小型土石坝水库加固工程勘察及病险分析

小型土石坝水库加固工程勘察及病险分析

刘建国

周至县水利工作队

陕西省 西安市 710400

摘要：随着经济的高速发展，各种小型水库工程越来越多，对小型水库工程施工要求不断提升。小型水库占我国水库总数量的95%，大部分建设年代久远，在当时的经济发展条件和工程技术的限制下，小型水库多为土石坝，普遍存在设计标准低，工程质量和管理不当的问题。经过长达几十年的运行之后，水库效益低，病害严重，对下游群众的安全造成了极大的威胁。病险水库数量大，范围广，已然成为各个地区防洪体系的薄弱点，为了推进水利工程高水平，高质量发展，必须对病险水库进行加固治理。

关键词：土石坝水库；病险分析；加固工程

引言

水库作为一项重要的基础设施，对于不同地区的防洪、蓄水以及抗旱等工作具有重要影响，尤其是在农业发展中，水库扮演着重要角色。我国建有大量的小型水库，但是由于建造年代久远等因素的综合影响，小型水库土石坝不稳定问题变得越来越突出。本文以小型水库土石坝为研究对象，在查阅大量相关文献以及结合以往工作经验的基础上，对小型水库除险加固的重要性进行简单介绍，分析小型水库土石坝渗漏的特点及危害，在此基础上提出小型水库土石坝的除险加固措施，以期为小型水库土石坝除险加固工作的高质量开展提供理论参考。

1小型水库除险加固必要性

通过对小型水库除险加固施工，能够对水库结构的风险问题进行解决，对水库结构的承载能力、抗水流冲击能力、结构内部稳定性等进行全面的强化，为水库各项工作的运行安全提供更充足的保障。尤其是新时期的发展，对于水利工程结构承载复合能力、建设质量都有了更高的要求，原本水利工程水库结构建设性能、质量都与新时期要求有较大的差距，需要应用除险加固施工技术来对其进行改善，对水利工程水库运行安全风险进行规避[1]。因而，保证水库除险加固施工工作的有效开展，才能促进其功能作用的有效实现。施工管理工作的科学开展，是促进除险加固施工有序、高效运行的重要手段，对其施工管理进行优化具有必要性。

2工程概况

某水库集雨面积6.32km2，总库容608万m3，是一座以防洪、灌溉为主的小型（1）水库。水库建成于1958年2月，1979年和1996年分别对水库进行过扩建加固，2014年完成达标加固整治。水库属于Ⅳ等水利工程，其主要建筑物级别为4级，次要建筑物为5级，大坝按50年一遇洪水标准设计，500年一遇洪水标准校核。

2.1工程勘查

本次为初步设计阶段工程地质勘察，为了确保水库大坝的安全运行，主要目的是为坝体稳定计算与渗透分析、安全加固设计与施工提供真实、可靠的地质资料。本次勘察工作的主要任务为：

（1）查明工程区域的工程地质与水文地质条件，提供有关岩土物理力学性质参数。

（2）调查坝体渗漏、开裂、沉陷、滑坡以及其他不良地质现象和隐患的分布位置、范围、特征及处理情况与效果。

（3）调查坝基、岸坡水文地质和工程地质条件，重点是调查坝基、坝肩渗漏情况，并对原防渗效果及渗透稳定性进行初步评价。

（4）调查溢洪道水文地质和工程地质条件，评价其稳定状况。

（5）调查水库水文地质条件，初步评价其渗漏、淤积及稳定状况。

2.2工程病险分析

2.2.1库区工程

库区位于丘陵地貌区，主要成因为构造剥蚀，库区整体呈靴形，南北最大长约2.0km，最大宽约0.6km，库区周边均为剥蚀山体，山势低矮，植被发育。根据现场工程地质调查，从以下3个方面对库区工程进行病险分析：

（1）库区渗漏问题。库区内基岩大部分为燕山期花岗岩，未发现通往库外的大断裂，不存在向库外的渗水通道。

（2）库岸稳定性问题。库区范围内为剥蚀残丘地貌，山势低矮，岸坡一般较平缓，表面植被较发育，覆盖层为残坡积土层，局部见基岩出露。库区内未见大的滑坡、崩塌等不良地质现象，库底基岩稳固，总体上库岸基本稳定。

（3）库区淤积问题。经现场地质调查，该水库库区周围为丘陵地貌，地形较平缓，岸坡植被覆盖良好，上游及库区径流来源很少，水库淤积情况不明显[2]。

2.2.2主坝工程

主坝位于库区南部，坝址区属山间垭口冲洪积地貌区，两侧坝肩山体低矮，地形均呈缓坡状向上抬升，植被发育，坝顶地面高程约54.85m（珠江高程基准）。

该主坝坝体位移观测设施和渗流监测设施齐全，但个别渗流观测管存在堵塞现象；主坝迎水面混凝土面板存在大量贯穿裂缝，分缝处填缝泡沫板老化破损严重，混凝土面板存在老化，且有不均匀沉降现象，个别沉降差最大达5cm；背水坡为草皮护坡，长势较好，现场检查整体覆盖完好；下游反滤排水棱体设置完好，无破损、沉降现象；坡脚排水沟结构完好，无积水现象[3]。

2.2.3副坝工程

副坝位于库区西部，坝址区属山间垭口冲洪积地貌区，两侧坝肩山势低矮，地形呈缓坡状向上抬升，植被发育，坝顶地面高程约56.53m（珠江高程基准）。

副坝坝体迎水面混凝土面板存在大量裂缝，混凝土面板存在老化，且有不均匀沉降现象，别沉降差最大达3cm，面板排水孔孔口设置朝上，不利于排水；背水坡为草皮护坡，长势较好，现场检查整体覆盖完好，但右坝肩处排水沟附近土质裸露，易受雨水冲刷，应注意修复；下游贴坡排水体上部见2处疑似蝼蛄洞，应注意消杀；下游贴坡式反滤排水体设置完好，无破损、沉降现象；反滤层上部排水沟排水不畅，有积水现象；坡脚排水沟结构完好，无积水

[4]。

3小型水库土石坝的除险加固措施

3.1高压喷射灌浆防渗技术

现阶段，小型水库病险土石坝防渗漏处理中应用效果较为良好的技术有旋喷技术、摆喷技术、定喷技术等。土石坝高压喷射灌浆防渗技术具有诸多优点，其中最为突出的施工优势便是具有较快的施工速度。但是，在小型水库土石坝应用高压喷射灌浆处理渗漏问题时也存在许多失败案例。因此，在实际应用高压喷射灌浆防渗技术对病害土石坝进行除险加固时，应结合土石坝具体渗漏情况设置相应的高喷技术参数，并在应用前开展有效的灌浆试验。

3.2混凝土防渗墙技术

小型水库土石坝应用混凝土防渗墙技术时，一般先要使用钻凿、锯槽、液压开槽机、射水及薄抓斗等方法在土石坝坝体或者地基中建造槽形孔，之后再利用泥浆对壁进行加固，借助直升导管将混凝土浇筑于槽孔内，以此形成具有连续性的混凝土墙进行防渗。混凝土防渗墙技术经过长时间的实践被证明具有较高的安全性、可靠性、适用性、实用性，并且对于施工条件的要求也比较宽松，但是在含卵石较多的厚地层以及大块石当中所取得的应用效果不太理想。混凝土防渗墙技术在砂土、黏性土以及淤泥质土中具有良好的应用效果。

3.3土工膜防渗技术

在小型水库土石坝除险加固工作中，土工膜防渗技术的应用取得了良好的防渗效果，但这一技术同样具有一定的缺点，在紫外线的影响下比较容易出现老化的情况，当土工膜被埋藏在地下时才能避免老化情况的发生。因此，在使用土工膜防渗技术时，规定应当在土石坝高50m以下。对混凝土防渗墙和土工膜防渗技术特点进行分析，可以了解到在工程中可以结合使用这两种技术，以此取得更加理想的防渗效果，充分发挥防渗技术的优点。除此之外，还可以在小型水库土石坝除险加固工程中应用冲抓套井黏土回填防渗墙与黏土斜墙防渗技术等。

4结束语

综上所述，随着时代的不断发展，对小型水库除险加固工程，提出了更高的要求。针对当前小型水库工程除险加固中出现的问题，应加强工程勘察及病险分析，并采取相关措施，做好小型水库除险加固处理。

参考文献

[1] 刘志明.病险水库主要问题及除险策略[J].水利规划与设计，2021(5):55-57

[2] 杨霞.小型水库常见病害及除险加固技术[J].绿色环保建材，2018(6):37-38

[3] 黎文浩.小型水库除险加固工程施工管理措施研究[J].江西建材，2017(24):57-58

[4] 车建波.小型水库常见病险及除险加固处理方法初探[J].中小企业管理与科技：中旬刊，2021(9):182-184