小型水库除险加固工程要点探讨

冯晓娟 永州市水利水电勘测设计院

通过小型水库的建设与投入使用，有利于大幅度改善周围地区农业水利条件，有效控制水库下游的径流量，减少洪涝灾害的发生。现阶段我国多数小型水库运行年数已久，存在不同程度的安全隐患，故迫切需要进行除险加固，以降低水库运行安全风险，确保水库下游群众生命财产安全。因而对小型水库开展除险加固设计工作进行探究分析，有着极大的必要性与现实意义。

1.科学开展工程测量

针对小型水库除险加固所开展的测量工作，其主要任务包括：

第一，在对水库大坝整体实施测量期间，应当对坝顶、坝面、平台以及排水棱体等部分，展开全面详细测量，要具体测量到每一个角点、特征点、转折点等位置；要将测量图比例尺设置为1:500，保证库区大坝两岸具备地形线，全面测量好坝基线长度。在测量大坝下游排水棱体期间，应当标注好内容与高程；将大坝的原河床断面作为最大横断面，保证测量结果真实可靠；要全面测量好上下游坝脚部分，并具体标注相关数据，包括坡比、堆石压脚、排水棱体、平台、排水沟和渠道等相关数据。

第二，在绘制库区溢洪道平面图的过程中，应当全面测量好堰首、泄槽、陡槽以及消力池地形数据，要注意加测两侧导墙高程；在测量溢洪道纵断面时，应当全面测量好堰首形状、泄槽与陡槽的转折点、消力池的转折点高程。在绘制放水设施卧管平面图期间，要全面测量好各部分的形状与高程、进口底板高程；测量涵洞时应当准确测量涵洞的走向、出口高程、形状与尺寸、类型。

第三，在对土坝进行测量作业期间，需要先将现有土坝轴线作为纵断；在每个里程桩号布设控制点，其间距距离不得超出50m；随后将各个里程桩作为断面，来开展横断面测量工作，要保证在测量中横断面上具备土坝纵断点。

第四，要做好输水洞、溢洪道下游衔接河段的施测工作。在该阶段，倘若其测量线路越长，则针对除险加固中消能防冲计算结果就越准确。一般情况下，水库工程多数会建设在河道支流附近，因此在测量溢洪道下游河段时，应当测量至该河段和下级河段交汇位置。在此过程中，技术人员需要顺延渠道水流方向，测量至下一个控制型建筑物。

2.合理确定泄水建筑物堰顶高程

小型水库工程的泄水建筑类型主要分为两种，一种是开敞式溢洪道，另一种是深式泄水洞，其功能在于输砂与泄洪。无论采用哪种泄水建筑类型，都应科学制定其堰顶高程。

从原则上讲，除险加固中泄水建筑物堰顶高程的设置，要以原高程作为基准。究其原因，在于除险加固和新建水库之间存在差别，除险加固工程的库区淹没线，不允许进行调整。为此在设计过程中，不应抬高除险加固工程的堰顶高程。

图1 小型水库除险加固效果图

我国多数水库，在除险加固前已运行多年。在这种情况下，设计人员要按照实际测量资料，科学研究泄水建筑物的进口淤积程度，查看是否存在阻死问题，是否会对水库泄洪带来不利影响，倘若存在上述问题，就需要适当抬升堰顶高程。要注意的是，抬升高度的确定，需要做好经济分析以及下游河段泄流能力分析工作。

3.确定放水设施加固改造方案

现阶段，我国大部分已建小型水库所采用的放水设施类型，主要包括以下三种，分别是坝下埋管、虹吸管和引水隧洞。这三种放水设施类型具备各自的优缺点，在进行放水设施加固改造时，设计人员应根据实际情况合理的选择方案。

其一，在针对坝下埋管设施开展除险加固工作期间，注重采取大开挖方式建设涵管基槽，遵照设计边坡进行开挖，要注重对边坡进行加固与覆盖防护，避免边坡坍塌；随后，要及时对基槽进行回填与分层压实，做好新填土与原坝体土的结合；要将管身设置在满足承载力要求的岩基或土基之上，把控好垫层浇筑质量，避免管身不均匀沉降导致埋管断裂。

其二，在加固处理虹吸管过程中，设定虹吸管进口、出口、驼峰高程期间，应当根据设计图纸规定予以设置，放样结束后需要开展复测；镇墩和支墩的尺寸、位置切勿擅自改变，以此确保浇筑质量，避免放水期间由于管身振动，造成培坡土方松动与滑坡，从而保证管道整体气密性。

其三，在开展引水隧洞建设期间，需要委派专业人员实施测量放样作业，由钻孔工人根据量定好的中线、开挖轮廓线实施钻孔作业，避免隧洞线位发生偏移。在挖掘隧洞过程中，要做好周边位移、拱部下沉量测工作，避免发生塌方。在爆破挖掘期间，要注重做好洞口防护、洞内支护工作，保证其密闭性能，避免渗水。

4.注重坝基防渗

想要防止水库坝基出现渗漏问题，就应当根据库区的实际情况、覆盖层的实际深厚、附近黏土特性状况，来开展水平铺盖或是垂直防渗措施。倘若覆盖层较薄，且附近缺乏黏土材料，就应采取垂直防渗的方法，以此达到相对理想的防渗效果。

其一，在开展垂直防渗施工作业期间，技术人员应当认真分析覆盖层，其颗粒级配的详细情况；要根据施工现场状况、水库工程建设的经济标准，来做出综合性分析。倘若覆盖层主要是砂卵石，并且砂卵石的厚度在30m以上的情况下，便可运用混凝土来开展防渗操作；倘若覆盖层主要是粉细砂的情况下，便可采取高喷灌浆的方法进行防渗。通过采取上述方式，能够有效增强防渗墙的稳固性，避免坝基出现渗漏。其二，倘若覆盖层厚度较深，附近有满足数量要求的可开采黏土，便可采用水平覆盖的方式，在保证防渗质量的同时，其施工难度也能相对降低。

5.注重坝体防渗

为有效加固坝体，防止坝体发生渗漏现象，需做到以下几点：

首先，在施工期间，应当科学采取坝体填充灌浆方式，确保坝体具备较强的密实性。在进行灌浆操作期间，应当合理设置排距与孔距；进行密实填土施工作业期间，要注意松散填土区域，及时封堵好通道，以此防止出现渗漏问题。

其次，要针对坝体科学开展劈裂灌浆技术。劈裂灌浆的含义，是指运用填筑坝体期间，所形成的自然应力来进行灌浆操作，该技术的优点在于节省经费且实用效果良好。在运用该技术的过程中，施工人员应当合理设置下护臂套管，严格把控好灌浆压力、灌浆总量、位移量以及裂缝情况，以此保证防渗质量。

再次，要做好垂直防渗墙的应用工作。要根据具体情况，适当应用防渗斜墙，适当增加坝体的断面，并铺设好复合土工膜等相关设施。针对水库上游护坡加固的设计工作，应当努力节省成本，确保设计内容便于施工，具备较强的安全性与可靠性，要注重综合运用预制砼块、预制干砌石等多类护坡形式；对于水库下游护坡的加固设计方面，需要选择合适的草皮进行护坡处理。

最后，要注重满足实际需求，灵活采取多种措施、灌浆加固方式，以此来提高加固质量。对于小型水库，需要先采取填充灌浆技术，随后采取劈裂灌浆技术来加固坝体。坝体防渗设计工作的本质，在于应用科学的方式来有效控制渗流量，以此确保大坝渗流安全稳定。

6.结论

综上所述，在对小型水库开展除险加固设计工作的过程中，设计人员应当从工程测量、确定泄水建筑物堰顶高程、放水设施加固改造、坝基防渗、坝体防渗，这5个方面综合思考，明确其中的重点注意事项，采取有针对性的设计策略，以此确保水库除险加固质量。