武义县小型水库病害原因分析及除险加固措施

武义县小型水库病害原因分析及除险加固措施

郑仙光

武义县东垅水库管理所浙江武义321200

摘要：针对武义县小型水库运行管理中存在的主要问题作了介绍，并对其原因进行了分析,并对水库存在的安全隐患采取了相应的处理措施，以期对类似工程起到一定的参考作用。

关键词：水库；存在问题；除险加固；处理措施

1水库安全存在主要问题及原因

武义县现有蓄水1万m3以上水库山塘723座，其中：中型水库3座，小(1)型水库18座，小(2)型水库97座。武义县目前已建的小型水库工程，绝大多数为土石坝，而且多数修建于20世纪5O~70年代，由于受当时客观条件的限制，很多水库在修建时没有按照基本建设程序进行建设，由当地社队组织施工，施工质量难以控制，导致水库存在安全隐患。

1.1工程防洪标准低

据2003年以来组织的小型水库大坝安全技术认定，防洪标准没有达标的小(1)型水库有4座，小(2)型水库有25座，占小型水库总数的25.2％。小型水库防洪未达标的主要原因：一是当时防洪设计规范要求不一致，特别是早期建成的小(2)型水库，防洪标准偏低；二是小型水库缺少必要的暴雨、洪水资料，所依据的资料不够完善。武义县小型水库水文计算一般利用浙江省水文手册或图集，随着时间的推移，暴雨资料系列不断增长，暴雨资料不断更新；三是水库溢洪道泄流断面在施工中往往开挖不到位，泄洪能力不足；四是管理不到位，在溢洪道进口临时加高、溢洪道淤积、设置鱼网等造成断面不足。

1.2工程建设不配套、施工质量差

武义县已建土石坝工程，由于规划、勘测、设计不到位和施工过程中质量控制不严，造成很多水库在运行过程中出现病害。土石坝工程常见的病害有坝体裂缝、渗透变形、坝体滑坡、坝体渗漏。这些都对水库大坝安全带来了很多安全隐患。

1.2.1存在渗漏现象

根据检查发现，武义县的小型水库普遍存在渗漏现象，渗漏部位主要是坝体、坝基及坝肩。据统计存在坝体(包括坝基、坝肩)渗漏的小(1)型水库有12座、小(2)型水库有48座，占总数的52.2％。坝下涵管管壁存在接触渗漏的小(1)型水库有2座、小(2)型水库有7座，占总数的7.8％。大坝渗漏的主要原因：坝体填筑质量和防渗体土料质量差、分层施工结合面处理不当、未能按规范施工等原因造成坝体渗漏；基础未经很好处理甚至连透水层都未挖除、大坝防渗体与山坡接头处理不到位、强风化的山坡未经处理等造成严重的坝基渗漏和坝肩绕渗。

武义县早期建成的小型水库特别是小(2)型水库输水建筑物均为坝下埋涵管，主要存在的问题有：管身破裂、沉降变形；分级卧管渗漏、破坏。水库坝下涵管一般较好的为素混凝土管，甚至为砖砌涵洞、炼瓦管，经过几十年的运行，老化、破损严重，造成坝下涵管破裂、渗漏。

1.2.2结构不安全

武义县小型水库大坝坝体结构稳定问题主要表现在以下几个方面：一是坝坡过陡，抗滑稳定不足；二是坝坡未护砌，迎水坡风浪冲刷严重，上部坍塌；三是坝下涵管结构不安全；四是溢洪道挡墙不稳定、岸坡坍塌，或是溢洪道布置、设计不合理，冲刷大坝坝脚，构成对大坝稳定安全的威胁；五是部分建筑结构存在安全隐患。据统计，大坝结构不稳定的水库有12座、坝下涵管结构不安全的有35座，内坡冲刷的有52座。

1.2.3溢洪道存在问题

武义县小型水库溢洪道存在主要问题有：岸墙与底板护砌质量差、破坏严重，影响正常泄洪；有的高边坡未经加固，存在滑坡的安全隐患；有的缺少泄洪渠或断面不足，消能设施不配套，造成两岸冲刷，或引起坝脚滑坡，对大坝构成危害；有的溢流堰和导墙渗漏，影响正常蓄水，或造成坝体接触渗漏和岸坡稳定。据统计，溢洪道存在问题(包括防洪能力不足)的小(1)型水库有3座、小(2)型水库有42座。

1.2.4白蚁危害

武义县小型水库白蚁危害十分严重，根据2017年县水利部门组织的白蚁普查结果显示，仅12座小(2)型水库暂未发现白蚁危害，其余都发现有不同程度的蚁害，危害率达89.69％。

1.2.5金属结构存在问题

武义县小型水库金属结构主要是涵管(洞)、隧洞进口的控制闸门与启闭机陈旧、老化或失修现象较严重，绝大部分启闭设备已到更新年限，部分启闭设备已经损坏无法使用。

1.3工程老化失修严重

武义县小型水库量大面广，加之小型水库工程运行和维修经费没有稳定的来源，大多数小型水库没有按照《土石坝养护修理规程》的规定对水库大坝进行养护修理，有的虽进行了养护修理，但与《规程》规定的养护修理要求相差很远。

2主要措施

2.1除险加固

2.1.1渗漏处理

(1)套井防渗。套井黏土防渗墙是利用冲抓式打井机在土石坝中打井，并用黏性土料进行分层回填夯实形成一个连续的截水墙，以截断坝身或坝基的渗流。该法具有设备简单、操作方便、处理彻底、便于检查等优点，是适用于均质坝和心墙坝坝体渗漏处理较好的措施之一。由于武义县小型水库的土石坝坝高基本在25m以下，在除险加固中，大部分水库采用了黏土套井防渗方案。黏土防渗墙的具体做法是：①井位布置：一般沿坝轴线偏上游布置，套井直径110cm，井距80～90cm，排数通过渗流计算确定，一般情况下，坝高在25m以下时，一般布置1排，涵管封堵位置等局部布置2~3排；②打井造孔：一般按先主井后套井的顺序施工，造孔应连续作业，不得停歇，以免塌孔，并严格控制井孔的垂直度；③回填夯实：打井完毕，清除井底浮土、碎石后，用物理力学指标较好的黏性土回填，回填采取连续分层回填夯实；回填土料选用含水率符合设计要求、颗粒松散的黏壤土，分层回填厚度以0.3～0.5m为宜；夯击时夯锤落距2-3m，夯击数20～25次；回填时保持井底无水。

(2)黏土斜墙防渗。黏土斜墙防渗的主要优点是施工简单，造价低，适用于坝不高、坝坡稳定、坝体渗漏较为严重的小型水库。由于武义县部分水库建库时间较长，坝前淤积层较厚，不易清理，同时填筑施工期只能安排在枯水期内进行，目前采用黏土斜墙防渗的水库不多，只有坝体高度不大等少数大坝采用。黏土斜墙防渗的具体做法和要求是：①斜墙结构尺寸。斜墙的断面尺寸，除满足防渗要求外，还要考虑施工碾压所需的尺寸要求，此外斜墙顶部要高出水库校核洪水位，顶部厚度(垂直于斜墙上游面)及底部厚度要满足规范要求；②土料填筑。斜墙填筑土料一般为黏壤土、沙壤土，土料的含水率一般要求接近最优含水率；铺土厚度根据夯压工具确定，一般不超过30cm，每层要求铺土均匀，压好1层后表面刨毛再铺上一层，使层与层之间结合良好，在分层填土的同时将原坝面分层耙松，使新筑斜墙与原坝填土良好衔接。

(3)混凝土防渗墙防渗。混凝土防渗墙防渗是在松散透水地基中造孔或挖槽，以泥浆固壁，达到设计深度后，往孔内灌注混凝土、塑性混凝土等防渗材料而建成的地下墙形建筑物，以达到防渗的目的。在水利工程中，它是对闸坝等水工建筑物的松散透水地基进行垂直防渗的主要措施之一，也可用于土石坝的防渗心墙，还可用以加固渗漏严重的险病土石坝。防渗墙一般分段建造，1个槽形孔浇筑混凝土后构成1个墙段，施工墙段连接成一整道墙。武义县已有源口、清溪口、瓦窑头等水库应用混凝土防渗墙，防渗效果良好。

(4)水泥灌浆。当坝基基岩漏水量大，影响坝体和坝基的安全时一般应进行基岩帷幕灌浆。由于已建的小型水库一般都缺少坝基地质钻探资料，因此对灌浆帷幕的具体技术参数，大都结合现场灌浆试验来决定。①孔深：根据坝基钻孔压水试验资料，一般要求在透水率不大于10Lu以下5m；②孔距：可根据地基情况和可灌性的大小选定，一般约1．5～3m，施工时应分序施工，开始时孔距可大些，然后根据进浆效果逐步加密，对于布设防排孔的，其孔距和孔深则应根据坝基钻孔压水试验资料并结合工程渗漏等具体情况决定。

2.1.2滑坡处理

(1)放缓坝坡，加大坝顶宽度。小型水库坝顶宽一般为3~6m，在除险加固中，小(2)型水库坝顶宽度一般不小于4m，小(1)型水库一般不小于5m。坝体上下游参照经验坝坡，并根据原坝坡的实际，一般取1：2～1：3，上游坝坡缓于下游坝坡。坝坡放缓时挖除滑动土体，回填时将原坡面挖成台阶状，分层填筑夯实。

(2)护坡。水库的上游坝坡一般都进行护坡，通常采用30cm厚干砌块石或15cm厚的六边形混凝土预制块护坡，上游坝坡坡脚采用混凝土或浆砌块石进行固脚。下游坝坡为便于日常管理，一般采用草皮护坡，防止出现雨淋沟，保证坝坡稳定。

2.2降等报废

对于病害严重，除险加固效益不显著，原设计灌溉效益减少的水库，为保证安全，按规定程序予以降等，如桐琴镇牛拉泉水库由小(2)型降为山塘。

3加强水库安全管理

3.1做好水库安全应急预案

水库安全应急预案是在水库大坝发生突发安全事件时避免或减少损失的预先制定的方案，是提高水库管理单位及其主管部门应对突发事件能力，降低水库风险的重要非工程措施。因此水库管理单位要认真做好水库安全应急预案，并在编制过程中要坚持以人为本、分级负责、预防为主、可操作性、协调一致和动态管理原则，为防灾抗灾提供必要的保障。

3.2全面落实安全管理措施

(1)落实行政首长负责制为中心的水库安全管理责任制，按照《浙江省水利工程管理条例》，规定水利工程实行安全管理责任制。乡镇人民政府(包括街道办事处)负责本行政区域内农村集体经济组织修建并管理的水利工程以及县级人民政府确定的其他水利工程监督管理的相关工作。

(2)落实巡查人员、经费。水库的安全，关键在管理，因此责任主体要选择好有一定的专业知识，工作责任心强的人员担任水库巡查员，确定每座水库都要有专人负责，并与其签订责任书，明确职责与报酬，权利与义务。水行政主管部门每年要对水库巡查人员进行业务培训，要求巡查人员按照巡视检查办法，做好巡查记录，通过培训，提高巡查员的业务水平；水库巡查管理人员根据小型水库巡查制度，日常养护修理制度的规定，做好巡查和日常养护工作，并做好检查记录，建立巡查档案。县防汛办加强对水库安全巡查工作的检查，并制定有关考核制度，以促进水库管理人员真正做好安全管理工作，使水库管理工作规范化。

4结语

小型水库为武义县振兴农村建设做出了很大的贡献，因此水库管理单位一定要加强管理，确保水库安全。

作者简介：郑仙光（1966-），男，助理工程师，主要从事水利工程建设管理工作。