淺析我縣病險(xiǎn)水庫的病害分類及幾種除險(xiǎn)加固方法的技術(shù)分析

蔣艷梅

摘要：本文針對(duì)我縣病險(xiǎn)水庫的病害原因分類和土石壩水庫除險(xiǎn)加固的幾點(diǎn)建議和在施工過程中對(duì)有關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：病害 加固

中圖分類號(hào)：TV2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（b）-0036-01

背景：青龍滿族自治縣位于燕山山脈東段，明長城北側(cè)。境內(nèi)山巒起伏、溝壑縱橫，主要河流有10條，水資源總量10.50億立方米，全縣共有水庫18座。由于這些水庫大部分修建于20世紀(jì)50年代至80年代，限于當(dāng)時(shí)的歷史條件和由于當(dāng)時(shí)水庫設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理中存在的問題，部分水庫達(dá)不到國家規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)，而且隨著水庫運(yùn)行時(shí)間延長，水庫設(shè)施和各種設(shè)備不斷老化，有些水庫工程存在較嚴(yán)重的質(zhì)量問題，水庫不能正常運(yùn)行。“汛期不敢蓄水，汛后無水可蓄”，使水庫不得不低水位運(yùn)行，達(dá)不到調(diào)蓄水的目的，嚴(yán)重影響水庫工程效益的發(fā)揮。鑒于上述狀況，對(duì)這些病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固也是勢在必行。

1 病險(xiǎn)水庫大壩常見病害及垮壩原因

我國水庫存在的主要問題很多，且類型復(fù)雜，主要有以下幾個(gè)方面。

（1）防洪標(biāo)準(zhǔn)低：即大壩壩頂高程或泄水建筑物能力不足。

（2）大壩穩(wěn)定性差：主要表現(xiàn)在土壩管涌、流土、接觸沖刷等；漿砌石壩出現(xiàn)溶濾破壞。

（3）壩體、壩基、壩肩滲漏嚴(yán)重：主要是壩體裂縫以及抗滑穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求。

（4）輸、放水及泄洪建筑物老化、失修較為嚴(yán)重：主要是滲流穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求。

（5）金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)：金屬結(jié)構(gòu)與機(jī)電設(shè)備超過報(bào)廢折舊年限，無備用電源，無法正常可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響水庫安全。

（6）管理設(shè)施、觀測設(shè)備不完善：管理隊(duì)伍自身的技術(shù)原因及管理設(shè)備的老化得不到更新，致使多大壩的監(jiān)測和管理不到位。

（7）抗震標(biāo)準(zhǔn)低：大壩抗震穩(wěn)定安全系數(shù)低于現(xiàn)行規(guī)范或存在地震液化可能性。

（8）另外，水庫淤積、山體滑坡、軟基、蟻害等也是不容忽視的問題。

垮壩是病險(xiǎn)水庫最常見的危險(xiǎn)方式之一，具體表現(xiàn)在：漫頂導(dǎo)致垮壩、滲流破壞導(dǎo)致垮壩、結(jié)構(gòu)破壞、溢洪道破壞、壩下埋管等其他方面。

2 我縣病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固中存在的問題

病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固中存在的問題很多，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）水文基礎(chǔ)資料不全。

（2）大壩病險(xiǎn)問題診斷技術(shù)、方法、經(jīng)驗(yàn)缺乏

（3）設(shè)計(jì)方案選擇不合理。

（4）技術(shù)方案不可行。

（5）施工方法、工藝選擇及工期安排不當(dāng)。

（6）施工隊(duì)伍的自身建設(shè)不足。

3 病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固建議

（1）采取多層次、多渠道融資的辦法，為病險(xiǎn)水庫加固提供資金保證。

病險(xiǎn)水庫的加固工程應(yīng)以公共投入為主，其投資大、周期長、社會(huì)效益顯著。各級(jí)政府都應(yīng)按照分級(jí)管理、分級(jí)負(fù)責(zé)的原則來建立專項(xiàng)治理資金。在防汛責(zé)任制的落實(shí)下，可通過股份合作、承包、拍賣、租憑等方面來籌集治理資金。

（2）強(qiáng)化病險(xiǎn)水庫加固的前期工作，為搞好病險(xiǎn)庫加固夯實(shí)基礎(chǔ)。

①在前期病險(xiǎn)水庫加固工作開始時(shí)，要做好水庫大壩安全鑒定工作，管理部門應(yīng)該組織資深專家在施工、設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理等方面，對(duì)水庫存在的各種隱患進(jìn)行全面的查找，對(duì)水庫大壩的病害類別進(jìn)行鑒定，提出有針對(duì)性又有科學(xué)性的加固建議和措施。

②對(duì)病險(xiǎn)水庫存在的嚴(yán)重隱患，管理部門應(yīng)委托具有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行勘查。病險(xiǎn)水庫有些隱患的隱蔽性很強(qiáng)，由于沒有及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理，致使雖經(jīng)多次處理還是未達(dá)到除險(xiǎn)的目的。這就需要具有相應(yīng)資質(zhì)和能力的專業(yè)機(jī)構(gòu)來對(duì)這些隱患進(jìn)行專題調(diào)研，找到隱患部位進(jìn)行探討，找出原因并分析隱患的危害后果，提出有效的處理措施。

③除險(xiǎn)加固應(yīng)與增容和恢復(fù)庫容同時(shí)考慮，許多病險(xiǎn)水庫因存在安全隱患，汛期只能降低水位運(yùn)行，調(diào)蓄能力大減；有些險(xiǎn)庫淤積嚴(yán)重，直接影響其效益的進(jìn)一步發(fā)揮；有些險(xiǎn)庫，只要采取一些投資不大的工程措施，就可新增部分庫容。在水庫的病險(xiǎn)得到有效排除的前提下，增容和恢復(fù)庫容是提高水庫自身經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

④除險(xiǎn)加固前要進(jìn)行效益分析，水庫除險(xiǎn)加固目的有兩個(gè)：即增加水庫的安全性和進(jìn)一步挖掘水庫自身潛力。因此，其效益主要有社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。防洪效益主要體現(xiàn)在加固后防洪標(biāo)準(zhǔn)的提高。經(jīng)濟(jì)效益分析包括初估增加的蓄水量以及由此而增加的防洪、灌溉、供水、發(fā)電等效益。同時(shí)還要進(jìn)行費(fèi)用估算和經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)分析。

4 小型土石壩除險(xiǎn)加固技術(shù)分析

4.1土石壩壩坡滑動(dòng)破壞加固技術(shù)

土石壩壩坡在重力和其他作用力作用下都有向下和向外移動(dòng)的走勢。如果壩坡內(nèi)巖土的抗剪強(qiáng)度能夠抵抗住這種走勢，則此壩坡是穩(wěn)定的，否則就會(huì)失穩(wěn)而發(fā)生滑坡?；瑒?dòng)力與抗滑力取決于庫水和雨水入滲、施工方法、施工速度、地震等外部條件所引起的壩體或壩基內(nèi)孔隙水壓力及筑壩土料的性質(zhì)，包括與孔隙水壓力有關(guān)的抗剪強(qiáng)度。具體可采用境地壩體侵潤線、加強(qiáng)排水、放緩壩坡、減載與肖坡相結(jié)合、固腳和壩腳蓋重等措施。

4.2土石壩壩體裂縫病害處理

（1）設(shè)置保護(hù)層，可設(shè)置塊石、碎石、砂性土、混凝土等材料的護(hù)坡與壩頂保護(hù)層，保護(hù)層的厚度應(yīng)大于凍土深度。（2）開挖回填，將裂縫全部挖空然后用與周圍介質(zhì)相同的材料回填壓實(shí)。（3）填充灌漿，壩體灌漿的方法可分為充填式和劈裂式兩種。當(dāng)裂縫深度較大時(shí)，可對(duì)淺層裂縫進(jìn)行開挖回填處理，深層采用充填灌漿處理。對(duì)深層隱蔽裂縫，可采用劈裂灌漿，主要適用于斷面寬大的均質(zhì)壩和寬心墻壩。

4.3壩體和壩基的密實(shí)加固技術(shù)

土石壩的最大隱患是壩體填筑質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，以及對(duì)軟弱壩基處理不當(dāng)，因此提高壩體和壩基密度是消除病險(xiǎn)庫的首要課題。提高壩體和壩基密度更是興建土石壩的關(guān)鍵技術(shù)之一。加固方法可分為置換法、加密法和重壓法。置換法是將砂土挖去，重新填置石渣料等性能較好材料；加密法是采用振沖、振動(dòng)碾壓、強(qiáng)夯、爆炸震密等方法，提高砂土的密實(shí)程度；重壓法是在砂土表面加壓重，提高砂土的有效應(yīng)力。對(duì)于新建壩，壩體與壩基的密度一定要進(jìn)行嚴(yán)格的論證，精心設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)施工加固方案，精心施工。對(duì)于壩體密度主要控制填筑質(zhì)量，包括壩料的選擇，碾壓試驗(yàn)，碾壓方法及碾壓施工各項(xiàng)參數(shù)等，均應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行，以確保壩體填筑質(zhì)量。

4.4土工合成材料加固技術(shù)

隨著高分子化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，自20世紀(jì)以來，相繼出現(xiàn)了各種不同的合成纖維。由于合成纖維比人造纖維具有優(yōu)越的性能，逐漸被人們所接受，實(shí)踐也表明土工合成材料是一種理想的新穎工程材料。其中主要產(chǎn)品及其主要應(yīng)用功能為：（1）土工織物為應(yīng)用于巖土和土木工程所有合成纖維或天然纖維制成的透水的織物，主要作用為排水、過濾、隔離、加筋、侵蝕控制和防護(hù)等；（2）土工格柵為受張力元件連接成規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其開孔面積遠(yuǎn)大于張力元件，應(yīng)用于加筋；（3）土工網(wǎng)為重疊肋所連結(jié)成規(guī)則致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于液體和氣體的輸送；（4）土工復(fù)合材料為用兩種以上土工合成材料經(jīng)人工組合的復(fù)合體，用于排水、截水及加筋等。

5 結(jié)語

水利工程是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、公益性的重要工程，土石壩水庫的除險(xiǎn)加固工程是關(guān)系到人民財(cái)產(chǎn)和生命安全，所以我們國家政府和水行政主管部門要高度重視，積極爭取資金，給百姓造福，給社會(huì)增添效益。