浅谈利川小型水库除险加固工程实践

工程建设与管理　
２０１７．８中国水利　

浅谈利川小型水库除险加固工程实践　

杨克荣　
（湖北省利川市水利水产局，４４５４００，利川）　

关键词：小型水库；除险加固；水库病害；加固措施；利川　
中图分类号：ＴＶ６２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００—１１２３（２０１７）０８—００２７—０２　

利川市隶属于湖北省恩施土家　
族苗族自治州，年平均降雨量１　２００～　
１　４００ｍｍ，每年４月开始即进入雨季，　
直至１０月为多雨洪水期。新中国成　立以来，利川Ｉ市先后建成了一大批水　库工程。共有注册登记水库５０座．总　库容１７　７６５．６万ＩＴＩ。，其中中型水库４　座。总库容１４　０ｌ１．０万ｍ　．／Ｊ、（１）型水　库１４座，总库容２　９３３．６万ｍ　；小（２）　型水库３２座，总库容８２１．０万ｍ　。　２００６年开始利川Ｉ市对小型水库开展　安全鉴定和除险加固工作．目前全市　所有病险小型水库除险加固工作已　基本完成。　一、利川水库病害情况　由于我国水库特别是小型水库　大部分都建于新中国成立初期，基于　当时的资金、技术、施工、管理水平及　时代背景，水库建设存在一系列问　题，导致水库运行过程中险情频现。　特别是小型水库的低矮土石坝，由于　后期管理薄弱，垮坝事件时有发生。　根据有关部门对２Ｏ００年全国垮坝进　行的统计，坝高小于３０ｍ的低坝占　总垮坝数的９６．５％．土石坝占垮坝总　数的９７．８％，由此可见小型土石坝除　险加固的重要性。利川Ｉ市水库以小型　水库为主，共有小型水库４６座，坝高　均小于３０　ｍ，且以土坝及土石混合坝　为主。据水库相关调查及安全鉴定成　果，利川Ｉ市小型水库由于资金缺乏。　管理薄弱。普遍存在严重病害和险　收稿日期：２０１７—０１—１２　作者简介：杨克荣。工程师。　情。　１小型水库存在的主要病害　利川市小型水库存在的病害主　要有：①防洪标准偏低，部分水库大　坝坝顶超高不足、溢洪道下泄能力不　足、溢洪道消能设施结构尺寸不满足　要求或未设消能设施。②坝体、坝基、　坝肩、溢洪道、涵管渗漏严重，如存在　大坝背水坡大面积散浸、坝基渗漏、　坝肩绕渗、溢洪道渗漏、涵管与坝体　接触部位渗漏等现象。③输、放水及　泄洪建筑物老化失修较为普遍。④金　属结构和机电设备不能正常运转，管　理设施、观测设备不完善等问题普遍　存在。⑤管理薄弱，特别是小型水库　尤为明显。从水库构筑物分析主要存　在如下问题：　（１）大坝方面　小型水库大坝以土石坝为主，迎　水面护砌结构基本为干砌块石或者　自然坡，背水坡多为自然草皮，排水　体以贴坡排水体和排水棱体为主。大　坝填土经过几十年固结及运行后，目　前大坝结构较稳定．基本满足规范要　求，现主要问题有：大坝坝基、坝体、坝　肩渗漏；迎水坡护砌结构破坏，反滤结　构缺失．或设置不合理：背水坡杂草丛　生，雨淋冲刷严重，排水体结构破坏，　设置不满足规范要求；坝顶高程不满　足要求：大坝普遍未设观测设施。　（２）溢洪道方面　溢洪道多：勾开敞式设于两岸山　体。护砌结构基本采用浆砌块石和条　石，多数没有消能防冲设施。主要存　在问题：泄流能力不足，护砌结构破　坏或未护砌．无消力池或消力池淤积　严重或结构不满足消能防冲要求。　
（３）放水涵洞方面　
放水涵洞以穿坝箱涵或涵管为　
主，启闭设备主要采用堵塞进口放水　
斜管或手摇简易启闭机。存在的主要　
问题：部分涵管存在渗漏现象，转动　
门盖锈蚀严重关闭不严，启闭设备简　
陋，普遍未建启闭房。　
（４）防汛道路方面　
防汛道路基本为山区土路，道路　
崎岖，坡度大，车辆通行困难。　
２．病害原因分析　
（１）防洪标准偏低　
水库新建时缺乏水文资料或水　
文系列较短．造成水文计算成果误差　
较大，且大量水库新建时未进行水文　
计算。同时随着经济社会的发展，水　
库下游防洪对象重要性凸显，防洪标　
准随之提高。另外，防浪墙的不完整　
和局部破坏造成坝顶超高不足。　
（２）基础处理不当　
囿于当年特殊的时代背景及条　
件，这些水库基本属于“三边”工程，　
坝基地质条件不明，坝基处理不当，　
由此导致坝基和坝肩渗漏：坝体压　
实度不能满足规范要求，且分层碾　
压接触面处理不当等造成坝体渗　
漏。另外，溢洪道、涵管等与坝体坝肩　
接触部位处理不当，引起溢洪道、涵　
管渗漏。　

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工程建设与管理　
ＣＨＩＮＡ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　２０１　７．８　

（３）资金缺乏　由于资金缺乏不能及时维修．造　成输水、放水及泄洪建筑物老化失　修，金属结构和机电设备不能正常运　转，管理设施、观测设备等不完善。　二、除险加固的对策措施　１．提高防洪标准　主要措施：①适当加高大坝，提高　防洪标准。②除挖掘已有泄洪建筑物　潜力外，扩宽或加深原溢洪道，增加　泄洪流量，加大泄洪能力。⑧增设或改　造消能设施。　根据水库主要服务对象采取不　同措施，如对超高不足、以灌溉为主　的水库可增设防浪墙。根据溢洪道下　泄流量，结合原有消能设施及实际地　质地形建设合理的消能设施。　２．坝体、坝基、坝肩防渗　一般防渗处理的原则是“上堵中　截下排”。　（１）坝体防渗措施　坝体渗漏的防渗措施主要有充　填灌浆、劈裂灌浆、黏土斜墙防渗、土　工膜防渗及套井回填黏土防渗墙。据　对利川多座水库坝体防渗方案造价、　施工难度及效果进行比较，土工膜防　渗应用普遍、技术成熟，具有造价低、　施工质量容易监督等优点，能有效减　少坝体渗漏量、降低浸润线，提高坝　体稳定性，同时可结合迎水坡护砌体　进行翻砌．因此坝体防渗方案推荐采　用土工膜防渗。　对于坝后贴坡排水，目前水库坝　后排水体以贴坡排水体和排水棱体　为主，建议原来无排水反滤结构或原　为贴坡排水体的大坝仍采用贴坡排　水结构；排水棱体失效的，建议结合　坝前防渗措施改造成贴坡排水体．不　建议对排水棱体进行翻砌。　（２）坝基和绕坝渗漏处理　据对多个水库地质勘测报告分　析。目前利川Ｉ水库大坝基础主要为残　积黏性土、冲积土、粉质黏性土、强分　化花岗岩，帷幕灌浆具有良好的适用　■２８　条件。同时据对利川多座水库坝基和　绕坝渗漏防渗方案造价、施工难度及　效果进行比较。帷幕灌浆具有施工工　艺成熟、与坝体防渗体容易连接等优　点。经对帷幕灌浆在铜锣关等多个水　库应用效果调查，帷幕灌浆防渗效果　良好．推荐采用帷幕灌浆方案进行坝　基和绕坝渗漏处理。　３水库其他类型病害处理　①构筑物护砌破损老化。结合建　筑材料、水库施工条件及尽量利用原　材料等要求，同时经对多座水库构筑　物护砌方案进行对比，推荐迎水坡采　用混凝土面板护砌，背水坡采用网格　草皮或人工草皮护坡，对于溢洪道等　其他砌体建议采用浆砌块石或混凝　土边墙结构。　②金属结构不能正常运行。主要　是因放水涵洞进口放水斜管损毁及　启闭设备锈蚀老化造成，建议放水涵　洞改造为坝后闸阀式或斜拉式平板　闸门，启闭设备更换为手动或手动电　动两用启闭机。据对使用上述设备的　水库调查发现，启闭设备运行良好。　操作管理方便，效果较好。　③启闭房、管理房缺失或不能使　用。对此应采取新建做法。为水库管　理提供必要条件。　④防汛道路问题。有条件的应进　行硬化道路，资金短缺的可修建泥结石　路面。同时应做好道路排水设施，有条　件的尽量按四级公路标准改造道路的　竖线，无条件的应尽量减小道路坡度。　⑤水库观测设施普遍不完善。建　议有条件的按规范布设变形、渗漏、　雨量、水位的观测设施，考虑水库大　坝经过多年固结后坝体趋于稳定，根　据各水库实际（资金等问题）可暂不　设变形观测设施，雨量、水位等观测　设施尽量采用自动测报系统。　三、除险加固工作应注意　的问题　结合参与小型病险水库除险加　固工作的实践体会，归纳出几个需要　注意的常见问题，以期对今后小型病　
险水库除险加固工程的实施起到一　
定的借鉴作用。　
１．安全鉴定深度不足，影响鉴定　
结论准确性　
部分水库安全鉴定成果深度不　
足，缺乏必要和有针对性的地质勘探　
及其分析研判。有的工程地质勘探工　
作量不够，勘探试验的针对性较差，　
达不到工程除险加固工作的要求，部　
分安全鉴定成果有重大遗漏或缺陷。　
水库安全评价定性分析较多、定量分　
析较少或分析依据不足．不能得出正　
确的大坝病险问题鉴定结论。　
２．基础资料缺乏，难以满足设计　
需要　
大多数水库建于２０世纪５０—７０　
年代。原设计资料不齐全，运行管理不　
规范，设计工作所需要的工程水文资　
料、运行管理资料缺乏，工程地质勘探　
等基础工作不到位，难以满足正常设　
计要求。同时还存在洪水标准选取分　
析不足的问题。　
３．方案比选不充分，处理措施缺　
乏针对性　
由于基础资料缺乏等因素，部分　
除险加固设计方案合理性较差，主要　
表现为：除险加固方案针对性不强：　
方案比选不深入；部分水库将正常蓄　
水位、总库容、兴利库容等水库主要　
特征指标做了较大调整，工程投资增　
加较多；不重视管理设施建设和忽视　
管理队伍的需求；施工方法、工艺选　
择及工期安排不当。　
此外，工程概算编制方面普遍存　
在编制依据不合理、标准较高等问题，　
会导致工程投资偏大。　●　
参考文献：　
【１】利川水利志【Ｓ】．２００７．　
［２】祁庆和．水３－建筑物［Ｍ］．北京：中国　
水利水电出版社．２００５．　
【３】袁光裕，胡志根，等．水利工程施　
工【Ｍ】．北京：中国水利水电出版，　
２００６．　
责任编辑张金慧