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摘 要：由于存在种种安全隐患，多年来禾坑水库不能正常蓄水运行，并且隐患日趋严重。因此，对禾坑水库工程进行除险加固改造，彻底消除工程隐患，确保禾坑水库安全正常运行，以充分发挥其工程效益是十分必要的。为保障禾坑水库的稳定与安全，对禾坑水库存在的问题进行分析，并提出相关意见和处理措施，以促进禾坑水库的安全运行。
关键词：禾坑水库 存在问题 加固措施 体会
一、水库的基本概况
禾坑水库位于东江左岸临江镇禾坑管理区，工程所属是东江一级支流柏埔河的禾坑水上游，坝址以上集雨面积7.35km2，干流长度5.2km，河流坡降0.021。禾坑水库正常蓄水位78.70m，相应库容109.5万m3，复核后校核洪水位81.42 m，相应库容154万m3，大坝为均质土坝，坝顶高程83.00m，坝顶长230.00m，坝顶宽6.70m，最大坝高17.0m。是一宗以灌溉为主，兼顾防洪、养殖的综合性小（一）型水库。工程于1957年动工兴建，1958年建成并投入使用。水库属于边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，且工程施工依靠大规模的群众运动完成，使得施工质量难以控制以及坝基处理不到位，给工程留下隐患。虽在1973、1995、1998年分别完成了反滤及大坝培厚加高，溢洪道前坡防渗粘土铺盖，更换涵管进口转动门盖、通气管、开关设备；放水涵管出口消能、坝后渠道改三面光批挡及坝后坡脚增设排水沟；坝体灌浆和加固输水涵管等措施，但效果并不明显。2008年11月，大坝安全类别鉴定为三类，应进行除险加固。
二、水库存在的问题
禾坑水库自1958年水库蓄水投入运行以来，历时50余年，充分发挥了拦洪、削峰、蓄水等多重作用，大大缓解了下游防洪压力，具有不可替代的作用，取得了较大的效益，但由于设计、施工及管理等方面的原因，大坝存在严重的安全隐患，长期处于带病运行状态。根据禾坑水库大坝安全鉴定成果及现场勘察情况，工程现存在以下主要问题：
1.大坝
大坝坝体填筑质量差，存在渗流安全隐患，坝体填土层的渗透系数大于规范允许值。当水库在正常水位运用时，左右岸坡与坝体填土接触带处存在较强渗透区域。大坝坝顶、迎水坡、背水坡局部塌陷、变形严重。
2.输水涵管
涵管进水口混凝土表层风化露砂，碳化深度大于保护层厚度，钢筋已经锈蚀，且存在顺筋开裂现象，通气管存在不同程度的破损。转动门盖表面防护漆全部脱落，锈蚀严重，局部破损，不能正常止水，拉杆锈蚀存在不同程度的破损。开关室设备及卷扬式启闭机陈旧落后。涵管内壁防护漆基本脱落，锈蚀较严重，局部存在不同程度的破损。
3.水库溢洪道
溢洪道进口左岸没有砌筑岸墙，目前引水渠左边坡跨塌严重；右岸进水渠边墙破损、开裂严重，浆砌石施工质量差，有裂缝，稳定性不够。一级溢洪道底板有破裂现象，水位上涨时且有漏水现象；泄槽段表层为浆砌石，底板浆砌石抗冲流速不够，不符合规范抗冲要求。二级溢洪道以下没有完成，水流均会对两岸山体有冲淘，易引起山体崩塌，不满足溢洪道安全运行要求。下泄洪水流归下游河道时，过流断面太窄，同时下泄洪水河道两岸没砌筑岸墙，易造成山体塌方，阻塞溢洪道，从不利塌方右方向发展，可危及坝体安全，不能满足泄洪安全的要求。
4.管理设施
工程缺乏必要的观测设备，无法用观测资料来判断大坝的运行状态。大坝防汛公路路况很差，对大坝防洪抢险不利。水库管理设施落后，生产、生活设施简陋或欠缺，水库安全检测、防汛、通讯等设施极不完善，不能满足水库运行管理的基本要求。
三、水库加固处理措施
根据水库存在的问题，本次除险加固工程的主要项目有：大坝防渗处理；大坝上游护坡；大坝下游培厚坝坡整治、反滤体重建；大坝观测设施完善；输水涵管、溢洪道改建加固；管理设施的完善、配套；防汛公路整治等。
1.大坝
大坝坝体防渗、坝基截渗：禾坑水库大坝安全鉴定成果表明，大坝坝体填筑质量差，存在渗流安全隐患，坝体填土层的渗透系数大于规范允许值，渗流计算结果表明，土坝背水坡计算浸润线较高。在水库设计洪水位下坝坡浸润线逸出点超出土坝反滤体坡面顶0.7m，校核库水位下超出1.1m，正常水位下在反滤体坡面线内。采用劈裂灌浆解决坝体防渗问题。劈裂灌浆按双排孔布置，排距1m，终孔距离：岸坡段3.0m，河槽段5.0m，孔深到坝基。对于已建大坝坝基的防渗处理，比较成熟的方法有帷幕灌浆和高压喷射灌浆，就本工程的实际情况，本设计推荐帷幕灌浆方案。
坝顶：禾坑水库大坝经复核计算，现有大坝坝顶高程83.00m，满足防洪标准要求。本次设计坝顶高程维持原高程，即坝顶高程为83.00m。坝顶上、下游侧设M7.5路缘石，宽0.4m，高0.6m，坝顶总宽宽7.0m。
上游坝坡：浆砌块石护坡由于施工复杂、人工成本较高的因素总体投资较混凝土护坡方案稍大。混凝土护坡既能满足技术要求，又具有投资省的特点，而且施工方便，质量易保证，因此，采用混凝土护坡，厚度0.10m，下铺砂砾石垫层厚0.12m，设置相应排水孔和变形缝。
下游坝坡：为防止坡面雨水冲刷和水土流失，将下游坝面整修平顺后植草皮护坡，这样既保护了坝坡，又美化了坝区环境，在下游坝坡马道内侧布置纵向排水沟一道，纵向排水沟从中间向两边横向排水沟分别设置0.1%的纵坡，以利排水，在下游坝坡中央设一道横向排水沟，下游坝脚与坝肩、山坡连接处及排水体外侧下部设一道排水沟，坝脚河床部分排水体外侧设集水沟。排水沟之间互相连通，形成坝面排水网。
反滤排水：大坝原表面式（贴坡式）反滤排水经过多年运行已淤堵，结合大坝加固设计成果，重新设计排水体。经过比较，权衡利弊结合禾坑水库实际情况，选择构造简单、工程量最省、施工时对坝体干扰小的贴坡排水反滤。贴坡排水反滤坡度取1:2.50，顶宽为满足施工及管理要求取2.0m，反滤顶高程为72.00m，设置集水沟。排水体与地基、坝体接触处设置反滤层以保护地基及坝体土。坝体下游设置量水堰。
2.输水涵管。
由于水库建于五十年代，运行已久及当时施工条件、生产设备极为不科学，大都是人工填土而成，原涵管存在破损情况，对大坝安全是一个隐患，且水库的原涵管内径0.6m，根据小型水库除险加固编制指引和有利于日后涵管运行时的安全检查，输水涵管的直径不宜小于0.8m。因此，采用破坝重建输水涵管，重建后的输水涵管直径为0.8m，采用现浇钢筋砼管，每段管长11.0m，各段之间用止水铜片止水，并在第一段中间设一厚0.4m截水墙和更换放水设施，放水设施采用斜拉杆式转动门盖闸门控制，涵管出口采用底流消能。
3.溢洪道
根据安全评价阶段结论和建议，根据研究，对溢洪道的一级消能进行改建，新建二级消能和出水渠。
引水渠段、控制段加固改造：新建引水渠段左岸边墙，右岸墙拆除重建。控制段原为宽顶堰自由出流方式。对控制段的加固采用拆除原有控制段，新建控制段采用宽顶堰，堰顶高程采用正常水位78.70m。堰净宽保持原来的20m。
消能设施的加固改造：从目前溢洪道的运行来看，目前一、二级挑流消能段受地形和地质条件的影响，如采用挑流消能，则挑距和冲坑均不能满足相关规范的消能安全要求，因此本次加固针对一、二级消能采用消力池消能。本次加固设计对一级消能工进行拆除重建，新建二级消能工，对两级消能进行了水力学计算，计算结果满足设计要求。
出水渠加固：禾坑溢洪道较长，尾部为较长的泄洪渠道，长173.50m。根据现场查勘，目前泄洪渠无任何衬砌，由于坡度较陡，在行洪时，渠道内流速较大。根据地质勘察，渠道两侧多为坡积土层，行洪时渠道两岸边坡跨塌严重，导致渠底淤积，行洪不畅，本次拟对这段泄洪渠边墙进行衬砌加固。
4.管理设施
根据现代化管理的要求，完善大坝安全监测、防汛公路、通讯等工程设施。以渗流观测为主，配齐必要的观测设施，实行自动化实时监测，以人工监测复核。主要监测项目包括：坝体变形观测、坝体渗流压力监测、坝基渗流压力监测、绕坝渗流监测、库水位和下游水位监测、坝区雨量监测等项目。
四、对禾坑水库除险加固工程的体会
禾坑水库是一宗以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小（一）型水库，该项工程于2008年11月完成安全鉴定工作，目前，已进入施工准备阶段，从紫金县禾坑水库除险加固工程设计实例中有以下几方面的认识与体会。
1.病险水库的除险加固任务艰巨，由于当时特定的历史条件，大部分病险水库存在严重的“三边”现象，防洪标准低，质量控制不严，尾工和隐患较多，时刻威胁下游人民生命财产安全和限制了当地的经济发展。
2.必须本着实事求是的原则搞好病险水库的除险加固工作，要精心设计，遵循哪儿有险、有病就除险加固哪儿，缺什么就补什么的原则，配备必要的管理设施和大坝安全监测设施，既要彻底除险加固又要经济安全，把有限的资金用到最需要除险加固的地方和项目。
3.重视原型观测和勘探资料的收集与整理：现有水库原型观测资料的整理、分析和对大坝进行探井、钻孔取样、钻孔注水（渗水）等地质勘探工作，是论证大坝性态的重要手段，也是水库的安全评价、加固或扩建的依据。
4.病险水库除险加固方案选择：病险水库存在的工程质量问题，具体表现在渗漏、滑坡和裂缝，主要是坝基、坝体和绕坝渗漏问题及因渗漏产生渗透破坏及使坝体浸润线抬高造成坝坡不稳的问题，即防渗加固问题。在设计中，要认真分析渗漏的原因，分清是坝体渗漏、接触渗漏、坝基渗漏还是绕坝渗漏及其具体部位，只有在查清了大坝隐患产生的原因，才能合理采用加固措施，处理方案才合理经济，防渗效果才最有效。
5.建立健全大坝安全监测系统：大坝安全监测在水库建设中占据重要的地位，可评价施工质量、验证设计并指导工程的安全运行。但大部分病险水库原有监测设施只有库水位观测外，几乎没有其它观测设施，难以对坝体渗漏作出准确的判断，不能及时准确为大坝安全运行提供依据。必须对原有观测设施进行完善，提高监测手段。
参考文献：
[1]张启岳等《土石坝观测技术》水利电力出版社，1993.3.
[2]牛运光《浅析土石坝防渗加固》土石坝工程（堤坝工程维修和加固文集），1999.12 .
[3]柳申周《临县阳坡水库大坝存在的问题及评价》科技情报开发与经济，2009.9.
[4]陈义霞《浅谈小型水库除险加固技术与材料应用》中国西部科技，2009.11.
关键词：禾坑水库 存在问题 加固措施 体会
一、水库的基本概况
禾坑水库位于东江左岸临江镇禾坑管理区，工程所属是东江一级支流柏埔河的禾坑水上游，坝址以上集雨面积7.35km2，干流长度5.2km，河流坡降0.021。禾坑水库正常蓄水位78.70m，相应库容109.5万m3，复核后校核洪水位81.42 m，相应库容154万m3，大坝为均质土坝，坝顶高程83.00m，坝顶长230.00m，坝顶宽6.70m，最大坝高17.0m。是一宗以灌溉为主，兼顾防洪、养殖的综合性小（一）型水库。工程于1957年动工兴建，1958年建成并投入使用。水库属于边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，且工程施工依靠大规模的群众运动完成，使得施工质量难以控制以及坝基处理不到位，给工程留下隐患。虽在1973、1995、1998年分别完成了反滤及大坝培厚加高，溢洪道前坡防渗粘土铺盖，更换涵管进口转动门盖、通气管、开关设备；放水涵管出口消能、坝后渠道改三面光批挡及坝后坡脚增设排水沟；坝体灌浆和加固输水涵管等措施，但效果并不明显。2008年11月，大坝安全类别鉴定为三类，应进行除险加固。
二、水库存在的问题
禾坑水库自1958年水库蓄水投入运行以来，历时50余年，充分发挥了拦洪、削峰、蓄水等多重作用，大大缓解了下游防洪压力，具有不可替代的作用，取得了较大的效益，但由于设计、施工及管理等方面的原因，大坝存在严重的安全隐患，长期处于带病运行状态。根据禾坑水库大坝安全鉴定成果及现场勘察情况，工程现存在以下主要问题：
1.大坝
大坝坝体填筑质量差，存在渗流安全隐患，坝体填土层的渗透系数大于规范允许值。当水库在正常水位运用时，左右岸坡与坝体填土接触带处存在较强渗透区域。大坝坝顶、迎水坡、背水坡局部塌陷、变形严重。
2.输水涵管
涵管进水口混凝土表层风化露砂，碳化深度大于保护层厚度，钢筋已经锈蚀，且存在顺筋开裂现象，通气管存在不同程度的破损。转动门盖表面防护漆全部脱落，锈蚀严重，局部破损，不能正常止水，拉杆锈蚀存在不同程度的破损。开关室设备及卷扬式启闭机陈旧落后。涵管内壁防护漆基本脱落，锈蚀较严重，局部存在不同程度的破损。
3.水库溢洪道
溢洪道进口左岸没有砌筑岸墙，目前引水渠左边坡跨塌严重；右岸进水渠边墙破损、开裂严重，浆砌石施工质量差，有裂缝，稳定性不够。一级溢洪道底板有破裂现象，水位上涨时且有漏水现象；泄槽段表层为浆砌石，底板浆砌石抗冲流速不够，不符合规范抗冲要求。二级溢洪道以下没有完成，水流均会对两岸山体有冲淘，易引起山体崩塌，不满足溢洪道安全运行要求。下泄洪水流归下游河道时，过流断面太窄，同时下泄洪水河道两岸没砌筑岸墙，易造成山体塌方，阻塞溢洪道，从不利塌方右方向发展，可危及坝体安全，不能满足泄洪安全的要求。
4.管理设施
工程缺乏必要的观测设备，无法用观测资料来判断大坝的运行状态。大坝防汛公路路况很差，对大坝防洪抢险不利。水库管理设施落后，生产、生活设施简陋或欠缺，水库安全检测、防汛、通讯等设施极不完善，不能满足水库运行管理的基本要求。
三、水库加固处理措施
根据水库存在的问题，本次除险加固工程的主要项目有：大坝防渗处理；大坝上游护坡；大坝下游培厚坝坡整治、反滤体重建；大坝观测设施完善；输水涵管、溢洪道改建加固；管理设施的完善、配套；防汛公路整治等。
1.大坝
大坝坝体防渗、坝基截渗：禾坑水库大坝安全鉴定成果表明，大坝坝体填筑质量差，存在渗流安全隐患，坝体填土层的渗透系数大于规范允许值，渗流计算结果表明，土坝背水坡计算浸润线较高。在水库设计洪水位下坝坡浸润线逸出点超出土坝反滤体坡面顶0.7m，校核库水位下超出1.1m，正常水位下在反滤体坡面线内。采用劈裂灌浆解决坝体防渗问题。劈裂灌浆按双排孔布置，排距1m，终孔距离：岸坡段3.0m，河槽段5.0m，孔深到坝基。对于已建大坝坝基的防渗处理，比较成熟的方法有帷幕灌浆和高压喷射灌浆，就本工程的实际情况，本设计推荐帷幕灌浆方案。
坝顶：禾坑水库大坝经复核计算，现有大坝坝顶高程83.00m，满足防洪标准要求。本次设计坝顶高程维持原高程，即坝顶高程为83.00m。坝顶上、下游侧设M7.5路缘石，宽0.4m，高0.6m，坝顶总宽宽7.0m。
上游坝坡：浆砌块石护坡由于施工复杂、人工成本较高的因素总体投资较混凝土护坡方案稍大。混凝土护坡既能满足技术要求，又具有投资省的特点，而且施工方便，质量易保证，因此，采用混凝土护坡，厚度0.10m，下铺砂砾石垫层厚0.12m，设置相应排水孔和变形缝。
下游坝坡：为防止坡面雨水冲刷和水土流失，将下游坝面整修平顺后植草皮护坡，这样既保护了坝坡，又美化了坝区环境，在下游坝坡马道内侧布置纵向排水沟一道，纵向排水沟从中间向两边横向排水沟分别设置0.1%的纵坡，以利排水，在下游坝坡中央设一道横向排水沟，下游坝脚与坝肩、山坡连接处及排水体外侧下部设一道排水沟，坝脚河床部分排水体外侧设集水沟。排水沟之间互相连通，形成坝面排水网。
反滤排水：大坝原表面式（贴坡式）反滤排水经过多年运行已淤堵，结合大坝加固设计成果，重新设计排水体。经过比较，权衡利弊结合禾坑水库实际情况，选择构造简单、工程量最省、施工时对坝体干扰小的贴坡排水反滤。贴坡排水反滤坡度取1:2.50，顶宽为满足施工及管理要求取2.0m，反滤顶高程为72.00m，设置集水沟。排水体与地基、坝体接触处设置反滤层以保护地基及坝体土。坝体下游设置量水堰。
2.输水涵管。
由于水库建于五十年代，运行已久及当时施工条件、生产设备极为不科学，大都是人工填土而成，原涵管存在破损情况，对大坝安全是一个隐患，且水库的原涵管内径0.6m，根据小型水库除险加固编制指引和有利于日后涵管运行时的安全检查，输水涵管的直径不宜小于0.8m。因此，采用破坝重建输水涵管，重建后的输水涵管直径为0.8m，采用现浇钢筋砼管，每段管长11.0m，各段之间用止水铜片止水，并在第一段中间设一厚0.4m截水墙和更换放水设施，放水设施采用斜拉杆式转动门盖闸门控制，涵管出口采用底流消能。
3.溢洪道
根据安全评价阶段结论和建议，根据研究，对溢洪道的一级消能进行改建，新建二级消能和出水渠。
引水渠段、控制段加固改造：新建引水渠段左岸边墙，右岸墙拆除重建。控制段原为宽顶堰自由出流方式。对控制段的加固采用拆除原有控制段，新建控制段采用宽顶堰，堰顶高程采用正常水位78.70m。堰净宽保持原来的20m。
消能设施的加固改造：从目前溢洪道的运行来看，目前一、二级挑流消能段受地形和地质条件的影响，如采用挑流消能，则挑距和冲坑均不能满足相关规范的消能安全要求，因此本次加固针对一、二级消能采用消力池消能。本次加固设计对一级消能工进行拆除重建，新建二级消能工，对两级消能进行了水力学计算，计算结果满足设计要求。
出水渠加固：禾坑溢洪道较长，尾部为较长的泄洪渠道，长173.50m。根据现场查勘，目前泄洪渠无任何衬砌，由于坡度较陡，在行洪时，渠道内流速较大。根据地质勘察，渠道两侧多为坡积土层，行洪时渠道两岸边坡跨塌严重，导致渠底淤积，行洪不畅，本次拟对这段泄洪渠边墙进行衬砌加固。
4.管理设施
根据现代化管理的要求，完善大坝安全监测、防汛公路、通讯等工程设施。以渗流观测为主，配齐必要的观测设施，实行自动化实时监测，以人工监测复核。主要监测项目包括：坝体变形观测、坝体渗流压力监测、坝基渗流压力监测、绕坝渗流监测、库水位和下游水位监测、坝区雨量监测等项目。
四、对禾坑水库除险加固工程的体会
禾坑水库是一宗以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小（一）型水库，该项工程于2008年11月完成安全鉴定工作，目前，已进入施工准备阶段，从紫金县禾坑水库除险加固工程设计实例中有以下几方面的认识与体会。
1.病险水库的除险加固任务艰巨，由于当时特定的历史条件，大部分病险水库存在严重的“三边”现象，防洪标准低，质量控制不严，尾工和隐患较多，时刻威胁下游人民生命财产安全和限制了当地的经济发展。
2.必须本着实事求是的原则搞好病险水库的除险加固工作，要精心设计，遵循哪儿有险、有病就除险加固哪儿，缺什么就补什么的原则，配备必要的管理设施和大坝安全监测设施，既要彻底除险加固又要经济安全，把有限的资金用到最需要除险加固的地方和项目。
3.重视原型观测和勘探资料的收集与整理：现有水库原型观测资料的整理、分析和对大坝进行探井、钻孔取样、钻孔注水（渗水）等地质勘探工作，是论证大坝性态的重要手段，也是水库的安全评价、加固或扩建的依据。
4.病险水库除险加固方案选择：病险水库存在的工程质量问题，具体表现在渗漏、滑坡和裂缝，主要是坝基、坝体和绕坝渗漏问题及因渗漏产生渗透破坏及使坝体浸润线抬高造成坝坡不稳的问题，即防渗加固问题。在设计中，要认真分析渗漏的原因，分清是坝体渗漏、接触渗漏、坝基渗漏还是绕坝渗漏及其具体部位，只有在查清了大坝隐患产生的原因，才能合理采用加固措施，处理方案才合理经济，防渗效果才最有效。
5.建立健全大坝安全监测系统：大坝安全监测在水库建设中占据重要的地位，可评价施工质量、验证设计并指导工程的安全运行。但大部分病险水库原有监测设施只有库水位观测外，几乎没有其它观测设施，难以对坝体渗漏作出准确的判断，不能及时准确为大坝安全运行提供依据。必须对原有观测设施进行完善，提高监测手段。
参考文献：
[1]张启岳等《土石坝观测技术》水利电力出版社，1993.3.
[2]牛运光《浅析土石坝防渗加固》土石坝工程（堤坝工程维修和加固文集），1999.12 .
[3]柳申周《临县阳坡水库大坝存在的问题及评价》科技情报开发与经济，2009.9.
[4]陈义霞《浅谈小型水库除险加固技术与材料应用》中国西部科技，2009.11.