王 兴

(辽宁省北票市水利规划勘测设计院，辽宁 朝阳 122100)

小型水库作为组成供水体系和防洪保安体系的重要部分，对推动国民经济发展、保障国家粮食安全以及区域防洪排涝等发挥着巨大作用，确保小型水库安全运行与安全度汛，直接关系着人畜饮水安全、农业灌溉和下游沿河群众财产安全[1-3]。近年来，极端天气频率的增加及全球气温的升高，在很大程度上增加了局部地区发生暴雨的概率，确保小型水库安全逐渐成为社会关注的热点。对于境内的小型病险水库，北票市水务局批准实施了一系列的除险加固改造工程，整治范围涉及周家营、王法沟、蒙古营等12座小型水库，通过输水洞加固、坝体加固、进口八字形处理、建设溢流堰与边墙、挖深拓宽溢洪道等，基本消除了水库的安全隐患，对提高水库安全保障水平、完善工程管理设施和水利设施发挥着巨大作用。然而，在选择加固设计方案上还存在许多的不足，对于实施过程中出现的问题还要给予足够的重视和关注。

1 小型水库的除险加固

1.1 病险问题分析

北票市现有的小型水库大多修建于六、七十年代，受当时的历史条件限制，大多数水库属于典型的“三边”工程，建设初期行业标准、设计规范不健全，水文地质勘探资料较少，施工和设计力量薄弱，方案审查把关不认真；水库建设以群众大会战为主要施工方式，技术手段有限且施工设备简陋，多数坝基处理不彻底甚至没有处理，无法保证设计标准和坝体填筑质量，大部分水库都或多或少的存在一定安全隐患；由于固定投资渠道的缺乏，后期维修养护水库工程设施时受到限制，水库带病运行、老化失修的现象普遍存在；因缺乏专业管理人员、管护水平低，无法及时有效的了掌握水库的真实运行状况，水库病险问题未能有效处理，对下游防洪安全以及区域发展产生安全隐患。虽然应急除险过少数的水库大坝，但并未从根本上解决实际问题，无法充分发挥水库工程的功能效应[4，5]。

根据工程原设计、校核标准以及大坝安全鉴定成果，坝体坝基渗流不稳定、防洪能力不达标、金属结构与机电设备老化、结构安全不过关等为小型病险水库常见的问题。依据北票市小型水库加固整治专项规划，有7座水库已无法正常使用其金属结构，仅有1座水库可以正常运行其金属结构，另有4座根本没有配置闸门等结构设备，病险程度统计如图1。

图1 北票市小型病险水库统计结果

1.2 除险加固技术

渗流不稳定、结构不安全、防洪不达标等问题作为水库加固整治的为核心，并考虑每座水库的实际情况，结合其存在的安全隐患选择适应的除险加固措施。

解决渗流不稳定问题。依据小型水库加固工程初设报告，北票市主要选用3种方案解决其渗流不安全问题，即坝体、坝基和坝肩防渗加固。其中，比较常用的防渗处理措施有劈裂灌浆、混凝土防渗墙、坝基帷幕灌浆、坝体充填灌浆等，通过实施有效的防渗处理技术，从根本上解决渗流不安全问题。

解决结构不安全问题。结合水库加固工程设计报告，北票市主要利用4种方案解决结构的不安全问题，即大坝培厚、加固改造溢洪道、改造泄洪洞、卧管加固改造。为更好的保证大坝安全，可以采取削坡减缓坝坡、培厚减缓坝坡的方法，其中培厚减缓坝坡时要利用比原坝坡大的透水性材料，并加固整治上下游坝坡，而混凝土板、堆石及干砌石护坡等多用于上游护坡，而简化型式的护坡一般用于下游。采用科学的加固改造技术，有效解决了水库结构不安全的问题[6]。

解决防洪不达标问题。考虑病险水库加固设计报告，北票市选择6种方案解决防洪不达标的问题，即加高大坝、新建溢洪道、新建泄洪洞、扩建溢洪道、加高防浪墙、完建溢洪道。根据工程实际情况，选择合适的技术措施显著提升了水库的防洪标准[7]。

1.3 施工中的问题

安全风险大。水库加固设计方案选用的工程措施具有较大的施工风险，如拆除重建坝体中间泄洪闸、修复土坝坝体中的涵洞、增加坝前高排架控制措施以及拆除重建坝体上部结构等方案，施工过程中以上措施存在较大的风险性，为确保施工安全还要采取有效的防护措施。

实施难度高。病险水库加固整治工程采用风险较大的工程措施，在实际中无法实现，如利用沉井方案修建淤泥下的进水塔、拆除重建淤泥下的进水塔等。

过于强调泄洪能力。依据水库加固整治工程管理办法，原则上小型水库加固设计方案不考虑加坝措施。由于未能充分理解其内涵、作用，大部分设计和管理人员就错误的认为不考虑加固方案，而对于防洪能力大达标的水库其最佳选择就是加宽加深溢洪道。根据方案设计时洪水计算结果普遍偏大的实际情况，由此导致溢洪道存在较大的下切宽度，虽然加固整治工程大大提高了水库的防洪能力，但实际蓄水能力、兴利库容明显减少。

忽视征地、补偿协调工作。水库确权界定滞后的现象普遍存在于北漂地区，大多数小型水库的管理工作由集成乡镇负责，受多种因素限制其工作相对更差。有的地方直接把不过水的土质溢洪道、不常淹没的库区给村民发放林地征、土地证、宅基地证等，由于不考虑征地补偿费用在除险加固投资中的比例，方案批复后无法开展后期的协调工作，这给加固整治工程的实施带来了极为不利的影响[8]。

2 设计方案的优选

2.1 保证水库安全

结合水库除险加固工程管理办法，解决对水库安全运行方面产生直接影响的问题为病险水库加固整治的重点内容。例如，对于发生渗漏的水库，若属于坝体、坝基等能够显著影响工程结构安全的渗透问题，必须采取合适的防渗措施；若属于不发生渗透破坏而仅仅出现水库蓄不住水的渗透问题，对此可不予处理。由于实行定补政策批建小型水库加固整治项目，所以投资规模受到一定的制约，为充分利用有限的资金必须优先解决重点问题，故无法全面解决鉴定出的所有病险问题。另外，提高管理水平也是保证水库安全运行的重要方法，如新建防汛抢险道路、新增水文与大坝监测设施、增设水库通讯设备及管理房等，对水库的日常管理安排专门的管理人员。

2.2 考虑水库蓄水能力

根据北票市水资源紧缺的实际情况，应考虑水库蓄水能力科学设计水库加固整治方案。工程上，加大水库泄流能力以及提高其防洪达标能力的常用方式有下切、拓宽溢洪道，对于该问题也可采取增设坝顶防浪墙、适当加高坝顶的措施，这就要求充分论证方案的可行性。特别是加高拱坝、砌石重力坝等工程量很小的项目，从经济可行性的角度就是加高坝顶；对基本达到规范要求防洪能力的土坝，可供选择的方案有改变水库运行调度方式、加高防浪墙等。过于强调加大水库洪流能力和防洪能力达标，实质上降低了水库蓄水能力，所以这种方案并不可取[9]。

2.3 工程措施可行性

水库加固设计方案必须结合工程实际，许多工程措施理论上可行而实际上确行不通。例如，为使泄流能力达到要求需要外拓溢洪道宽度，虽然批复的设计方案也在水库管理范围，但由于征地协商行不通而不得不变更的现象较为常见；运用沉井方案修建水库淤泥下进水塔，尽管方案可行且已批准，因存在原浆砌石翼墙、地基软硬不均等因素而无法施工，最终方案也必须更改；因当地群众租到不得不放弃库区防渗土工膜铺设方案。

2.4 技术方案安全性

水库加固设计方案必须考虑施工安全性，如土坝坝体中涵洞修复时无法保证施工人员安全，对此必须给予更改；坝前增设放水钢管控制闸室需要修建40 m高的爬架，由于存在较大的来水风险性不得不变更；由于未全面了解水下情况，设计的原放水涵卧管进口修复不得不变更为涵卧管封堵方案等。

此外，多年蓄水运行的水库一旦放空，若要再蓄水则无法实现，所以放空水库的施工方案在加固设计工程中一般不考虑。例如，由于采取放空改造的施工方案，原本碧波荡漾、游船如织的小型水库多年再也没能蓄上水；改造以前稳定蓄水的水库，因放空水库新建泄洪洞再也未能蓄上水。

3 结语

较新建工程水库加固整治存在明显的差异性、特殊性，应考虑蓄水运用、水库病险、周边施工环境等因素科学选择加固设计方案，从经济合理性、施工可行性、实施安全性、技术优越性的角度全面分析，方可优选出最佳的方案以及最大化水库加固工程效益。通过分析北票市近年来的水库加固工程案例，结合加固工程实际效果，对选择方案设计时存在的不足进行总结分析，并提出工程实施时要解决的问题，对类似工程加固设计以及效果评价具有一定的借鉴指导价值。