唐玲玲

【摘 要】文章以某水库为例，首先描述了水库的工程概况、水文及工程地质情况，然后对该水库除险加固的必要性和迫切性进行分析，并提出了用于大坝除险加固的具体措施，最后总结了水库除险加固达到的效果，抛砖引玉，供同行借鉴。

【关键词】小型水库；除险加固；大坝施工；放水设施施工

【中图分类号】TV697 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）02-0064-03

1 工程概况

某水库1991年水文复核集雨面积为0.54 km2，总库容为13.75万m3。20年一遇设计洪峰流量为14.62 m3/s，200年一遇校核洪峰流量为20.25 m3/s。水库正常蓄水位为100.60 m，设计洪水位为102.44 m，校核洪水位为102.07 m。该水库距容城约10 km，地理位置为东经110°35'，北纬22°55'，水库建于1954年10月，1955年2月竣工投入运行，是一座以灌溉为主的小（2）型水库。水库坝址上游控制集雨面积为0.54 km2，正常蓄水位为100.6 m，水库总库容为13.75万m3，兴利库容为8.6万m3，设计灌溉面积约33.33 hm2（500亩）农田。水库枢纽建筑物主要由大坝、溢洪道、梯级放水涵管组成，大坝为黏土心墙坝，现坝顶高程为102.6 m，最大坝高12.6 m，坝顶长度为49 m，现大坝内外坡比均为1∶1.8左右。大坝内坡无护坡石，由于年久受库水和雨水冲刷已不平整，形成坑、沟。大坝外坡无排水沟，滤水堆也残缺不整。坝顶有一条简便的人行道路，由于运行多年，加上坝体沉陷，坝顶已凹凸不平，直接威胁大坝安全。开敝式溢洪道位于大坝右侧山体，在山体开挖而成，堰顶高程为100.6 m，堰宽2 m，泄槽段接山坡尚有10 m左右的高差，该溢洪道普遍宽度为2 m，未衬砌边坡，有部分崩塌，严重影响水库溢洪和安全运行。梯级放水涵管位于大坝左侧，放水涵管位于坝肩与山体结合处的山体上，放水级道位于山体上。受当时建筑材料限制，放水涵管出口横断面尺寸为0.15 m×0.20 m（宽×高）的小洞口，放水涵管为φ200 mm的瓦管，外包水泥、黄泥三合土，放水级道为采用石灰、黄泥、砂三合土浇筑，外用石灰水泥砂浆抹面。经过50多年的运行，外观部分砌筑和批灰砂浆脱落，工程严重老化，放水涵管过小，无法进入检查工程的危险程度。排放不畅，严重影响大坝的安全运行，必须采取措施进行改造。该水库距通往村庄的四级公路约2.5 km，其中只有1 km村道能通四轮后驱车，尚有1.5 km为人行小路不能通车，对防汛抢险和工程安全检查极为不利。该水库1991年水文复核集雨面积为0.54 km2，总库容为13.75万m3。20年一遇设计洪峰流量为14.62 m3/s，200年一遇校核洪峰流量為20.25 m3/s。水库正常蓄水位为100.60 m，设计洪水位为102.44 m，校核洪水位为102.07 m。本次除险加固设计按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252—2000）规范规定，本水库工程等别属Ⅴ等，工程规模为小（2）型，永久性水工建筑物级别主要建筑物为5级，次要建筑物为5级，水库设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。经复核，本水库集雨面积为0.54 km2，总库容为13.14万m3，兴利库容为8.6万m3，死库容为0.03万m3。20年一遇设计洪峰流量为13 m3/s，200年一遇校核洪峰流量为18 m3/s。水库正常蓄水位为100.60 m，设计洪水位为102.16 m，校核洪水位为102.65 m。

2 水库除险加固的必要性

该水库建于1954年10月，1955年2月竣工投入运行，经过几十年的运行，工程设施严重老化，主要存在问题如下：坝坡雨水冲刷严重，坝内坡无护坡，坝体单薄，坝顶高程不够，坝顶无防浪墙、放水级道砌体砂浆老化，残缺崩塌；放水涵管过小并老化，不能放水，排水不畅、溢洪道没有衬砌，无效能防冲设施；无进库道路、无管理房。水库经过50多年的运行，枢纽工程设施老化，工程一直控制在低水位带病运行，处于危险状态，因此本次对水库进行除险加固是必要的。

按照水利部水建管〔2003〕271号文《水库大坝安全鉴定办法》的要求，2008年12月由某县水利局组织对该水库进行了安全鉴定。安全评价承担单位通过现场考察和收集工程运行、观测资料，结合勘探，对工程防洪安全、大坝质量、大坝结构、渗流稳定、泄水建筑物安全等进行了单项分析和评价，于2008年12月提交了大坝安全评价成果《水库大坝安全评价报告》。2008年12月广西某县水利局主持召开了水库大坝安全鉴定会议，专家组提出了《大坝安全鉴定报告书》，认为该水库大坝存在较严重的工程质量问题，安全隐患多，不能按设计要求正常运行，按《水库大坝安全鉴定办法》（水建管〔2003〕271号）和《水库大坝安全评价导则》（SL 258—2000）的规定，评价该水库为三类坝。市水利局于2008年对该水库进行核查，同意三类坝鉴定结论。本次对水库除险加固主要内容如下：①内、外坝坡培厚，加固修整；内坡设砼护坡；外坡种植草皮护坡，设纵横向排水沟，坝脚设排水棱体，坝顶设防浪墙。②完善溢洪道。③新开进库上坝公路。④新建管理房。因此，对该水库进行除险加固是非常有必要的。

3 工程地质及水文情况

水库的水系从库区经垌心坡、黎读桥归入绣江，属绣江的二级支流。水库位于低山丘陵地形地貌区，山地峰顶高程为100～150 m，丘陵地面高程为60～90 m。地形受构造和地层岩性的影响显著，山脉走向，谷地延展的方向及水系的分布方向多与构造线相一致，一般背斜成山，向斜成丘。水库区出露地层有二迭系茅口阶（P1m）砂页岩和第四系残坡积（Qedl）层。地质构造简单，岩层为单斜构造单元，岩层走向北东，倾向南东，倾角为5°～20°。为单斜地层构造单元。库区未发现区域构造断裂通过，近坝库岸未发现大型塌滑现象，库岸稳定。基岩裂隙水和孔隙水分别赋存于岩、土层中，均属潜水。基岩裂隙水在两岸山体内受大气降水补给后，赋存于基岩风化层及构造裂隙中，就近向溪沟排泄再汇流入水库。根据《中国地震动参数区域图》（GB 18306—2001），工程区地震动峰值加速度为0.05 g，对应地震基本烈度为Ⅵ度，地震动反应谱特征周期为0.45 s。库区出露地层主要为二迭系茅口阶（P1m）砂页岩和第四系残坡积（Qedl）层。分述如下：残坡积（Qedl）为黄色、灰黄色、红黄色粉质黏土，稍湿～湿，硬塑～坚硬状态，一般含风化碎屑，含量为15%～25%，分布于土丘、斜坡及坡脚，厚度为1.5～3.0 m。二迭系下统茅口阶（P1m）为灰色、灰黄色、暗红色薄层～中厚层状泥质粉砂岩、砂质页岩，含煤层（线），微层理普遍发育，砂岩及砂质页岩均为夹层出现。块石料可用容州镇甲根田采石场的石料，运距为12 km，石料岩性为砂砾岩，新鲜饱和抗压强度为40～60 MPa，储量丰富，质量满足技术要求。

该水库距容城约10 km，地理位置为东经110°35′，北纬22°55′，属珠江水系北流河的支流河上游的一支流。水库坝址以上控制集雨面积为0.54 km2，坝址以上河流长0.86 km，平均坡降为98‰。水库流域属于亚热带地区，气温直接受西江流域的影响，同时也受内地山区影响。多年平均气温为20.4 ℃，月平均最高气温为28.3 ℃，月平均最低气温为11 ℃，极端最高气温为36.7 ℃，极端最低气温为0.7 ℃。根据气象站多年的完整资料统计，多年平均相对湿度为81%，多年平均相对最小湿度为9%。查该地区降雨量等值线图，多年平均降雨量为1 700 mm，多年平均径流深为935 mm，计算得水库多年平均来水量为50万m3。

设计暴雨计算：由于水库没有实测年最大1 h、6 h和24 h暴雨资料，因此其降雨量均值及Cv值直接用等值线图结果。

设计洪水：由于水库流域内无实测洪水资料，根据有关规范规定，本次洪水复核采用由暴雨推求设计洪水的方法进行。

調洪演算：按复核的设计洪水成果，根据水库泄流曲线及水位与库容关系曲线进行调洪计算，调洪演算采用辅助曲线法进行。

4 水库加固的具体措施

4.1 大坝加固设计

大坝为黏土心墙坝，坝长528 m，顶宽10 m，最大坝高8.0 m，内坡比自上而下为1∶2.87、1∶1.82，为草皮护坡。外坡坡比为1∶1.57，为草皮护坡，外坡坝脚无反滤体。

4.2 溢洪道加固设计

本次除险加固结合溢洪道现状，在现状基础上进行扩建完善。设计溢洪道为浆砌石结构。溢洪道进口底高程为100.60 m，长7.5 m，进口最小宽度为2 m。溢洪道泄槽宽2 m，为一级陡坡。泄槽陡坡水平投影长度为59 m，底坡为1∶24.47，泄槽陡坡出口接自然山坡。为满足大坝的防洪抢险要求，根据工程的总体布置拟在溢洪道（桩号0+013.00～0+017.00）上建造一座交通桥。交通桥采用现浇平板桥，按汽车-10级设计，桥面宽4 m，净跨度为2 m。

4.3 新建进库上坝公路

水库离进村四级公路2.5 km，其中1 km为简便进村道路，晴天可通农用运输车，有1.5 km为田间小路，不能通车。为了便于开展水库防汛抢险工作，现设计沿山边开挖一条路面宽4 m的进库上坝公路，公路全长2 km，路面铺设0.2 m厚的泥结石，路背开通排水沟，以便防汛抢险。

4.4 管理用房

为了便于水库管理，改善防汛值班人员的工作条件，现设计在大坝右端山体建设管理房1间，供贮备防汛物资和管理人员居住，管理房屋面积为15 m2，为砖混结构建筑。

5 加固后的效果

本水库设计灌溉面积约800 hm2（1.2万亩），由于渠道工程老化严重、水库存在较大险情隐患，水库降低水位运行，目前实际灌溉面积约266.67 hm2（0.4万亩）。除险加固项目完成后，水库可恢复正常蓄水，灌区可恢复灌溉面积约300 hm2（0.45万亩），其中水稻约166.67 hm2（0.25万亩），甘蔗约133.33 hm2（0.2万亩）。本水库除险加固项目工程静态总投资为77.25万元，项目实施后，将新增年灌溉效益67.5万元。水库除险加固完成后，社会效益显著：首先，解除了工程存在的险情，确保下游人民群众生命财产的安全；其次，保证了水库蓄水，满足灌区农田和当地人畜饮水的用水需求；再次，有力地保障当地社会的稳定，有效地促进库区经济的发展。

6 结语

通过对大坝进行坝坡加固、溢洪道加固、上坝道路加固等一系列除险加固措施，该水库恢复了防洪、灌溉、供水、养殖等正常使用功能，保障了下游人民生命财产安全，并充分发挥工程灌溉、供水等效益，取得了良好的成效，并发挥了较大的社会效益。

参 考 文 献

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[2]陈理达，罗素芬.堤防工程防渗墙塑性混凝土配合比试验研究[J].广东水利水电，2008（1）.

[3]张发华.我国水电站大坝安全现状[J].大坝与安全，1987

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[责任编辑：陈泽琦]