谈胶南市小型水库除险加固措施

袁明杰 汤杰 单洁 袁敏

（青岛市水利勘测设计研究院有限公司 山东青岛 266071）

1 概况

胶南是个多水库的城市，共有小型水库 179座，其中小（1）型水库 33座，小（2）型水库146座。近十几年来，由于上级领导的重视和国家对水利投资的加大，许多水库得到了不同程度的加固治理，防洪标准也不同程度地提高。然而，由于胶南市小型水库多数是二十世纪六七十年代群众运动的产物，又经过几十年的长期运行，大多数小型水库都存在大坝护坡损坏，坝体、坝基、坝肩漏水，水库放水洞和溢洪道年久失修，不能正常运用，有水不敢蓄的问题，如不及时发现问题并及早采取除险加固措施，就会极大地限制胶南市现代化的发展步伐，尤其对农业现代化的制约更为明显。

2 小型水库调洪演算

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2000），小（1）型水库系指库容从100万立方米到1000万立方米，工程级别属Ⅳ级；小（2）型水库系指库容从10万立方米到100万立方米，工程级别属Ⅴ级。山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准规定：Ⅳ级水工建筑物设计洪水标准为50～30年一遇，校核标准为1000～300年一遇；Ⅴ级水工建筑物设计洪水标准为30～20年一遇，校核标准为300～200年一遇。

根据多年实践经验及专家验证，胶南市小（1）型水库设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为 300年一遇；小（2）型水库设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。由于无实测流量资料，设计洪水计算采用由暴雨资料推求设计洪水。暴雨资料由《山东省小型水库洪水核算办法》中提供的“山东省多年平均24小时暴雨等值线图”、“山东省最大 24小时暴雨变差系数等值线图”，确定不同频率的设计暴雨。

3 小型水库除险加固的措施

除险加固措施有多种，可以具体问题具体分析，根据每个小型水库的实际情况，分别采取切合实际的除险加固措施。现在针对小型水库存在的主要问题，介绍一些工程中经常采用的典型的措施方法。

3.1 大坝上游坡8

3.1.1 存在问题

根据现场勘察，发现胶南市小型水库大坝上游坡目前多采用的是干砌乱石护坡，乱石破碎、风化严重，多数乱石块径不满足规范要求。而且干砌石护坡未护至坝顶，石缝中杂草丛生。

3.1.2 处理方案比选

根据水库所在地区的材料来源、水库周边环境及大坝具体情况，考虑四种方案进行比选：

（1）干砌甲级乱石方案（方案一）

将现状上游坡干砌乱石拆除后对坝坡进行整坡，而后新做护坡。死水位以下利用拆除的原干砌乱石抛石护坡。

（2）M10浆砌甲级乱石护坡方案（拆除原护坡，方案二）

将现状上游坡干砌乱石拆除后对坝坡进行整坡，而后新做护坡。利用拆除的原干砌乱石抛至死水位以下对护坡进行加固

（3）M10浆砌甲级乱石护坡方案（不拆除原护坡，方案三）

新购乱石并将其抛至死水位以下对护坡进行加固，死水位至坝顶之间对现状护坡采用碎石进行灌缝并找平，而后做M10浆砌甲级乱石护坡。

（4）现浇混凝土护坡方案（方案四）

将现状上游坡干砌乱石拆除后对坝坡进行整坡，而后新做护坡。死水位以下利用拆除的原干砌乱石抛至死水位以下对护坡进行加固。

方案三投资最多，方案二次之，方案一投资第二省，方案四投资最省。

四种方案各有优缺点：方案一施工简单、施工技术易于掌握，适合大面积开展施工，耐久性好，美观，但易遭人为破坏且小水库多位于偏远地区，管理难度较大；方案二施工简单、施工技术易于掌握，适合大面积开展施工，耐久性好，美观，但在水位变动区易受冻融影响导致砂浆脱落；方案三施工简单、施工技术易于掌握，适合大面积开展施工，耐久性好，美观，但造价高，在水位变动区易受冻融影响导致砂浆脱落且由于坝坡存在坍塌现象造成施工衔接困难；方案四整体性好，抗风浪冲击能力强，造价低、投资少，但耐久性相对较差。根据各方案的优缺点并结合水库所在地区的材料来源、水库周边环境及大坝具体情况，胶南市小型水库除险加固拟定采用方案二即 M10浆砌甲级乱石护坡方案（拆除原护坡）对上游坝坡进行加固。由于水位变动区浆砌石易受冻融危害，在施工过程中应加强质量监督，确保质量。

3.2 下游护坡

3.2.1 存在问题

由于修建年代较早，下游坡草皮护坡质量差，下游坡无纵、横排水沟，坡脚无排水体。

3.2.2 处理方案

先清除坡上植物、植物根系及影响坝坡安全的树木，将坡面挖成台阶状，每级高0.3m，而后补坡培土至设计坡比后压实，种植草皮护坡，使其根系密集层平均厚度要求达到10cm以上。为了及时排除坝后坡雨水，避免雨水漫流冲刷坡面，每隔50m设一道纵向排水沟，在坝脚设横向排水沟。过水断面宽均应大于30cm，以便人工清淤。

3.3 坝顶

3.3.1 存在问题

现状路面均为土质路面，遇雨天坝顶泥泞不堪，影响交通。

3.3.2 处理方案

坝顶路面的横向坡度为0.02，拟排向下游侧。坝顶整平时，路基翻起30cm，掺入10%水泥（水泥与干土重量的百分比）搅拌均匀后分两层用压路机压实，压实度达到96%，其上做20mm厚中粗砂。坝顶路两边设路沿石，路沿石在横向排水沟处留排水口。

3.4 坝体防渗

由于水库兴建年代久远，多数水库存在大坝漏水情况，经地质勘探，原因大都是由于筑坝材料防渗系数不满足规范要求引起。故可根据筑坝材料埋深不同，选择不同的方式进行防渗处理。

3.4.1 坝肩防渗工程

土层距坝顶厚度较薄时，采用截渗墙防渗。在大坝坝顶开挖一个底宽 2.0m，坡比为 1：1，深入满足要求的土层内 0.5m深的梯形缺口，将开挖土方掺入10%水泥回填，压实度不小于96%。

3.4.2 坝体防渗工程

对于坝体漏水可采用深层搅拌桩连锁墙方式截渗。在坝顶沿坝轴线布设搅拌桩，桩径为400mm，圆心间距 250mm，有效截渗厚度为312mm，搅拌桩插入满足要求土层内0.5m，渗透系数为10-6cm/s数量级。固化剂采用425#普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为12%。具体做法为运用单头深层搅拌设备，采用液喷形式对土层进行搅拌，调整好孔位之间的中心距离，使相邻两个桩柱之间有一定的搭接长度，便可在轴线上形成一道完整、连续具有一定有效搭接厚度的桩柱式连锁防渗墙，达到截渗目的。值得注意的是，由于操作设备较大，所以坝顶工作平台需大于8m宽。

3.4.3 坝基防渗

坝基进行防渗处理，处理方案采用帷幕灌浆。

灌浆孔沿坝轴线上游35cm，下游40cm各布设一排，灌浆孔孔距1.5m。灌浆孔孔底深度为进入满足规范要求土层0.5m。灌浆时先灌下游排，后灌上游排，同排灌浆孔分两序进行灌浆，先灌奇数孔，再灌偶数孔。灌浆浆材采用水泥浆，浆液比重和灌浆压力根据试验确定。

灌浆结束标准采用灌注率小于0.4L/min时持续60min，或灌注率小于1L/min持续90min，两者满足其一即可停止灌浆。灌浆结束后采用机械压浆法对灌浆孔进行灌浆封孔。

3.4.4 放水洞

放水洞经多年运行，砌石洞身砂浆剥蚀，闸门锈蚀，漏水严重，启闭机老化。为了加固放水洞，在放水洞原砌石洞身内衬小于洞身的锰钢管，聚氨酯衬里。砌石洞身与锰钢管之间用M15水泥砂浆充填，两侧采用C25混凝土封堵。对砌石竖井内壁进行剔缝，剔缝深度不小3cm，再用采用M20水泥砂浆进行勾缝。更换铸铁闸门，配备相应的螺杆启闭机。

3.4.5 溢洪道

现状溢洪道多为开敞式，多年运行或溢洪道底及护岸破旧不堪，或溢洪道淤积严重，影响水库的安全运行，成为大坝的安全隐患。为保障安全度汛，需对溢洪道进行清淤，及两岸边墙进行加固，采用重力式挡墙，溢洪道底采用M10浆砌甲级乱石进行护砌。如果不方便汛期抢险和大坝日常维护管理，可于溢洪道进口段设交通桥。

4 结束语

胶南市小型危险水库除险加固工程实施后，能够确保水库安全度汛，正常蓄水，发挥其应有的防洪社会效益和经济效益，大大保证了水库下游广大人民群众的生命财产安全，对于发展农村水利和农业现代化具有积极的意义。