通规范改造路面，采取泥结路面，改建上坝公路与工作桥，构成环形上坝交通，为抢险抗洪提供支持。上坝公路则按照4级公路双车道开展设计，路面采取细粒式沥青砼路面。

3.提高坝体质量

病险水库坝体质量已经成为影响其运行的重要问题，必须做好除险加固工作，提高坝体质量。具体如下：

（1）渗漏处理方法。土石坝渗流作为主要病害，可采取高压喷射灌浆方式进行处理。高压喷射灌浆防渗墙轴线和原本坝轴线相同，底部深入基岩是1m，摆喷灌浆间距是1.2m，左右两侧则深入山体2m，防渗墙顶部和校核洪水位平齐。在高压摆喷防渗墙时，按照《高喷灌浆规范》要求，结合技术参数、地层条件等确定施工工艺，完成机具就位、钻孔、喷射管下入、提升喷射灌浆、管路冲洗、回灌孔口程序。

（2）加固下游坝坡。自上而下加固下游坝坡，放缓坝坡时，将表面浮土与杂草清除，下游培厚坝体，护坡覆盖范围包括坝顶、坝脚排水棱体，采取具备生态与美化功能的草坡进行护坡。护坡过程中，为保证新旧砂土层能够稳定结合，需设置结合槽，沿着坝轴线进行布置，槽断面为梯形，槽深1m，底部宽度0.5m，沿轴线走向设置3道结合槽，稳定培坡土层。并且，为减少成本，提高坝坡均匀度与密实度，坝壳土料选用当地砾石土。

（3）加固黏土心墙。水水库大坝结构简单，仅心墙长度、高度难以满足要求，加固过程中，需增加黏土心墙高度至校核水位，顶部设置1.51m厚度的坝壳，满足防渗体保护层要求。新建心墙为保证和旧墙有效结合，施工人员可在旧墙顶部挖结合槽，边坡比是1：0.5，深度、宽度为1m。而心墙长度不足，则采取高压摆喷防渗加以处理，能够与黏土心墙良好结合，达成止水效果，无需开挖坝肩，将黏土心墙加长，避免出现新不稳定影响。坝体材料选用当地常用土，保证黏土压缩性、方身形及抗渗稳定性均满足截水墙需求，还能节约成本，确保新墙和旧墙做到良好结合，达到良好效果。

4.加大白蚁虫害治理。

（1）筑坝前的预防，选址时对周边山坡进行检查，及时清楚隐藏的白蚁；做好毒土防蚁层，改变大坝表层理化性质。

（2）加强对白蚁综合治理。挖巢找穴，找出白蚁主要巢穴，捕捉白蚁王和白蚁后及时消灭白蚁和营巢；在大坝背坡面浅表层钻孔灌药浆；在大坝两坝做好白蚁隔离防护沟。

三、结论

综上所述，水库作为河流防洪的重要组成，是防御干旱灾害、洪涝灾害的关键工程，主要是利用水源改善、调节不同区域人民水资源需求，为民众用水提供保障。但是，病险水库由于抗洪标准较低难以稳定运行，对周围人民财产生命安全造成严重威胁，应结合实际情况，通过加强大坝稳定性、解决防洪标准、提高坝体质量的方式，解除水库病险问题，从而将水库功能作用充分发挥出来。

参考文献：

[1]葛宁.樟树市小型水库病险问题及除险加固管理浅析[J].海河水利,2022(01):59-62.

[2]王延洪,马艳红,许丽.小型水库除险加固项目存在问题与思考建议[J].中国水利,2021(22):51-52.

[3]王荣鲁,叶莉莉,李哲,徐耀.小型水库运行管理问题及对策[J].中国水利,2021(04):34-37.

[4]刘刚.浅析丰城市小(2)型病险水库除险加固工程质量监督存在的问题与对策[J].黑龙江水利科技,2019,47(03):125-126.