病险水库除险加固技术分析

2023年6月房地产导刊工程技术

28 |REALESTATEGUIDE病险水库除险加固技术分析

翁 灿 (赤水市水务局 贵州 赤水 564700)

[摘 要] 水库是江河防洪工程体系的重要组成部分,是改善生态环境不可或缺的保障系统,承担着保障防洪、供水、粮

食、能源、生态等安全重任。近些年来,国家加快病险水库除险加固步伐,迄今已对7.2万余座病险水库实施除险加固,

显著改善了水库大坝安全状况。随着运行年限增长,加上水毁、震损等因素影响,仍有部分水库陆续进入病险行列,一旦

出险乃至溃坝失事,将严重威胁下游安全。国务院部署,到2025年年底前,完成现有病险水库除险加固和每年安全鉴定

后新增的病险水库除险加固,完善雨水测报、安全监测设施,健全水库运行管护长效机制。[关键词] 病险水库;除险加固措施;施工要点[中图分类号]TV697.3 [文献标识码]A [文章编号]1009-4563(2023)12-028-03

前言

水库是开发利用水资源和防治水灾害的重要工程措

施之一,对防洪、供水、生态、发电、航运等至关重要。我国

现有水库9.8万多座,80%以上修建于上世纪50~70年

代。我国水库安全运行的风险依然突出,尚有3.1万多座

水库没有在规定期限开展安全鉴定,部分水库受超标准洪

水、强烈地震等自然灾害影响,导致不同程度损毁。此外,

部分水库还存在除险加固标准较低、管护力量薄弱等问

题。“十四五”期间,中央财政将优化水利发展资金存量,

积极安排部分增量,投入病险水库除险加固和维修养护补

助资金,支持各地“治养并重”,切实保障水库安全运行。

1 病险水库问题分析

1.1 抵抗洪涝和地震能力较低

我国很多病险水库在设计初期并没有专业的技术人

才,在建设中也没有开展严格的施工管理工作,没有对水

库进行定期维护和管理,导致水库的质量无法达到标准要

求。从而使水库抵抗洪涝的能力和抗地震能力比较薄弱。

尤其是在降雨量比较大的区域,水库的设计参数与当地的

气候环境不符合,一旦遇到特大洪水会出现倒塌现象。此

外,在地震灾害中,因为水库的抗震等级无法达到规定要

求,水库在地震力的作用下会出现变形,甚至会给当地居

民生命财产安全产生极大威胁[1]。

1.2 水库渗漏问题严重

渗漏问题是病险水库的主要问题之一,水库渗漏主要

根据不同的渗漏位置分成不同类型坝基渗漏、坝体渗漏和

绕坝渗漏。其中坝基渗漏主要是在水库蓄水后,因为上下

游水头差,导致水库中坝基岩石孔隙、裂缝、溶洞、断层的

位置出现渗漏。坝体渗漏指的是坝体的竖向位置出现了

较大面积的渗漏情况。而绕坝渗漏也被称为坝肩渗漏,主

要渗漏部位为肩部。1.3 除险加固方案不满足要求

对病险水库的实际情况进行分析,大多数水库是以小型

水库为主,工程投资比较少,设计服务费用也比较少。但是

工程量与较大工程项目的区别并不大,在设计单位选择方面

会存在一些问题。主要是前期工作经费投入不足,有资质能

力的设计单位并不愿意接受这一项目工作。除此之外,一些

新生的设计工作经验不足,工作人员的整体素质不高,设计

出来的产品无法满足要求。还有一些设计单位的技术力量

不足,设计方案审查完成后,不能提供修改后的成品报告,会导致工程项目的实施进度受到负面影响。1.4 大坝稳定性比较差

病险水库的最主要问题是稳定性比较差,而导致水库

稳定性下降的主要原因是在水库投建后并没有开展大坝

整体质量和安全性检测和评估工作。在大坝工程验收时

没有利用专业的检测以及对大坝的具体质量情况进行全

面评价。鉴定人员开展的监理工作不到位,监理力度不足

会导致水库本身存在一些质量隐患和安全隐患,并且这些

隐患没有得到及时处理,会使水库的整体质量无法得到保

障。水库质量无法达到国家的相关标准,投入使用后会出

现一些问题。例如裂缝、坝体下滑等。此外,大坝的大多

数都要浸泡在水中,经常受水流作用的冲刷。如果大坝建

设质量不合格,会导致其稳定性和安全性严重下降。

2 病险水库除险加固的重要性

在病险水库除险加固过程中,需要根据病险水库的实际

情况对除险加固措施进行有效应用。这是消除水库安全隐

患,保障人民群众生命财产安全的重要基础,同时也是保证

社会安定和谐、区域经济持续稳定发展的主要手段。

我国相关部门对水库安全工作高度重视,在具体的除

险加固工作中,坚持加大投资力度,确保除险加固工程顺

利实施工作。水利部门严格按照中央要求部署对病险水

库进行深入分析并开展有效的安全评价工作,将病险水库

的除险加固列入稳定经济、加快水利基础设施等不同举措

内容中。在加强顶层设计时,会通过不同渠道落实资金。

将病险水库的除险加固纳入地方政府的责任体系内,强化

督促指导,全力推动病险水库除险加固工作顺利开展[2]。

只有大力推进水病险水库除险加固工程顺利实施,才

能够确保当地区域经济稳定、社会安定。各地各部门都必

须认识病险水库除险加固的重要性和紧迫性。在前期工

作资金筹集和建设进度、质量安全管理方面,严格遵循相

应的规章制度,发挥水利建设创造就业、拉动经济的积极

作用,确保除险加固任务目标顺利实现。病险水库除险加

固工作是关系国家发展和百姓安定的重大问题。不同部

门必须提高政治站位,利用一切可行手段加强除险加固组

织实施和协调,强化监督问责,推动除险加固工程有序规

范开展,确保病险水库能够尽快恢复安全状态,发挥水库

工程的积极作用。

3 病险水库除险加固工程要点

3.1 增加坝高,增强水库的调蓄能力

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REALESTATEGUIDE|29 在病险水库除险加固施工过程中,需要适当增加大坝

的高度,可以增加水库库容,加大水库的调蓄能力,提升防

洪标准。在增高大坝这一措施应用过程中,可以有效消除

洪峰作用,对水库下游危害的影响相对较小。一般情况下

加高的大坝高度在1~2米,不能超过3米。如果大坝高

度增加过度,必须加宽坝体,放缓坝坡,才能够保证水坝的

稳定性。如果在水库有发电工程或者供水输水管道,一味

加高大坝,会对水库的安全性产生负面影响。在具体的除

险加固中,需要在加高大坝的同时,加长坝体部位,会导致

工程量和造价成本上升。如果溢洪道与大坝连接,单纯增

加坝高会导致溢洪道的边墙、闸墩和工作桥负面影响。因

此,在施工时需要对这些部位适当增高。从水库的实际情

况出发加高大坝,要严格控制防止投资增加,要对增高大

坝的高度进行严格控制。特别是对主副坝比较长的水库

来说,如果单纯增加坝高,会导致土方量大幅度上升。因

此,对增加坝高这一措施要进行慎重考虑[3]。

3.2 加强泄洪设施的有效应用

在水库除险加固过程中,对泄洪设施进行充分应用,

可以增加水库的泄洪流量。在实际操作中,除了挖掘已有

泄洪建筑物的潜力之外,还可以以原有的泄洪道为基础进

行扩宽或者加深,如果有条件可以新建泄洪道。例如在某

市水库出现加固过程中增加了新的溢洪道,大幅提升了水

库的泄洪能力。如果新建泄洪道的工程投资比较大,无法

进行有效施工,可以利用简易的非常规溢洪道发挥作用,

例如抬高水库的水位,增加其蓄水能力,如果超过一定水

位需要进行泄洪,可以自溃,保证大坝的安全水平。如果

大坝是由主坝和副坝组成的,可以选择其中一个副坝作为

非常规溢洪道发挥作用,将坝顶适当降低0.5~1米,还可

以在副坝或者主坝内设置炸药室,确保其使用时必须安

全,可以加快溃决,保证主坝的安全水平。3.3 加强水库病害处理

在水库除险加固过程中,需要对存在的具体问题深入

分析,一般情况下,渗漏、滑坡和裂缝是水库病险的主要表

现。在水库渗漏、滑坡、裂缝问题处理过程中,滑坡、裂缝

与渗漏之间存在密切联系。因此,为了保证水库除险加固

工程的质量,需要重视防渗技术的有效应用。在水库防渗

处理过程中采用上堵下排的方式。(1)上堵主要利用垂直防渗和水平防渗。垂直防渗可

以通过混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、

土工合成材料防渗、射水造孔混凝土墙防渗等措施。水平

防渗主要为粘土覆盖。(2)下排措施应用过程中,主要是在坝体的背水坡脚

附近开挖导渗沟。

水平防渗可以与排水措施进行应用,保证坝体防渗的

稳定性,但是仍然会存在一定的渗漏损失。水平铺盖主要

利用天然黏土和水人工填筑黏土进行施工。在病险水库

防渗加固处理过程中,按照技术可靠、经济合理的原则根

据病险水库的防渗要求以及当地的地质情况和水文条件

对具体的施工方案进行确定。

在病险水库防渗处理过程中需要加强预处理工作,在

对大坝渗漏进行处理时,工作人员需要对引发大坝渗漏的

具体原因进行深入分析。根据获取的结果制定科学合理

的防渗处理方案。除此之外,可以构建防渗墙进行灌浆处

理,保证水库稳定性和防渗水平,也可以降低水库的渗漏速度,将渗水量控制在合理范围内,确保水库运行安全。

4 保障病险水库除险加固质量的策略

4.1 重视前期准备工作

在病险水库除险加固过程中,为了保证相应方案的合

理性,需要重视前期准备工作的质量。可以采取以下

措施。(1)提高地质勘探水平。在对除险加固措施进行应用

时,需要根据获取的地质资料和水文资料对病险水库的实

际情况进行全面掌握,保证前期准备工作成果质量。通过

安全评价和初步设计等前期工作对一些设计成果质量不

高的问题进行深入分析。政府的主管部门需要作为监管

主体和技术审查组织对除险加固方案进行全面审核和分

析,保证除险加固措施符合病险水库的具体应用情况。(2)积极引进高水平安全评估团队。对加固措施应用

之前的地质勘探工作质量进行严格监管,可以适当引进区

域外资质、职业水平相对较高的勘察设计团队进行安全评

价和初步设计、勘察设计工作,将县区分阶段委托给不同

的勘察设计单位,委托社会化专业化的工程咨询机构进行

技术审查,并制定科学合理的勘察设计和成果评价和奖惩

机制。利用竞争机制提高本地勘察设计单位的整体勘察

水平,确保获取的前期资料可靠全面。4.2 提高除险加固技术含量

在收集除险加固最新理论和最新的技术成果时,可以根

据具体水库的实际情况指导勘察设计单位推陈出新、因地制

宜对新材料和新技术进行有效应用。在坚持经济性原则的

基础上,保证除险加固措施的有效性和技术水平。同时还要

编制治理规划方案,确保除险加固资金的应用效益。

在病险水库除险加固过程中,为了保证除险加固施工

质量,需要对施工技术进行严格管理。现阶段,传统的除

险加固技术已经无法满足病险水库的实际需求。为了获

取有效的治理结果,需要对各种新兴技术和新型机械设备

进行运用,提高除险加固施工效率和质量。例如在一些水

库工程中可能会出现滑坡、裂缝和渗漏等病害。在处理过

程中需要加强坝体防渗加固技术的应用,可以利用水泥深

层搅拌防渗墙施工技术提高结构施工的整体质量。4.3 保障充足的资金

在病险水库除险加固工程建设过程中,需要确保有充

足的资金。在开展大坝安全评价工作时,需要有充足的资

金聘请专业水平相对较高的队伍完成大坝安全评价报告,

确保报告质量。项目业主单位需要向地方政府汇报,获取

党委政府的支持,保证水库大坝的相关经费落到实处。

此外,对设计方案质量进行严格把关,加强与项目所

在地政府部门之间的协调和合作,确保前期项目有充足的

工作经费。在除险加固实施过程中,需要强化监督管理,

保证其达到设计质量标准,并且要构建诚信体系,对工程

设计和施工过程中有诚信问题的个人以及团队,禁止进行

大坝除险加固施工。4.4 提高水库管理的自动化水平

在开展病险水库除险加固管理工作时,需要对先进的

信息化系统进行应用,提高水库管理工作的自动化和智能

化水平。利用计算机和大数据技术构建的水库自动化管

理系统可以对水库机电设备操作运行进行自动化控制,同

时还可以完成大坝自动化观测和监管。管理手段和管理

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