温首威，张国浩

(梅州市水利水电勘测设计院，广东 梅州 514021)

大埔县位于广东省东北部的韩江中上游，地处N24°01＇～N24°41＇，E 116°18＇～E116°56＇，东北紧靠福建省平和县、永定县，东南连接饶平县，西依梅县，南邻丰顺县，全县总面积2 467 km2，全县人口50 多万。县境山脉为北南走向，四周高，中间低，层峦起伏，千岩万壑，纵横交错，森林覆盖率高，植被情况良好。

1 病险水库情况

全县境内分布有小型水库几十宗，总库容3 000 多万m3，其坝型多为均质土坝。这些水库的建成，对大埔县的防洪、灌溉、供水、发电、水产养殖等工农业生产过程中，发挥了巨大的社会和经济效益。但由于上述大部分水库均建于20 世纪60—70年代，限于当时的特殊历史时期和施工条件，这些小型水库多为农民投劳所建的“三边”(边勘测、边设计、边施工)工程，在施工过程中出现的不可预见性、随意性较大，工程的质量难以得到有效保障，留下不少安全隐患［1］。

在这些病险水库普遍存在的问题当中，又主要涉及以下3个大的方面:

1)防洪标准不达标。受限于当时的自然社会经济条件和建造者自身的专业技术水平，工程的设计标准偏低，达不到行业的规程、规范的要求。

2)施工质量差。由于水库多为群众投劳所建，未严格按照基本建设程序进行工程建设，且受限于当时的施工技术水平和机械设备，施工质量尤其是坝体的土方填筑质量难以保证。

3)管理滞后。由于工程的建成时间久远，后续的管理思路和手段跟不上，加上配套的维护资金紧张、短缺，日积月累，就出现了设备老化及年久失修甚至失管的情况，留下了各种安全隐患。

这些病险水库的存在，不仅影响到水库发挥其应有的工程效益，更严重威胁到水库下游的群众生命和财产的安全。

因此，针对山区小型水库出现的具体问题，选取有针对性的、合理可行的加固除险措施就显得尤为重要。大埔县小型水库主要存在的问题又具体表现为以下几方面:

1.1 大 坝

1.1.1 坝基处理不彻底，坝基渗水

水库大坝为均质土坝，但由于受当时的经济和技术条件制约，坝体在填筑时均未能达到设计要求，大坝建成后运行时间较长，后期的管理又跟不上，加上白蚁、鼠洞对坝体的破坏，造成坝体渗漏量大，坝后坡出现漏水现象。

1.1.2 坡面防护不足，受水流冲蚀

大坝前坡多为坝体填土面，坡面无护坡设施，或有不完整的浆砌石、混凝土护坡，在遭受风浪的长期淘刷后造成坝坡不平整;坝后坡、坝肩处未设置排水沟，受降雨水流冲刷，坡面变形较严重，局部坡面出现坝坡表土流失，出现道道冲沟;有的土坝后坡原设计有草皮护坡，但由于种种原因，坝体后坡杂草、灌木丛生，有些甚至种上了果树。

1.1.3 坝体单薄，施工质量欠佳

坝前后坡坡比较陡，不少上下游坡比均达不到1∶2，进行坝坡稳定计算时，不能满足现行规范的要求，加上坝体的填土土质较差，后期碾压不实。

1.1.4 坝体损坏缺失

不少大坝坝后的反滤、排水棱体设施缺失或者损毁，坝后的渗水不能顺畅导出，造成坡面长期浸润、泌水，存在较大的安全隐患。部分坝体的钻探资料及现场压水试验揭示，坝体填土渗透系数较大，坝基渗透较大，存在较大的安全隐患。部分土坝的坝顶迎水面布置有浆砌石防浪墙，但由于运行已久，防浪墙不连续，部分缺失、破损现象也常见，不能正常发挥作用。

1.2 溢洪道

1)不少大坝的溢洪道均存在泄水流道尺寸过小的问题，当上游洪水夹带树枝、木头等一些冲刷物时，就会阻碍其正常泄洪，甚至导致孔口堵塞，使水位快速上升，进而危及大坝的安全。

2)现有溢洪道底板受水流的冲刷，不少都已损坏严重，浆砌石衬砌已基本脱落，泄流面坑坑洼洼。

3)溢洪道的消能设施，不少也已被洪水冲毁，不能发挥消能防冲的作用;另有部分水库的溢洪道陡槽段出水口正对土坝坝脚，下泄洪水时直冲坝脚基，存在严重的安全隐患。

4)设有闸门控制的溢洪道，则部分出现闸门锈蚀、漏水严重的现象，配套的启闭设备不少是已经超出了正常使用年限;由于设备年代长久厂家已经停产，就更难以进行日常的检修、维护，而配套资金的不足又导致设备的更换长期处于置空状态。

1.3 输水涵管

部分山区小型水库的输水涵管为混凝土管或为瓦管，少量为钢管，运行一段时间后容易出现裂缝、漏水、剥蚀，且放水洞的周边因此冲刷而产生破坏，产生渗漏的通道。造成输水涵管的进水口和涵管强度下降，不能满足使用要求;闸(阀)、拉杆、盖板等开闭装置老化、锈蚀、变形、磨损的现象也很普遍。

1.4 运行管理

1)受建设年代社会经济条件限制，山区小型水库多无任何通讯设施及观测设施等设备，直接影响到工程的运行管理。

2)缺乏一套切实可行、长期有效的建后管理机制，就更加谈不上制度的落实和执行了。

2 常用的加固除险措施

2.1 坝体加固

坝体加固多采用前坡削缓，后坡培厚的方式，上游坝坡削坡后坡率为1∶2.5，下游坝坡率为1∶2.5，采用“前削后补”方法对上下游坝坡进行整平培厚。坝顶宽度可取为5～6 m，坝顶路面为沥青混凝土路面，上游的迎水面布置防浪墙，下游设路缘石，将路面的排水口与坝体横向的排水沟相连。

2.2 坝体、坝基灌浆

针对坝体、坝基出现的渗水现象，通常可采用适应性广泛的充填灌浆或高压喷射灌浆的方式进行加固。对于处理深度＞20 m的复杂地层可按2 排或3排进行布孔，使高喷桩形成堵水帷幕，孔距为1.73 R(R 为旋喷固结体半径)，排距为1.5 R，灌浆孔沿坝轴线布置，钻孔深度至坝基以下1.0～1.5 m。针对部分坝体白蚁危害比较严重的情况，可在诱杀白蚁的同时对坝体蚁巢进行灌浆处理。

2.3 上、下游护坡

上游坝坡正常蓄水位以下高程，可以采用现浇混凝土护坡，护坡下铺设粗砂和碎石反滤兼垫层之用。混凝土护坡应分块浇板，隔缝处可以用厚20 mm的沥青木板分隔。为稳定混凝土护坡，可在坡脚处设一道高1.5 m左右的小齿墙。正常蓄水位以上高程则可考虑采用镂空式预制块护坡，在保证护坡功能的前提下，还能美化、绿化库区。

下游坝坡多为草皮护坡，考虑坡面排水需要，可在马道内侧设一条纵向排水沟，横向每50 m设一条、总数不小于两条的排水沟，纵横排水沟须相互连通，水沟底高程以一定的比降布置，以利于坡面水能及时排净。

2.4 坝后排水、反滤

对于缺失或者失效的反滤棱体的水库，则需重新设计其下游坡脚的反滤棱体。反滤棱体顶高高出浸润线的溢出点，且高于下游最高水位0.5 m以上，棱体顶宽1～2 m，上游坡比1∶1，下游坡比1∶1.5或者1∶2，棱体坡脚设、集渗沟、排水沟。棱体与坝体的接触面，应按一定的级配作为砂、石反滤体。

2.5 溢洪道

宜将溢洪道布置成开敞式溢洪道，对于原有老旧闸门、启闭机的在加固除险中应一并更换或重新设计。溢洪道布置时，其轴线应尽量取直线，如因工程需要转弯，则宜设在进水渠或出水渠段等流速小、流态稳定的部位。溢洪道的泄槽段底板宜保持为一个固定的比降，以利于泄洪时的出流顺畅，其基础应尽量布置在原山体、坚实新鲜的基岩上。溢洪道边墙尤其是靠近坝身填土区一侧的边墙，往往受到坝后坡培厚、加高的影响而需重新设计，需同时满足掺气后水深、墙顶超高、后坡填土高度的要求。

另外，不少溢洪道加固设计时会遇到其轴线与灌渠、桥梁等建筑物相交叉的情况。我们可以保持溢洪道轴线、泄槽段纵向坡比不变的前提下，将相交处的灌渠、桥梁等交叉建筑物设计成上穿式，灌渠、桥梁从溢洪道上部跨过的型式。

最后，就是修复或者重建下游不符合要求的消能设施。这可从工程所在地的地形、地质条件、泄流量等方面来综合考虑。

2.6 输水涵管

对于淤塞严重的涵管，可将原有涵管封堵，在合适的位置重新布置满足要求的输水涵管;对于部分出现裂缝或者漏水并不严重的涵管，可采用内套钢管的方式进行加固，新旧管之间的空间可以用灌浆的方式充填密实。无论是哪种方式，涵管应宜采用钢管外包混凝土的型式。结合大埔的实际情况，小型水库的输水涵管多采用手电两用斜拉式启闭机，不仅操作简单、实用、可靠，而且可以大大节约工程投资，这对经济欠发达的梅州山区县来说更有实用意义。

2.7 设计标准

对于存在原设计标准偏低、坝顶高程不足等问题的小型水库，可按行业现行规程、规范的要求，重新复核后视具体情况采取工程措施。

2.8 制度管理

俗话说“三分建、七分管”，再好的设施、再先进的设备，如果疏于管理和维护，也不能长久发挥工程效益。因此，在做好山区小型水库加固设计的同时，建立并落实好有效的建后管理机制，这点对于大多数库区较偏远、交通不便的山区水库来说同样具有重要意义。

3 结语

小型水库除险加固工程措施比较简单，工程的投资也不大，但水库的运行直接关系到下游群众的生命财产安全，因此绝对不能轻视工程的设计。

做好山区小型水库的除险加固工作，在新的历史时期，更具有重要的社会和经济效益:①可以提高水库的安全度，充分发挥其防洪减灾的功能;②可以改善水库的运行管理条件，通过除险加固小型水库可以配套建设水库防汛抢险道路、观测设施、雨情测报系统，改善水库的运行、管理条件;③可以改善水库周边的生态环境，通过实施除险加固工程，可将加固后的水库打造为休闲、旅游场所，成为新农村建设的一大亮点。

［1］陈书明.刍议小型水库除险加固［J］.黑龙江水利科技，2012，40(09):251－252.