石家庄市小型水库除险加固工程设计探讨

2014-04-02李宝良

河北水利 2014年5期

□李宝良

石家庄市小型水库除险加固工程设计探讨

□李宝良

小型水库主要是为农业生产提供灌溉水源，也为人民生活用水和工业用水提供水源，同时为防御洪水灾难也发挥了重要作用。然而，由于各种原因许多水库都不同程度存在一些病险问题，这类水库分布区域广、多偏僻、坝型多、老化失修、欠完建、病种多、防洪标准低，工程本身质量差，存在不同程度的渗漏，放水系统破损无法正常起闭，蓄水不正常，达不到有关规程规范的要求，不仅不能充分发挥其效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全，对其进行除险加固处理迫在眉睫。

1.工程现状及存在问题

一是病险率高，病害严重。据调查，全市现有小型水库均有不同程度的险情。防洪标准低、大坝渗漏、裂缝和坝坡滑塌、溢洪道泄洪标准不够、放水建筑物不能发挥正常功能等问题普遍存在。二是缺乏大坝安全观测、水情测报和防汛抢险设施，工程盲目运行，极易失事。三是管理工作薄弱，特别是乡村管理的小型水库，日常管理和养护工作无人负责，安全管理责任无法落实。

2．小型水库病险原因分析及对策

2.1 坝基渗漏

很多病险库都存在坝基渗漏问题，不是清基不到位导致坝基与坝体接触面成为渗水薄弱环节，就是截水槽的开挖深度不够，留下了渗水通道，或者坝体填筑标准不够，压实度根本满足不了设计要求，给坝体稳定埋下安全隐患。针对这些情况，可结合覆盖层的深浅、库区情况、附近黏土料源实际进行垂直截渗或者水平铺盖。如覆盖层为砂卵石，厚度超过30m，选择混凝土截渗墙比较稳妥；如果为粉细砂，厚度又较小，则采用高喷灌浆即可。

2.2 坝体渗漏

坝体渗漏多由于坝体填筑材料或者填筑标准不符合要求，密实度不够，渗透系数偏大。针对这种情况，采取如下措施比较适宜：一是对坝体采用高压旋喷灌浆造墙，或采用冲抓套井回填黏土造墙，来切断坝体内上、下游的渗水通道，防止坝体渗漏。二是首先应对坝体进行必要的充填灌浆，增加坝体的密实度，然后在坝体上游坡铺设复合土工膜，要注意处理好土工膜与坝基的结合部位。三是采用劈裂灌浆，劈裂灌浆利用了坝体填筑的自然应力状态，是一种既节约又效果良好的措施。对于坝体填筑标准不符合要求的，可以劈裂两排，不但可以在两排之间形成很好的防渗层，而且因为其灌浆压力较大，还可以在两排灌浆孔以外的一定范闱内，对坝体起到较好的加固作用。四是根据工程的具体情况，采取往上游坝坡贴防渗斜墙、铺设复合土工膜、加大坝体断面等措施。

2.3 坝体稳定不满足规范要求

常见的原因有上游坝体渗透系数太小而坡比较陡，浸润线偏高，坝体断面偏陡等。根据规定，坝体稳定应对正常运行期的上下游坝坡、水位骤降的上游坝坡、一定蓄水位与地震组合的上下游坝坡、施工期上下游坝坡进行抗滑稳定验算。

如果上游坝体渗透系数太小而坡比较陡，使得在水位骤降工况下，上游坝体内的水不能及时排出坝体，增大了土体重量(此时一般为饱和容重)，处理措施一般是减缓坝坡。

如果浸润线偏高，说明坝下游坡脚的排水不畅，坝体各层之间的渗透性不完全符合逐渐增大的原则，处理措施主要是增加坝体内部排水和坝坡脚排水体，一般采用贴坡棱体排水。

坝体断面偏陡一般采取的措施是加培断面，如果工程实际情况允许，结合技术经济指标分析，也可住下游加培。需要注意，在这种情况下应复核施工期坝坡稳定。

2.4 溢洪道布置不合理、泄洪标准不够

多数病险水库的溢洪道设计平面布置不尽合理，这种情况多出现在岩石基础上，尤其是控制段的堰型，既不是WES堰，也不是直坎宽顶堰(驼峰堰非常少见)，梯形的断面型式居多，造成泄洪时流量系数和过水断面不够，从而泄洪能力不足。

常见的问题还有纵剖面设计、消能设施设计不合理，甚至无消能防冲设施，空蚀破坏严重等。

针对以上情况，应该根据《溢洪道设计规范》(SL252—2000)，结合工程实际情况，对平面布置、控制段、泄槽、排水、消能设施等进行系统设计，结合水库调洪，认真复核泄量，使其满足现行规范要求。

2.5 放水设施老化失修，不满足原设计要求

这种情况多出现于病险水库，原工程绝大多数为放水卧管，年久失修，淤积严重，不能满足放水要求，一般应废弃原放水卧管，另建放水斜管和放水隧洞。但要充分考虑水库淤积发展对放水的影响。

2.6 其他常见病害