简述福建省小型水库存在的问题及加固措施

简述福建省小型水库存在的问题及加固措施

郑昱

（福建凯诚建设发展有限公司福建省漳州市363000）

1概述

我国现有水库8.7万多座，数量居世界之首，其中中小型水库8.6万多座，约占水库总数的99%。而我省现有以防洪、灌溉为主的水库2435座，小型占97%，其中土石坝1902座。这些小型水库大部分建于二十世纪的五十至七十年代，受当时经济、技术等条件限制，建设标准低、工程质量差等问题，加上管理粗放、老化失修等原因，工程病险问题十分突出。

2存在的主要问题

1）防洪能力不满足

主要体现在防洪标准低或坝顶高程不够高。很多早期小型水库在建坝时没有进行专业设计，或者边设计、边施工，缺乏暴雨资料，没有进行水文计算，导致洪水标准大部分偏低。另外由于大坝建设年久久远，坝体沉陷使得坝顶高程不满足。还有不少水库泄洪建筑物（小型水库中主要是溢洪道泄洪）的泄洪能力不足，导致坝顶高程不满足规范要求。

2）大坝渗（漏）水问题，渗流稳定不安全。

主要体现在早期小型水库大坝施工时坝基处理大多不彻底，坝体与坝基接触带渗透系数偏大，致使坝基渗漏；受当时条件限制，大坝采用人工填筑、人工夯实，坝体填筑土的压实不均匀、压实度偏低，使得坝体渗透系数偏大，导致大坝高水位情况下浸润线较高，其出逸水力坡降大于允许水力坡降，产生流土管涌；另外还存在绕坝渗流，交叉建筑物结合处的接触渗漏，坝后坡脚出现渗水点、沼泽等问题。由于早期的小型水库基本无观测设施，渗流方面的问题不能及时发现，错过最佳维修时期，存在安全隐患。

3）大坝结构安全不满足要求。

坝体填筑土的压实不均匀、压实度偏低，物理指标没有达到设计要求；大坝形体单薄，坝坡过陡，结构稳定不满足规范要求。另外很多小型水库原设计没有考虑地震荷载作用，所以在地震工况下大坝的安全系数不满足规范要求。

4）溢洪道、输水涵洞等建筑物的安全性差。

小型水库的输水建筑物多数为坝内埋管，主要有砌石结构和混凝土结构，一般均存在不同程度的漏水、老化失修现象。溢洪道多为浆砌石结构，底板、边墙勾缝脱落严重，水沿砌缝渗漏，水流冲刷会对溢洪道地基产生冲蚀破坏。另外某些水库消能防冲设施不完善，无法保证洪水安全下泄。这些都使大坝安全存在隐患。

5）白蚁危害严重。

我省地处南方湿润地区，适合白蚁生长繁殖。水库运行多年，部分坝体内的白蚁洞穴已形成通道严重危害大坝安全。千里之堤毁于蚁穴，蚁患问题不容忽视。

6）其它问题。

许多大坝坝顶和坝坡未进行任何护砌，加上地方偏远管理不到位，坡面杂树杂草丛生，影响管理巡视和发现问题，且受到风浪淘蚀，存在塌坡问题；即便有些大坝在迎水坡设有干砌石护坡，但存在块石间空隙大、块石厚度和粒径较小的问题；输水涵洞处的闸门和启闭设备锈蚀严重，无法正常运行，影响水库蓄水；防汛交通道路不便，没有安全监测设施等。

3除险加固的主要措施

1）对防洪能力不满足的处理。

通过水文计算分析和风浪爬高计算，确定洪水位和坝顶超高，再根据计算的洪水位和坝顶超高选择增加坝顶高程或增大溢洪道泄洪能力。为了不增加坝高，可考虑增设防浪墙来满足防洪要求，但土坝顶高程不得低于最高静水位。另外可通过扩宽和加深溢洪道，加大泄洪能力来保证防洪安全。

2）渗漏隐患问题的处理。

采用河海大学力学研究所编制的《水工结构有限元分析系统（AutoBank）》对各种工况进行流网分析计算，得到单宽渗流量和出逸水力坡降，并通过现场外观观察是否有湿坡和渗水点来判断渗漏稳定情况。坝体发生渗漏时，应遵循“上堵下排”原则进行加固，上游采用铺设土工膜、劈裂灌浆、增设防渗墙等方法，下游采用导渗沟、反滤层导渗等方法。对于坝基渗漏，由于小型水库大坝高度小，坝轴线较短，可采用加固上游粘土防渗铺盖、建造混凝土防渗墙、高压喷射灌浆、灌浆帷幕等方法。另外也可采用充填灌浆或劈裂灌浆处理渗流问题。经过防渗加固后，降低了浸润线，减小了渗流量和出逸水力坡降，提高了大坝的渗透稳定性。以下是漳州云霄县帮塘后水库进行单管高压旋喷防渗墙加固前、后的浸润线及流网图：

图1加固前浸润线及流网图

图2加固后浸润线及流网图3）

3）结构安全不满足要求的处理。

提高大坝的抗滑安全系数，可采用培厚坝体、放缓坝坡、下游坡脚反滤压重等方法来加固。施工时应特别重视新老填土的结合问题，控制填筑质量，以免不均匀沉降引起大坝裂缝。另外可结合大坝防渗加固，降低浸润线来提高坝体的抗滑安全系数。

4）溢洪道、输水涵洞的加固。

小型水库的溢洪道一般为浆砌石结构，局部损坏程度较轻的，可进行局部维修加固，并对砌石结构进行重新勾缝。如有条件可以拆除现状砌石结构，并采用混凝土结构重建。

坝内涵管老化、破裂、漏水是小型水库的常见病。主要可采取以下方法：a、原涵管挖除，重新埋设，主要针对较低的大坝；b、封堵原涵管，隧洞输水；c、原涵管内套管，不适用于原管涵折线布置情况。

5）蚁害处理。

针对白蚁活动采取三个方面措施：a、寻找白蚁路，挖掘白蚁主巢，活捉蚁王，“斩草除根”；b、对坝区投放白蚁药，诱杀白蚁；c、对坝体进行浅孔灌浆，在灌注粘土浆液中加入灭白蚁药物，将原已成形的白蚁路、白蚁穴堵满封闭。

6）其它问题处理。

清理坝坡杂树、杂草并进行护砌；更换闸门及启闭设备；尽量完善观测设施；修缮上坝的防汛道路。

4结语

小型水库带病带险运行，严重威胁着下游人民生命和财产安全。为了充分利用水资源，保障下游防洪安全，保障工程的灌溉效益，确保水库的良性运营，更好的为社会经济提供服务，对水库进行除险加固是十分必要的。

参考文献：

[1]中水北方勘测设计研究有限责任公司主编•小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范SL274-2013•北京：中国水利水电出版社，2013

[2]叶舟主编•水库安全管理•北京：中国水利水电出版社，2012