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摘要：目前，小型水库在防御洪水灾害和保障国民经济建设发挥了重要作用，但是，我们也应看到许多小型水库还存在很多病险，严重威胁着百姓生命财产的安全，必须引起高度重视，对其病害加以分析，并采取切实可行的措施进行加固除险。本文根据实践经验，对小型病险水库土石坝存在的主要安全问题进行了分析，对其如何加固除险工作进行了探析。
关键词：小型水库；土石坝；除险加固
中图分类号： TV62 文献标识码： A
1.小型水库的特点及除险加固设计的必要性
1.1小型水库的特点。小型病险水库由于其地形、地质特点，许多小型水库大坝顶长度不长，坝高相对较高，库容小，集雨面积大， 每当山洪暴发时，库区洪水集流时间短，洪水来势猛，涨落急剧。 因此山区小型病险水库除险加固设计应考虑以上特点，综合分析病险水库存在的问题，制定安全、合理、可行、经济的加固设计方案，使水库除险加固设计效益最大化。
1.2除险加固设计的必要性。据有关部门统计,全国存在病险问题的水库所损失的防洪库容高达55亿立方米、兴利库容约120亿立方米。而小型水库普遍存在防洪标准偏低，设计达不到规定要求，工程施工质量差，工程老化失修等问题。经过多年运行，水库大坝基本上都出现了渗漏严重。不仅造成水库不能正常运行，其效益不能充分发挥，而且还严重威胁到人民生命财产的安全，这些病险水库急需抓紧进行除险加固处理。
2.小型病险水库存在的主要问题
2.1设计能力、设计标准较低。由于受到当时工程技术条件的限制，在工程设计中其防洪标准选择较低，造成水库在实际运行过程中抗洪能力较差。随着水库水文系列资料的延长，特别是最近几年大部分地区降雨量明显增加，利用现有的水文资料重新校核水库工程的防洪标准时，小型病险水库大部分都不能满足国家的防洪设计标准。加之水库年久失修，给水库埋下了巨大的安全隐患。
2.2坝体防渗性能不足，威胁坝体安全。由于受水流冲击、风化、蚁害等外部因素的影响，加上日常维护措施不到位，造成水库大坝存在严重的渗漏问题。主要存在以下几个方面：一是坝基渗漏。坝基出现的渗透稳定问题，主要是由于坝基清基不彻底、未做截水槽或截水槽开挖不到位等问题所引起的。水库中的水通过这些渗漏通道侵蚀坝基，加之许多小型水库下游坝脚反滤设施老化破坏严重，促使大坝有发生渗透破坏可能，给大坝埋下巨大的安全隐患。二是坝体渗漏。小型水库土坝坝体填筑土质量差，碾压不密实，防渗性能差，同时坝体在重力及其它原因的作用下，会产生纵向裂缝，给水流渗漏开辟了道路，同时坝体结构面常出现维护措施不到位发生集中渗漏现象。三是绕坝渗漏。水流不直接经过坝体，而是在坝肩与基岩相结合的层面处发生渗漏。同样，在坝体两肩的风化层和基岩破碎带都能发生绕坝渗漏的现象，造成坝体质量安全性进一步降低，严重危害下游的安全。
2.3大坝稳定性较差。由于缺乏相关的大坝安全监测仪器和措施，大坝质量安全评估和管理只能凭运行人员肉眼和经验进行观察和分析，造成在日常维护时很难发现水库大坝内存在的坝体断面质量问题，隐患长期积累，就会造成坝坡或坝体的抗滑稳定性下降、坝体出现裂缝等问题。加上大坝长期受到水流接触性冲刷破坏、蚁害等破坏，导致大坝出现严重的安全问题，大坝运行稳定性大大下降。
3.小型水库土石坝除险加固设计方案的探讨
3.1除险加固方案的确定。
由于大多数小型水库修建的年代久远，水库原设计资料及施工资料缺失，不能对大坝的实际情况全面了解，因此大坝加固前应对水库各个枢纽进行全面的地质勘探，包过坝体结构、坝基地质情况等对大坝的现状结构应了解清楚，再根据不同的坝型、坝基和病因情况，采取不同的处理方法。对于土石坝的坝体渗漏，在了解水库的基本地质情况的前提下，可根据坝体结构采取合适可靠的办法处理隐患。对于小型水库土坝加固，我们一般采用的防渗加固方式有粘土斜墙和粘土心墙。原均质坝加固一般用粘土斜墙或套井回填粘土心墙，原心墙坝加固一般用套井回填粘土心墙或结合高压旋喷灌浆加固。加固方案的选取应根据加固方案的可行性、可靠性和加固资金投入最终确定，最终确定的方案应是加固资金投入少，加固方案科学合理、可行可靠。
3.2 重点部位的加固设计方案。
3.2.1坝体、坝基防渗加固设计。针对大坝防渗体的防渗性能不足、损坏等问题，可以采用必要的工艺进行加固。坝体的防渗应根据现状坝体结构型式及当地防渗材料供给情况，选定坝体防渗加固方案后，经大坝渗流稳定计算后确定防渗体的渗透系数（应满足规范的最小要求）、防渗土料的压实度、干密度等参数，最终确定防渗体设计方案。小型水库加固设计，对坝基的防渗处理一般采用的是坝脚设置粘土截水槽或者混凝土截渗墙，或将防渗心墙底部深入不透水层或强风化基岩以下等方法进行处理，这些坝基的防渗处理方法应与坝体的防渗措施相配合，并且需要进行方案的優化选择，方可确定。
3.2.2大坝坡面加固设计。大坝的上下游坡比主要根据坝型、高度、坝体构成、坝体基础等情况经渗流稳定计算最终确定。大坝上游坡面加固设计主要采用混凝土板（预制块或现浇）护坡，混凝土板护坡应设置铺设反滤垫层同时应按排水要求布置排水孔；下游坝坡坡面加固设计主要采用草皮护坡，并结合绿化、美化要求进行布置。
3.2.3溢洪道加固设计。小型水库由于大多位置偏远、交通不便，管理人员不能及时到现场管理控制泄洪，故小型水库溢洪道加固应保证通道开敞，进口控制段一般不设置闸门，控制段堰顶高程在加固后应和正蓄水位齐平；溢洪道应修建在坚实稳定的地基上，其总体布置取决于地形、地质条件、水流条件和防冲要求；溢洪道轴线宜取直线，如需转弯，宜在进水渠或出水渠段内设置弯道；如溢洪道紧靠坝肩时，控制段的顶部高程应与大坝坝顶高程协调一致，与大坝连接的接头、导墙、泄槽边墙等必须安全可靠，同时溢洪道洪水下泄出口应远离坝脚，以免洪水冲刷坝脚，对大坝稳定不利；溢洪道两侧边坡设计应满足安全稳定要求，保证溢洪道安全泄洪。
3.2.4灌溉引水系统的加固设计。小型水库往往承担了一定面积的灌溉任务，水库在坝体下布置了坝下涵管等灌溉引水设施。由于年久失修、涵管老化，坝下涵管断裂、渗漏严重等问题严重影响大坝安全，同时降低了水库的灌溉效益。针对这些问题，小型水库灌溉引水系统加固设计对于损坏、断裂、渗漏严重等问题的涵管加固一般拆除重建坝下涵管或采用封堵原坝下涵管，对于断面稍大、基础稳定可靠的坝下涵管，可采取内套钢管的加固方案；小型水库灌溉引水系统的进水口一般采用斜卧管进水口，该型式结构简单，运行管理方便，斜卧管一般采用钢筋混凝土，基础应选择在地质条件良好的山坡上，斜管坡度不宜太陡或太缓一般为1:2～1:3，斜卧管末端接消力水箱，水箱接灌溉引水隧洞或接引水涵管。采用以上加固方案以解决灌溉引水系统及大坝安全问题。
4 .结语
小型水库的安全运行关系到老百姓的生命财产安全，不管是政府主管部门、监理单位、设计单位、还是施工单位都要加强对除险加固设计的研究，采取有效的措施，在设计和施工各个环节确保小型水库除险加固工程的质量，保障水库安全。
参考文献：
[1] 《中小型水库设计》， 辽宁省水利勘测设计院编
[2] 林志清.浅析小型病险水库除险加固工程措施［J］《水利建设与管理》，2010
[3] 王家贵.浅析某水库除险加固工程及施工工艺［J］《中国新技术新产品》，2010
关键词：小型水库；土石坝；除险加固
中图分类号： TV62 文献标识码： A
1.小型水库的特点及除险加固设计的必要性
1.1小型水库的特点。小型病险水库由于其地形、地质特点，许多小型水库大坝顶长度不长，坝高相对较高，库容小，集雨面积大， 每当山洪暴发时，库区洪水集流时间短，洪水来势猛，涨落急剧。 因此山区小型病险水库除险加固设计应考虑以上特点，综合分析病险水库存在的问题，制定安全、合理、可行、经济的加固设计方案，使水库除险加固设计效益最大化。
1.2除险加固设计的必要性。据有关部门统计,全国存在病险问题的水库所损失的防洪库容高达55亿立方米、兴利库容约120亿立方米。而小型水库普遍存在防洪标准偏低，设计达不到规定要求，工程施工质量差，工程老化失修等问题。经过多年运行，水库大坝基本上都出现了渗漏严重。不仅造成水库不能正常运行，其效益不能充分发挥，而且还严重威胁到人民生命财产的安全，这些病险水库急需抓紧进行除险加固处理。
2.小型病险水库存在的主要问题
2.1设计能力、设计标准较低。由于受到当时工程技术条件的限制，在工程设计中其防洪标准选择较低，造成水库在实际运行过程中抗洪能力较差。随着水库水文系列资料的延长，特别是最近几年大部分地区降雨量明显增加，利用现有的水文资料重新校核水库工程的防洪标准时，小型病险水库大部分都不能满足国家的防洪设计标准。加之水库年久失修，给水库埋下了巨大的安全隐患。
2.2坝体防渗性能不足，威胁坝体安全。由于受水流冲击、风化、蚁害等外部因素的影响，加上日常维护措施不到位，造成水库大坝存在严重的渗漏问题。主要存在以下几个方面：一是坝基渗漏。坝基出现的渗透稳定问题，主要是由于坝基清基不彻底、未做截水槽或截水槽开挖不到位等问题所引起的。水库中的水通过这些渗漏通道侵蚀坝基，加之许多小型水库下游坝脚反滤设施老化破坏严重，促使大坝有发生渗透破坏可能，给大坝埋下巨大的安全隐患。二是坝体渗漏。小型水库土坝坝体填筑土质量差，碾压不密实，防渗性能差，同时坝体在重力及其它原因的作用下，会产生纵向裂缝，给水流渗漏开辟了道路，同时坝体结构面常出现维护措施不到位发生集中渗漏现象。三是绕坝渗漏。水流不直接经过坝体，而是在坝肩与基岩相结合的层面处发生渗漏。同样，在坝体两肩的风化层和基岩破碎带都能发生绕坝渗漏的现象，造成坝体质量安全性进一步降低，严重危害下游的安全。
2.3大坝稳定性较差。由于缺乏相关的大坝安全监测仪器和措施，大坝质量安全评估和管理只能凭运行人员肉眼和经验进行观察和分析，造成在日常维护时很难发现水库大坝内存在的坝体断面质量问题，隐患长期积累，就会造成坝坡或坝体的抗滑稳定性下降、坝体出现裂缝等问题。加上大坝长期受到水流接触性冲刷破坏、蚁害等破坏，导致大坝出现严重的安全问题，大坝运行稳定性大大下降。
3.小型水库土石坝除险加固设计方案的探讨
3.1除险加固方案的确定。
由于大多数小型水库修建的年代久远，水库原设计资料及施工资料缺失，不能对大坝的实际情况全面了解，因此大坝加固前应对水库各个枢纽进行全面的地质勘探，包过坝体结构、坝基地质情况等对大坝的现状结构应了解清楚，再根据不同的坝型、坝基和病因情况，采取不同的处理方法。对于土石坝的坝体渗漏，在了解水库的基本地质情况的前提下，可根据坝体结构采取合适可靠的办法处理隐患。对于小型水库土坝加固，我们一般采用的防渗加固方式有粘土斜墙和粘土心墙。原均质坝加固一般用粘土斜墙或套井回填粘土心墙，原心墙坝加固一般用套井回填粘土心墙或结合高压旋喷灌浆加固。加固方案的选取应根据加固方案的可行性、可靠性和加固资金投入最终确定，最终确定的方案应是加固资金投入少，加固方案科学合理、可行可靠。
3.2 重点部位的加固设计方案。
3.2.1坝体、坝基防渗加固设计。针对大坝防渗体的防渗性能不足、损坏等问题，可以采用必要的工艺进行加固。坝体的防渗应根据现状坝体结构型式及当地防渗材料供给情况，选定坝体防渗加固方案后，经大坝渗流稳定计算后确定防渗体的渗透系数（应满足规范的最小要求）、防渗土料的压实度、干密度等参数，最终确定防渗体设计方案。小型水库加固设计，对坝基的防渗处理一般采用的是坝脚设置粘土截水槽或者混凝土截渗墙，或将防渗心墙底部深入不透水层或强风化基岩以下等方法进行处理，这些坝基的防渗处理方法应与坝体的防渗措施相配合，并且需要进行方案的優化选择，方可确定。
3.2.2大坝坡面加固设计。大坝的上下游坡比主要根据坝型、高度、坝体构成、坝体基础等情况经渗流稳定计算最终确定。大坝上游坡面加固设计主要采用混凝土板（预制块或现浇）护坡，混凝土板护坡应设置铺设反滤垫层同时应按排水要求布置排水孔；下游坝坡坡面加固设计主要采用草皮护坡，并结合绿化、美化要求进行布置。
3.2.3溢洪道加固设计。小型水库由于大多位置偏远、交通不便，管理人员不能及时到现场管理控制泄洪，故小型水库溢洪道加固应保证通道开敞，进口控制段一般不设置闸门，控制段堰顶高程在加固后应和正蓄水位齐平；溢洪道应修建在坚实稳定的地基上，其总体布置取决于地形、地质条件、水流条件和防冲要求；溢洪道轴线宜取直线，如需转弯，宜在进水渠或出水渠段内设置弯道；如溢洪道紧靠坝肩时，控制段的顶部高程应与大坝坝顶高程协调一致，与大坝连接的接头、导墙、泄槽边墙等必须安全可靠，同时溢洪道洪水下泄出口应远离坝脚，以免洪水冲刷坝脚，对大坝稳定不利；溢洪道两侧边坡设计应满足安全稳定要求，保证溢洪道安全泄洪。
3.2.4灌溉引水系统的加固设计。小型水库往往承担了一定面积的灌溉任务，水库在坝体下布置了坝下涵管等灌溉引水设施。由于年久失修、涵管老化，坝下涵管断裂、渗漏严重等问题严重影响大坝安全，同时降低了水库的灌溉效益。针对这些问题，小型水库灌溉引水系统加固设计对于损坏、断裂、渗漏严重等问题的涵管加固一般拆除重建坝下涵管或采用封堵原坝下涵管，对于断面稍大、基础稳定可靠的坝下涵管，可采取内套钢管的加固方案；小型水库灌溉引水系统的进水口一般采用斜卧管进水口，该型式结构简单，运行管理方便，斜卧管一般采用钢筋混凝土，基础应选择在地质条件良好的山坡上，斜管坡度不宜太陡或太缓一般为1:2～1:3，斜卧管末端接消力水箱，水箱接灌溉引水隧洞或接引水涵管。采用以上加固方案以解决灌溉引水系统及大坝安全问题。
4 .结语
小型水库的安全运行关系到老百姓的生命财产安全，不管是政府主管部门、监理单位、设计单位、还是施工单位都要加强对除险加固设计的研究，采取有效的措施，在设计和施工各个环节确保小型水库除险加固工程的质量，保障水库安全。
参考文献：
[1] 《中小型水库设计》， 辽宁省水利勘测设计院编
[2] 林志清.浅析小型病险水库除险加固工程措施［J］《水利建设与管理》，2010
[3] 王家贵.浅析某水库除险加固工程及施工工艺［J］《中国新技术新产品》，2010