摘要：由于各种原因，我国大部分小型水库存在不同程度的病险问题和安全隐患，对此，为保障水库的安全稳定运行，文章结合多年来从事小型水库除险加固工程管理的经验，对小型水库除险加固的相关问题进行探讨，重点探究了水库的加固防渗漏处理以及加固技术，并指出施工过程中应注意的事项，供参考。
关键词：水库；除险加固；技术措施
我国是一个地缘广阔的国家，水力资源分布相对失衡，因此，我国在全国各地修筑了大量的中小型水库。这些水库主要是为农业生产提供灌溉水源，也为人民生活用水和工业用水提供水源，同时为防御洪水灾害也发挥了一定的作用。然而，由于设计标准低、工程质量差、年久老化等原因，形成大量的病险水库，影响效益发挥并威胁下游安全，急需进行加固处理。
1.小型水库加固的必要性
很多水库的建设时间是20世纪60～70年代，由于当时的设计水平以及施工水平有限，勘测经验不足，导致施工质量不高，很多不能满足国家的标准规定。同时，一些小型水库的日常养护工作不到位，且使用年限较长，却没有得到合理的修缮，存在严重的安全隐患，威胁着人们的生命和财产安全。所以，进行水库的加固尤为必要，不仅可以提高水库的质量，保证稳定的农业生产水资源供给，而且很好地预防了自然灾害的发生，是我国水利建设顺利开展的基础和前提。
2.小型水库加固的资金来源
小型水库的加固工程，需要大量的资金支持。小型水库的社会效益以及经济效益较高，在养殖方面的经济收入量较大，可以将国家财政投入作为主要的资金来源，辅助一些私营收入，但近些年也并不多见。也可以将水库的经营权力进行拍卖，以筹集资金。要全面、综合地进行整治，政府的相关部门要严格监管水库的建设，确保资金使用的合理性。
3.小型水库除险加固现状
3.1加固标准要求不够高
首先，水库设计中，有按照标准进行计算和设计，但无法满足实际的运行要求；其次，施工过程中缺乏有力的管理，管理效果不理想，受到的影响因素以及限制因素较多，包括技术水平、施工能力、管理水平等因素，有些水库的防渗墙深度尺寸不足，坝顶距地面距离也和标准的规定有一定的差距，导致水库的抗洪能力不足；另外，有些水库虽然设计标准满足要求，但是缺乏水文测试数据或者资料不全，设计资料完全是手册中的数据，导致设计存在隐患问题；第四，在技术进步、社会发展的同时，水库的施工建设标准也在逐步更新，原来的设计已经明显不能满足新标准的要求。
3.2工程勘探深度尺寸不足
当水库竣工投入使用后，开始蓄水，如果出现坝基渗漏、绕坝渗水或者滑落，都有可能是由于施工中的操作不合理，或勘察结果不准确而引起的。我国现阶段运营的小型水库中，相当一部分是在20世纪60～70年代建设的，因为当时的技术水平还不够先进，所以没有在施工之前对水库进行全面、具体的地址勘探。在水库的建设过程中，只参照相关的地质勘探资料，而没有科学、全面地复核处理坝基，当水库蓄水时，发生坝基泄漏或者坝肩渗漏。
3.3泄洪能力不足
由于设计以及环境因素的作用，一些水库的溢洪道设计标准偏低，同时，有些施工人员也没有严格执行设计规范以及图纸的要求，擅自缩减溢洪道的截面积，导致泄洪能力明显减少，无法满足实际运营要求。当汛期来临，频繁出现大雨天气时，连续发生险情，对水库以及人们生命财产造成了极大的威胁。
3.4防水设备老化、严重漏水
由于没有进行技术的定时更新与操作人员的培训，也没有对运行的设备进行定期的检查、维护与修理。很多设备由于运行时间过长、养护工作不到位、性能严重下降，一些设备常年带病作业，还有一些设备已经无法正常运行，同时，没有进行设备的更新，导致运营水平下降。尤其是防水涵洞如果出现问题，水库则无法进行蓄水操作。如果发生渗流，还会导致坝身、坝壳以及心墙土料出现流水，使坝身产生孔洞，进而发生溃坝，造成严重的安全生产事故。
3.5安全监测与管理不到位
由于修建时技术力量以及施工水平的原因，我国很多小型水库没有设置大坝的监测和管理系统，没有办法对大坝的渗流、形状变化进行实时监控，加上一些小型水库没有设置专门的管理部门，管理工作主要由镇政府的相关部门或村委会来负责，没有专门的管理部门以及技术水平较高的工作人员，即便在大坝中补建监控设施，也没有专业技术人员进行操作和监控，没有办法实时了解大坝的运营状况，难免存在管理不严格、疏于管理等现象。
3.6没有修建上坝道路或质量不合格
由于在大坝建设的过程中，资金投入量不足，所以很多水库没有建设上坝道路，还有一些小型水库，即使勉强建设了上坝道路，但是由于资金有限，技术力量不足，道路大多为土路，不仅路面尺寸较窄，而且平整度不足，不利于防汛工作的开展。
4.小型水库加固防渗漏处理
主要从坝基、坝肩以及坝体几个方面进行加固防渗处理。
4.1坝基和坝肩渗漏
由于修建过程中坝基和坝肩的完善程度不足，所以都会出现接触性渗漏。当渗漏层结构为岩石时，可以通过对帷幕灌浆技术的合理利用，来实现加固。帷幕的深度要进入岩石不透层中或者风化层内部。深入的尺寸约5m多。孔的距离保持在1.5～2m的范围内。孔的位置要沿着大坝的轴线来设置，最终延伸到岸边的坝肩处。帷幕防渗墙不允许成为一个单独的部分，应该和防渗心墙、坝肩构成一个整体结构，成为一个垂直形式的防渗体。当坝基和坝肩的结构为土质时，渗透层深度不足，可以利用黏土墙来进行防渗，黏土墙进入基础以及两岸部分的深度尺寸为进入不透层的尺寸大于1m。上部比校核洪水位高0.3m以上，斜墙上端设置了保护层，保护层的结构为粗砂0.2m，砂卵石0.2m，石护坡0.3m。
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4.2坝体防渗
主要是通过对水库原有的防渗结构进行加固处理、补强处理或者重新修建来实现的。使用较多的处理办法有黏土斜墙、混凝土面板墙以及填充、霹雳以及高压喷射灌浆等方式。也可以采用套井回填以及土工膜防渗等技术。①黏土斜墙技术。对于黏土存量大、防渗心墙断面尺寸较小、渗漏现象相对严重的水库，可以采用黏土斜墙的施工方式。这种施工方法操作简单、但是效果显著，资金投入量小，被很多小型水库所应用。并且从重建后投入运营以后的状况看，应用效果良好。防渗能力较强。②填充灌浆防渗。对于心墙截面积尺寸较大、渗漏不严重的情况，采用充填灌浆技术。一般来说，如果心墙的施工中，由于施工质量问题，而导致发生轻微的渗漏，可以采用填充灌浆的技术来改善水库的运行状况。将浆液填入心墙内部，充分发挥防渗的目的。从水库改建以后的运营状况来看，效果良好。③土工膜防渗技术。当水库周边环境中粘度以及无黏土的数量较少，同时水库大坝黏土心墙的截面积尺寸不大，不适合应用黏土墙以及灌浆技术来实现防渗施工。土工膜的组成为两布一膜，厚度数值依据水库的水头数值来进行计算得到，中低坝的厚度尺寸约为0.5～1mm。布的重量约0.6～0.9kg/m2。在迎水面进行土工膜的防渗操作，在整个断面上进行铺设，将上游的坝脚和下游的端部全部铺设基岩，使之形成不透水结构，然后开沟固埋。土工膜的下垫铺设0.2m的粗砂。上部保护层结构通过铺设粗砂0.2m，砂卵石0.2m以及干砌石0.3m来实现护坡的修建。这种技术具有较好的防渗效果，资金投入量小，适应能力强，为小型水库广泛应用。
5.小型水库加固技术分析
5.1高压喷射灌浆技术
操作流程为，通过打孔钻井的方式对地基钻孔，然后施工，在需要进行再次加固的位置设置喷头，浆液由喷头喷出。这项技术中，最大的优势就是不用挖掘地基，而是通过定点加固的方式进行进一步处理，所以在具体的操作中，必须对钻机设置的角度以及钻入施工的方向和位置进行严格的管理与监控，保证在设备的作用下，泥浆可以顺利的进入。在整个喷射浆液的过程中，浆液所处的状态为液体状。
5.2柔性及刚性防渗技术
如果水库有较大的渗漏面，则应该将柔性和刚性防渗技术应用于水库的加固施工中。对出现漏水的位置进行集中化和合理化的处理。施工中严格满足操作流程，对不同环节的注意事项操作要尤为谨慎。包括：混凝土回填或者挖掘管道；开展封堵作业，通常选择泥沙材料；做好施工的检查和验收工作，保证加固操作的质量。就混凝土截水墙和岩石结构的联合防渗体，当覆盖层厚度较薄时，可以采用刚性防渗结构。加固之前做好清理工作，将杂质全部清除，加固过程中密切注重检查与管控加固质量，待施工结束以后，进行合理的养护工作，养护时间一般为28d。
5.3提高防洪标准
可以通过增加坝身的尺寸或者降低溢洪道的高度尺寸、加大溢洪道的截面积来解决防洪标准的问题。由于水库自身的设计过程中，洪水标准不足，坝体结构强度不足，对于防渗心墙质量合格的水库可以通过加大坡度、增大坝顶高度来提高坝身的强度。如果没有其他因素的影响，则将防渗心墙的高度加大、坝顶的尺寸增加，使其满足国家标准的要求，便可以达到加固目的，也可以修建防浪墙，来实现防渗心墙和坝顶尺寸的增加，防浪墙的位置在坝顶端，下部和心墙相连接，左端和右端与山脉相连，构成了一个相对封闭的体系。防浪墙的结构主体通常为钢筋混凝土。
6.小型水库加固的注意事项
6.1做好加固的前期准备
①做好大坝的安全鉴定工作。只有科学、准确、客观地对水库大坝进行安全鉴定，才能确保加固施工的合理性。作为大坝病害水库加固的前提条件和基础，鉴定工作的准确性至关重要。项目负责和主管部门应该将这项工作交给有相关资质和能力的机构来完成，以保证鉴定结果的有效性和科学性。鉴定完毕以后，结合现场的险情分布状况以及严重程度制定合理的加固措施和解决方案。②做好地质勘测。首先，保证所选择的勘测地点合理，环境满足勘测要求，不允许在具有危险的地点进行勘测。其次，在进行总体设计以及平面布置过程中，要做好勘测工作，钻探方法、取样以及试验方法应该合理，与设计条件相一致，技术人员必须详细了解现场的地质资料；最后，避免或者尽可能减少对地质环境造成损害；③保证设计方案科学合理。在方案的选择中，必须本着客观科学的态度，实事求是地开展工作，对于输水结构的建设，要做好挡水建筑的加固处理，合理改造启用闸门以及开关设备，合理布置通讯报警装置。小型水库加固施工必须将安全鉴定结果作为基本的依据，设计中应该严格比选不同的方案，选择出最佳方案。同时，尽可能降低资金投入量，减少能源消耗，满足水库所在地点的工程要求。
6.2强化项目管理
做好水库加固项目在建设以及投入运营以后的监督与管控，并将建设情况逐级上报，定期向上级水利主管部门汇报，统一进行监督与管控。在加固工作开始之前，要聘请行业中的专家依照标准对大坝的实际状况进行客观、科学的鉴定，然后分析水库的地形特点，全面分析存在的安全问题，并结合已掌握的资料和文件，制定合理的加固方案。另外，聘请勘察人员对水库的病害进行勘察了解，一旦发现问题，及时查找原因，并合理解决。
6.3建立工程运行管理机制
为了实现高水平、高效率的管理，必须制定一个科学、有效的管理机制。同时，与加固施工相结合，通过高效率的管理来实现资金投入量的降低以及质量的提高。管理人员要对经费的来源和去向有全面的了解和把握，通过责任制的建立，将具体工作落实到部门，落实到人。实现水库管理的良性循环。对小型水库的实际状况进行全面的调查了解，了解水库所处的环境条件，地形特点，并且针对这些外部条件合理制定加固方案。
7.结语
小型水库在我国各地普遍存在，加快病险水库除险加固，确保水库安全，充分发挥防洪和兴利效益，对促进国民经济发展和人民生活水平的提高，具有重要意义。本研究对有关问题展开了探究，希望可以在一定程度上为相关的专业学者提供参考与借鉴。
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论文作者:林锦聪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/23
标签：水库论文; 防渗论文; 大坝论文; 黏土论文; 坝基论文; 技术论文; 尺寸论文; 《基层建设》2018年第15期论文;