淺談蕭縣小型病險(xiǎn)水庫加固處理措施

路偉亭

一、概述

安徽省蕭縣共有小型水庫29座，壩體結(jié)構(gòu)均為土石壩，這些水庫不僅在防洪、澆灌等方面發(fā)揮了效益，也為促進(jìn)縣域國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活水平、保障社會(huì)穩(wěn)定、改善生態(tài)環(huán)境做出了巨大貢獻(xiàn)。然而這些水庫大部分興建于二十世紀(jì)五六十年代，屬于典型的“三邊工程”，運(yùn)行多年，缺乏正常維修，又處于工程老化時(shí)期，大多數(shù)小型水庫都存在大壩壩體單薄，坡比陡，壩基、壩肩滲漏，壩頂高程低，水庫放水涵洞和溢洪道年久失修，不能正常運(yùn)用，有水不敢蓄等問題，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及早采取除險(xiǎn)加固措施，無法確保水庫安全度汛，正常蓄水，發(fā)揮其應(yīng)有的防洪社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，嚴(yán)重威脅水庫下游廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

1.水文氣象及暴雨特征

蕭縣地處暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，冬季干冷，夏季多雨，四季分明，日照充足。庫區(qū)多年平均降雨量927.1mm，年最大降雨量1352.3mm（1963年），年最小降雨量506.4mm（1988年），年最大、最小降雨量相差2.67倍。降水不僅年際變化顯著，而且年內(nèi)分布不均。冬季受西伯利亞高壓控制，氣候寒冷，雨雪稀少；春季北方高壓勢力逐漸衰退，太平洋副熱帶高壓逐漸加強(qiáng)，氣溫回升快，雨水增多；夏季受太平洋副熱帶高壓控制，炎熱多雨，雨量集中，強(qiáng)度大，易造成洪澇災(zāi)害；秋季太平洋副熱帶高壓衰退，北方冷高壓增強(qiáng)，氣溫降低，雨水減少，常有秋旱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)?shù)亟涤炅?8.6%集中于夏季，秋季占17.9%，冬春季占23.5%。庫區(qū)平均氣溫14.3℃，無霜期210d左右。庫區(qū)上空10m處多年平均最大風(fēng)速18m/s。

本流域?qū)儆诨幢鄙角饏^(qū)，暴雨發(fā)生較頻繁，多由梅雨鋒、臺(tái)風(fēng)及冷風(fēng)低槽、低渦切變等天氣系統(tǒng)組成，多發(fā)生在夏季6～9月，降雨集中，降水量大，極易引起洪澇災(zāi)害。

流域內(nèi)洪水主要由暴雨形成，洪水發(fā)生時(shí)間與暴雨發(fā)生時(shí)間基本一致。由于地處山區(qū)，流域坡降大，河槽調(diào)蓄能力小，降雨匯集迅速，洪水過程具有典型的山區(qū)性河流特點(diǎn)，陡漲陡落。

2.設(shè)計(jì)洪水

蕭縣多數(shù)小型水庫流域較小，缺少實(shí)測降雨資料，本身也沒有長系列水位測量記錄。因此，設(shè)計(jì)洪水計(jì)算根據(jù)安徽省水利勘測設(shè)計(jì)院1984年5月編制的《安徽省暴雨參數(shù)等值線圖、山丘區(qū)產(chǎn)匯流分析成果和山丘區(qū)中、小面積設(shè)計(jì)洪水計(jì)算辦法》（以下簡稱《1984年辦法》）進(jìn)行。

根據(jù)《1984年辦法》中附圖1～4查得蕭縣年最大24h、1h點(diǎn)雨量均值分別為 110mm、50mm，年最大 24h、1h點(diǎn)雨量變差系數(shù)分別為0.55、0.50。

根據(jù)小型水庫流域基本特征參數(shù)和雨量參數(shù)，按照《1984年辦法》計(jì)算出水庫各頻率下洪水過程。

三、小型病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固措施

小型病險(xiǎn)水庫存在的主要問題，一是防洪標(biāo)準(zhǔn)低；二是工程質(zhì)量存在嚴(yán)重問題。除險(xiǎn)加固措施有多種，根據(jù)每個(gè)小型水庫的實(shí)際情況，分別采取切合實(shí)際的除險(xiǎn)加固措施。現(xiàn)針對小型水庫存在的主要問題，介紹一些工程中經(jīng)常采用的典型的措施方法。

1.提高工程防洪標(biāo)準(zhǔn)工程措施

為了提高工程防洪標(biāo)準(zhǔn)，從除險(xiǎn)加固工程措施來看，主要是：適當(dāng)加高大壩，增加調(diào)蓄能力；增大泄洪設(shè)施，增加泄量；適當(dāng)加高大壩與加大泄洪設(shè)施并舉。究竟采取哪一項(xiàng)措施，應(yīng)結(jié)合工程具體情況，分別對待，滿足工程防洪標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)合理。

2.關(guān)于工程質(zhì)量問題的處理措施

（1）滲漏處理

壩基滲漏的根本原因是設(shè)計(jì)和施工時(shí)沒有采取有效的防滲措施或壩基處理不徹底。一般處理滲漏的基本原則是“上堵下排，以排為主”。上堵的措施有垂直防滲和水平防滲。垂直防滲有混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿防滲、劈裂灌漿防滲、回填粘土防滲、土工合成材料防滲、射水造孔混凝土防滲等。水平防滲有粘土鋪蓋等。下排可在壩體背水坡腳附近開挖導(dǎo)滲溝、減壓井和蓋重壓滲等。垂直防滲處理可以比較徹底的解決壩基和壩身滲漏問題，水平防滲結(jié)合下游排水減壓導(dǎo)滲，雖然可以做到壩基滲透穩(wěn)定，但仍有一定滲漏水量的損失。

（2）裂縫的處理

裂縫對土壩危害較大，特別是貫穿壩體的橫向裂縫和水平裂縫以及滑坡裂縫。對非滑動(dòng)性裂縫的處理，多采用開挖回填的辦法。如裂縫寬度不大，深度在1m以內(nèi)，且已穩(wěn)定，一般可用干細(xì)的砂壤土，從縫口灌入，再用竹條木棍搗實(shí)，比較重要的小型水庫最好挖槽到裂縫深度以下0.3m，然后回填夯實(shí)，處理工作可分段進(jìn)行，同時(shí)注意新老土的結(jié)合；如裂縫較寬，裂深在5m之內(nèi)，裂縫已停止發(fā)展，一般都應(yīng)開挖后網(wǎng)填，開挖時(shí)采用梯形斷面，或開挖成臺(tái)階形的坑槽，在回填時(shí)削去臺(tái)階，保持梯形斷面，便于回填的土料和原壩體緊密結(jié)合。

（3）滑坡的處理

如壩基有軟弱夾層、軟粘土層或壩體填筑時(shí)選用土料不當(dāng)、碾壓不實(shí)，壩坡太陡或背水坡浸潤線出溢點(diǎn)因排水失靈而提高，以及運(yùn)行中的水位驟降和地震、暴雨等影響都可能引起滑坡。對已經(jīng)發(fā)生滑坡的壩面，其處理原則主要是上部減載、下部壓重。

①壩基良好，滑坡出現(xiàn)在基礎(chǔ)面以上的下游面，坡面局部坍滑，可以適當(dāng)降低水庫蓄水位，并采取導(dǎo)滲排水措施，待滑動(dòng)部分的土料失水固結(jié)以后，再清除已松動(dòng)的土體，然后用透水性強(qiáng)的土料自下而上修復(fù)，必要時(shí)可適當(dāng)放緩壩坡或在壩腳用透水材料做撐臺(tái)。

②由于壩基有淤泥夾層或濕陷性黃土層而引起的滑坡，可先在壩腳外一定距離修筑一道拋石固腳的防滑齒墻，并適當(dāng)高出地基面，然后在壩腳與齒墻間回填透水土料或堆石，做成壓重平臺(tái)，平臺(tái)與齒墻間應(yīng)做好反濾層。

（4）土壩白蟻的滅治與蟻穴的處理

在大壩上一旦發(fā)現(xiàn)白蟻，往往大壩已遭到破壞。因此，在蟻害嚴(yán)重的地區(qū)，防治白蟻應(yīng)當(dāng)貫徹“防重于治，防治結(jié)合，綜合治理”的方針。

①壓煙滅治法：對于土棲白蟻的大型蟻巢，常用壓煙法來滅治。這種方法簡單易行，效果好。原理是利用煙劑燃燒時(shí)急劇產(chǎn)生的膨脹壓力把藥煙自動(dòng)壓入蟻巢毒殺蟻群。白蟻毒殺后，壩體內(nèi)留有空隙和通道，還應(yīng)剖巢再回填土來堵塞蟻道蟻巢的空隙。因此，壓煙時(shí)要注意觀察面上的冒煙情況，在活動(dòng)期的白蟻巢頂常有小通道及氣孔，煙入蟻巢經(jīng)各道孔噴出地表，密集處就是巢頂。在白蟻活動(dòng)期間壓煙滅蟻，應(yīng)盡量在距蟻巢較近的道口壓煙，便于破巢回填。

②灌漿滅蟻法：把滅治白蟻和堵塞蟻道結(jié)合起來，把帶藥劑的泥漿用灌漿機(jī)從鉆孔中壓入蟻巢、蟻道，殺死白蟻，同時(shí)也堵塞了洞穴。這一方法的優(yōu)點(diǎn)可代替人工開挖填塞蟻道、蟻穴，避免破壞壩的原來結(jié)構(gòu)，能常年施工，不受季節(jié)影響，并可結(jié)合壓密壩體孔隙。缺點(diǎn)是不易達(dá)到全殲白蟻的目的，同時(shí)要防止污染水源，以免對地下飲用水造成不利影響。

③人工開挖滅蟻：通過觀察檢查，探得蟻道和巢位后，用人工開挖追殺，然后把蟻巢分層填土夯實(shí)。這種方法的缺點(diǎn)是：開挖量大，費(fèi)工多，還有相當(dāng)部分的蟻道挖不到，可能因處理不徹底而留下隱患；破壞了大壩原有結(jié)構(gòu)，如回填夯實(shí)不好，也會(huì)增加大壩不安全因素；汛期不宜施工。

四、結(jié)語

小型水庫除險(xiǎn)加固工程實(shí)施后，能夠確保水庫安全度汛，正常蓄水，發(fā)揮其應(yīng)有的防洪社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，大大保證了水庫下游廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，對于發(fā)展農(nóng)村水利和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有積極的意義■