淺談小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固防滲處理措施

永勝縣水務(wù)局 云南省麗江市 永勝縣 674200

摘要：永勝縣是一個(gè)典型的農(nóng)業(yè)縣，水庫(kù)較多，共有大、中、小型水庫(kù)52座，其中中型水庫(kù)有3座，?。ㄒ唬┬退畮?kù)15座，?。ǘ┬退畮?kù)34座。小型水庫(kù)對(duì)保障我縣農(nóng)業(yè)灌溉、人畜飲水和防洪等方面發(fā)揮了重要的作用，但是我縣的小型水庫(kù)大多數(shù)是二十世紀(jì)六七十年代群眾運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，屬于典型的“三邊工程”，又經(jīng)過(guò)幾十年的長(zhǎng)期運(yùn)行，大都存在著設(shè)施簡(jiǎn)陋、工程老化、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱等突出問(wèn)題，形成了數(shù)量眾多的病險(xiǎn)水庫(kù)，難以發(fā)揮其興利效益，而且嚴(yán)重威脅了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文主要針對(duì)小型病險(xiǎn)水庫(kù)的問(wèn)題和解決措施，提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：小型水庫(kù)；病險(xiǎn)水庫(kù)；除險(xiǎn)加固防滲

我縣的大部分小型水庫(kù)都是建于20世紀(jì)50—70年代，是二十世紀(jì)六七十年代群眾運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，屬于典型的“三邊工程”，又經(jīng)過(guò)幾十年的長(zhǎng)期運(yùn)行，大多數(shù)小型水庫(kù)都存在大壩壩體、壩基、壩肩漏水；水庫(kù)放水洞和溢洪道年久失修，不能正常運(yùn)用，有水不敢蓄的問(wèn)題，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及早采取除險(xiǎn)加固措施，就會(huì)極大地限制永勝縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，尤其對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的制約更為明顯。而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水庫(kù)周圍的環(huán)境、人口都發(fā)生了很大的變化，一旦水庫(kù)發(fā)生問(wèn)題，會(huì)造成嚴(yán)重的損失。如今小型病險(xiǎn)水庫(kù)管理明顯成為水利工程中的薄弱環(huán)節(jié)，因此對(duì)小型病險(xiǎn)水庫(kù)的分析和加固是非常有必要的。

一、小型病險(xiǎn)水庫(kù)存在的問(wèn)題

（一）大壩的滲漏情況嚴(yán)重

大壩滲漏一般分為三種類型：壩基滲漏、壩體滲漏、繞壩滲漏。

1、壩基滲漏。壩基滲漏的主要原因是巖土縫隙松散、夾層破碎、巖溶洞穴、斷層軟弱造成的，水庫(kù)中的水流通過(guò)薄弱地帶侵蝕壩基，導(dǎo)致出現(xiàn)滲透破壞的現(xiàn)象，給大壩帶來(lái)了安全隱患。

2、壩體滲漏。在重力和其它原因影響下，壩體會(huì)出現(xiàn)裂縫，開辟水流滲漏道路，而且壩體結(jié)構(gòu)面的維修不到位也會(huì)發(fā)生大面積滲漏情況[1]。

3、繞壩滲漏。水流繞過(guò)壩體在基巖和壩肩結(jié)合處發(fā)生滲漏，同樣在壩體的破碎帶和風(fēng)化層都有可能發(fā)生滲漏，降低了壩體安全質(zhì)量，危害到下游人們安全。

但這三種滲漏情況并不是單一存在的，工程建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，影響因素較多。由于當(dāng)時(shí)的工程建設(shè)條件所限，許多水庫(kù)都同時(shí)存在著以上二種和三種滲漏問(wèn)題。

永勝縣小型水庫(kù)大壩滲漏的原因主要是：大壩上、下游壩坡未設(shè)置護(hù)坡，加之受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件的限制和影響，大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，基礎(chǔ)清基不徹底，壩體碾壓以人工夯實(shí)為主，壓實(shí)度低，年久失修，工程老化，使?jié)B漏情況日益嚴(yán)重，許多水庫(kù)無(wú)法正常蓄水。

（二）抗洪、抗震性能差

小型水庫(kù)建設(shè)由于受到當(dāng)時(shí)施工技術(shù)的限制，在設(shè)計(jì)時(shí)防洪標(biāo)準(zhǔn)低，致使水庫(kù)的抗洪能力差，小型病險(xiǎn)水庫(kù)大都不符合國(guó)家的防洪標(biāo)準(zhǔn)[2]。地震、泥石流等自然因素會(huì)造成水庫(kù)的坍塌變形，埋下安全隱患，在水庫(kù)修建時(shí)采用的抗震標(biāo)準(zhǔn)按照現(xiàn)在的地震烈度分析，大部分都低于抗震標(biāo)準(zhǔn)。而永勝縣的小型水庫(kù)所在區(qū)域在大地構(gòu)造上屬青藏～印尼巨型“歹”字型構(gòu)造體系和經(jīng)向構(gòu)造體系及華夏系構(gòu)造的復(fù)合部位，應(yīng)力相對(duì)集中，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主要發(fā)育SN向褶皺及斷裂構(gòu)造，且多為壓扭性斷裂。自新生代以來(lái)，區(qū)域地殼活動(dòng)強(qiáng)烈，在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響下，地震比較頻繁。1992年12月18日至22日，2001年10月27日，永勝縣境內(nèi)發(fā)生5.4級(jí)、5.1級(jí)和5.7級(jí)三次中強(qiáng)地震（地震烈度為VII度），表明區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差，地震對(duì)水庫(kù)大壩的安全運(yùn)行影響較嚴(yán)重。

（三）大壩安全穩(wěn)定性差

因?yàn)槿狈Υ髩螜z測(cè)儀，大壩管理和質(zhì)量評(píng)估只能依靠運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)和肉眼進(jìn)行觀察分析，在日常的維護(hù)中很難發(fā)現(xiàn)大壩內(nèi)部的斷面問(wèn)題，長(zhǎng)期積累下去，就會(huì)造成壩體壩坡出現(xiàn)裂縫，穩(wěn)定性下降的問(wèn)題。加之天長(zhǎng)日久的水流沖刷、蟲害、沼澤化迫害，致使大壩的安全穩(wěn)定性差[3]。

（四）機(jī)電設(shè)備老化

水庫(kù)中的機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，已經(jīng)超出了使用年限，出現(xiàn)腐蝕、老化、絕緣現(xiàn)象，大量的設(shè)備已經(jīng)停止生產(chǎn)，難以實(shí)行維護(hù)檢修。資金不足無(wú)法及時(shí)更新設(shè)備，使水庫(kù)的防洪閥門不能正常使用，遺留下安全問(wèn)題。

二、小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固防滲的必要性

第一，除險(xiǎn)加固防滲是工程安全運(yùn)行的需要。滲漏問(wèn)題無(wú)論是從水量還是危害都是從小發(fā)展到大的，由于長(zhǎng)期滲漏大壩會(huì)產(chǎn)生滲透變形，發(fā)生流土、管涌等，甚至?xí)l(fā)生潰壩，一旦水庫(kù)潰壩失事，將給下游人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)較大的災(zāi)難，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

第二，除險(xiǎn)加固防滲是使用水源的需要。我縣的許多小型水庫(kù)由于滲漏嚴(yán)重?zé)o法正常蓄水，下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水無(wú)法保證，洪水季節(jié)起不到調(diào)洪的作用，大壩自身的安全也讓人擔(dān)心。比如我縣的康家河水庫(kù)，是當(dāng)年定向爆破修筑的，建成后一直漏水嚴(yán)重，雖然上游來(lái)水大但還是蓄不起多少水，下游生產(chǎn)用水不足，而且前壩坡滲透變形嚴(yán)重，一到雨季防汛壓力加大。直到2010年除險(xiǎn)加固完成后水庫(kù)才能正常蓄水。

第三，水庫(kù)除險(xiǎn)加固防滲能開辟多種經(jīng)營(yíng)道路。小型病險(xiǎn)水庫(kù)多數(shù)位于鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)附近，在對(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固后，可以提高水上養(yǎng)殖的面積，改善當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，豐富的水源能為當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇，給人們提供了度假休閑的場(chǎng)所。比如我縣的翠湖龍?zhí)端畮?kù)，位于三川鎮(zhèn)的“千畝荷塘”之首，于2014年除險(xiǎn)加固后，整個(gè)水庫(kù)面貌一新，引得游人駐足拍照。

三、小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固防滲措施

小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固防滲處理的根本目的就是堵水，防滲措施主要有：帷幕灌漿、充填灌漿、防滲墻、鋪設(shè)土工膜等。

（一）帷幕灌漿

大壩壩基帷幕灌漿措施主要是針對(duì)壩基滲漏嚴(yán)重的情況，對(duì)大壩壩基進(jìn)行帷幕灌漿防滲。我縣的大部份水庫(kù)都存在壩基滲漏的問(wèn)題，嚴(yán)重影響水庫(kù)正常蓄水，在浪水坪水庫(kù)、苦蕎坪水庫(kù)、東瓜坪水庫(kù)、銅廠河水庫(kù)等幾座?。ㄒ唬┬退畮?kù)實(shí)施壩基帷幕灌漿后，效果較好?，F(xiàn)就苦蕎坪水庫(kù)的具體措施介紹如下：

苦蕎坪水庫(kù)屬小（一）型水庫(kù)。壩型為均質(zhì)土壩。該水庫(kù)是七十年代群眾運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，水庫(kù)興建時(shí)由于受當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件的限制，沒有對(duì)壩基及壩肩地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，大壩施工時(shí)清基不徹底，壩體直接坐落在強(qiáng)風(fēng)化的中厚層狀泥巖、砂巖上，巖層傾角較緩，傾角僅為15°；左壩肩岸坡較陡，出露侏羅系中統(tǒng)張河組（J2z）中厚層狀泥巖、砂巖地層，中等～強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整性一般；右壩肩岸坡平緩，出露地層為侏羅系中統(tǒng)張河組（J2z）紫紅色中厚層狀泥巖、砂巖互層，中等～強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整性一般。壩基和兩壩肩均存在中等透水層，壩基和兩壩肩存在滲漏問(wèn)題，因此需對(duì)壩基和兩壩肩進(jìn)行防滲加固處理。

采用帷幕灌漿對(duì)壩基及兩壩肩進(jìn)行防滲處理，帷幕灌漿孔布置在加固后壩軸線上游2.0m，初擬孔距為1.5m，單排布置。壩基段頂界為2465.00m，底界以進(jìn)入基巖透水率小于10lu5m控制。左岸灌漿邊界其下以進(jìn)入基巖透水率小于10lu5m控制，再根據(jù)地下水位線與水庫(kù)正常水位線交點(diǎn)確定左壩肩帷幕灌漿邊界，經(jīng)分析，帷幕向左岸延伸64m。右岸邊界以地下水位線與水庫(kù)正常水位線交點(diǎn)確定，并考慮進(jìn)入基巖透水率小于10lu控制帷幕灌漿邊界，經(jīng)分析，帷幕向左岸延伸16.82m。帷幕灌漿單排布置孔距確定為1.5m能滿足要求，灌漿材料采用普通42.5Mpa硅酸鹽水泥，各灌漿設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)灌漿試驗(yàn)確定和調(diào)整。

灌漿分段：第一段為基巖面以下2m，第二段3m，第三段以下為5m。射漿管距離孔底不得大于0.5m。

施工程序：分三序進(jìn)行，按Ⅰ序孔→Ⅱ序孔Ⅲ序孔→檢查孔的次序施工。

施工方法：灌漿采用150型地質(zhì)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)垂直鉆孔，鉆孔過(guò)程中鉆孔孔斜要控制在0.5～1%以內(nèi)。采用自上而下分段循環(huán)灌漿法施工，灌漿泵灌漿，灌漿自動(dòng)記錄儀與之配套使用。鉆孔結(jié)束后，帷幕灌漿要求進(jìn)行壓水試驗(yàn)。

（二）充填灌漿

大壩壩體充填灌漿防滲措施主要是針對(duì)壩體滲漏嚴(yán)重的情況，對(duì)大壩進(jìn)行灌漿防滲。我縣的小（一）型水庫(kù)白草坪水庫(kù)對(duì)壩體采取了充填灌漿防滲措施，具體措施如下：

充填式灌漿是利用漿液自重將漿液注入壩體隱患處，以堵塞洞穴和裂縫。灌漿孔一般布置隱患處或附近，按多排梅花形布孔，終孔距離可為1～2米。造孔深度應(yīng)超過(guò)隱患1～2米。注漿管上端孔口壓力應(yīng)小于4.9×104pa（0.5kgf/c m2）對(duì)漿液和漿料的物理力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)要求。每米孔深每次灌漿量可為0.3～0.5 m3。已知洞穴很大，可適當(dāng)增加灌漿量和提高漿液稠度。施工工序分為四個(gè)階段：（1）造孔；（2）制漿；（3）灌漿；（4）封孔。灌漿的方法為：先灌上游排孔，再灌下游排孔，后灌中間排孔。充填式灌漿應(yīng)采用分段灌注方法，由下至上，下套管分段灌注，段長(zhǎng)可5～10m為。灌漿開始先用稀漿，經(jīng)過(guò)3～5min后再加大泥漿稠度。若孔口壓力下