中小型水库病险原因及其加固技术

程运业

（安徽水利开发股份有限公司，安徽 蚌埠233000）

1 前言

我国大部分水库修建于20世纪50~70年代，其中中小型水库占绝大多数，主要分布在农业发达的地区，以农业灌溉为主；部分的水库还兼有水力发电、供水、防洪、旅游等作用。但由于受当时施工技术、经济条件的限制，加之经过近50多年的运行，部分水库存在库坝区渗漏、坝体裂缝、库岸失稳、淤积严重等问题，甚至发生了大坝溃决事故，给社会及经济造成严重的损失。因此，我们水利从业人员需要从科学技术的角度分析中小型水库病险原因，并探讨采取如何的加固措施，这对今后加强水利建设是十分必要的。

2 中小型水库出现病险的主要原因

2.1 水库库坝区渗漏

坝址选择不合理。例如，在石灰岩地区没有在库区内坝址附近有隔水岩层的地方建坝，而选择其他地理位置不好的地方。

坝基基础处理不当。许多坝基，特别是一些土石混合坝，在清基时不彻底；回填土料，并且存在粘土防治层厚度过薄，起不到理想的效果。

坝肩处理不当。在建国后不久修建的中小型水库，大多是没有经过周密的施工设计，存在抢时间，赶进度，从而忽视质量，有的甚至将左右两坝肩的覆盖土取来进行筑坝，从而导致两坝肩覆土变薄，甚至没有覆盖层，全部岩石裸露。在水的长期侵蚀作用下，岩石沿节理裂隙溶蚀，久而久之就发育成渗水通道而渗漏，或剩下的薄层覆盖土被水压穿而出现漏水。

2.2 坝体裂缝

温度因素影响。在北方地区，冬夏温差较大，受热胀冷缩作用，坝面护坡块石经常处于不稳定状态。尤其是冬季，冰面与坝体相接处，由于冰推动作用，使处于不稳定的护坡块石运动加剧，形成隆起、堆积，冰面融化后，隆起堆积起来的护坡块石又自由滑落下来，难以恢复原状，长此以住，护坡遭到破坏。

施工质量问题。坝体断面不安全，填筑质量差，坝肩与岸坡接茬不良，在施工中清基不彻底。土坝块石护坡在施工过程中，常常由于块石砌筑不紧密垫层不实，经长期自然沉落和冰胀、水冲等综合作用，使护坡体局部坍陷、下滑，个别块石从护坡体中挤出在外，造成整个坝坡凸凹不平，产生裂缝。

2.3 库岸失稳

浪蚀作用。中小型水库多位于山间峡谷，风速小，水库弯道多，吹程较小，故风浪作用一般较小。一般出现塌岸的中型水库多属于平原水库，如河南官厅水库等，一般频繁出现的风浪坡高为40~60cm，有时可达100cm以上，浪蚀作用大。

浸泡与重力作用。水库蓄水后，库岸长期在水的浸泡作用下，岩土产生了物理化学、孔隙静水压力和动水压力等效应，并引发的中小型滑坡、崩塌和泥石流等，对水库的安全运用和水土保持以及库岸边人民生命财产的安全都构成了较大的威胁。

2.4 水库淤积

部分中小型水库存在淤积严重的现象。由于水库上游水土流失严重及水库本身缺少排沙底洞等原因，导致淤积严重，使得一些水库己无效益，防洪和兴利矛盾十分突出。据最新统计可知，70~85%的水库防洪标准偏低，主要原因是洪水分析成果不准，防洪标准偏低，泄洪能力不足。

3 病险水库的加固处理措施

3.1 柔性及刚性防渗技术

柔性防渗技术，即对大面积渗漏、没有集中渗漏通道的库坝区，并且坡度在小于24°的大坝，首先要对集中漏水通道进行处理，例如开挖回填混凝土塞，自流灌水泥浆、水泥砂浆等封堵渗；同时注意周边固结措施要得当，且需要用混凝土截水墙截到隔水岩层或不透水部位上，共同组成防渗体。

刚性防渗，即混凝土防渗。适宜覆土较薄、坡度在25~45°之间的岩石基面的岸坡渗漏区；其关键是根据所受水头选好混凝土标号、铺盖的厚度和确定水灰比。施工的时候应打掉岩基面的尖角，清除面上的泥垢、油污等杂质和强风化的破碎岩石，用水洗净后再)垫上2~3 cm厚的水泥砂浆，最后浇筑上混凝土。混凝土浇筑要振捣密实，养护2ld。对大面积的混凝土防渗铺盖要作分块处理，每块尺寸以4m×5m为宜，块间分缝处作好止水处理。

3.2 高压喷射灌浆防渗加固技术

高压喷射灌浆技术的基本原理是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或混合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。该技术技术是利用工程钻机造孔至设计处理的深度后，然后把带有喷头的灌浆管放进下土层的预定位置，采用高压把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层，土粒从土体上剥落下来后，一部分细小土粒随着浆液冒出地面，其余部分与灌入的浆液混合掺搅，在土体中形成凝结体。

高压喷射灌浆技术主要用于坝基加固，优点是不需对地基进行开挖，即可在地基某一深度建造符合设计要求的防渗体。其形式分为旋喷、摆喷和定喷。

3.3 劈裂灌浆防渗加固技术

土坝劈裂灌浆技术是我国首创研究成功的处理病险堤坝经济而有效的一项新技术。在此以前处理堤坝隐患大都采用构筑混凝土防渗墙，存在工程造价高、施工复杂技术问题。劈裂灌浆技术工作原理是在坝体中心纵向轴线上，以浆料为能量载体，施加一定的灌浆压力，有控制性地劈裂坝体，灌入粘土浆料。通过浆料与坝体的互压固结作用，在坝体内形成密实、竖直、连续的粘土防渗墙，让裂缝、洞穴及水平夹层等隐患均得到充填、挤压和密实，从而提高坝体防渗性能，达到防渗加固目的。此外，泥浆在排水固结时，析出的水扩散、湿陷、密实坝体，也改善了土坝内部应力状况，加固了土坝的变形稳定问题。这种防渗加固技术措施，简单易行便于施工，且可就地取材造价低廉。

3.4 混凝土截水墙及粘土铺盖技术

混凝土截水墙技术。对未设坝前防渗铺盖的坝体及左右岸坡，由于清除现有淤泥工程量大，投资大，而有的因库水不能放干而无法清除，故只有设置混凝土截水墙或其它防渗帐幕。混凝土截水墙应截到不透水岩层上，或截到不透水部位，与其它防渗体连为整体。粘土铺技术适用于粘土料场丰富的水库。对于已建成土坝的坝基渗漏，特别是当不透水层比较深的情况下，一般做垂直防渗墙(或截水槽)比较困难，则采用粘土铺盖。粘土铺盖长度一般不小于3~5倍坝前水深，铺盖厚度一般在上游段不小于0.5 m，与坝体相接处不小于1~2 m。

4 总结

中小型水库是我国水利设施中不可缺少的组成部分，但由于历史条件限制，部分水库存在多种复杂的问题，在分析病险原因的基础上，根据各个水库的实际情况对部分水利设施进行加固处理，对水库的安全运行起到重要的作用。总之，加强对中小型水库的日常养护维修工作，确实保证水库的安全运行。

[1]白永年，中国堤坝防渗加固新技术[M]，北京：中国水利水电出版社，2001年。

[2]贾智明，甘肃省小型水库溃坝事故分析及防止措施[J]，甘肃水利水电技术，2004第3期。

[3]蹇安贤，岩溶地区中小型水库库坝区渗漏处理措施[J]，贵州水利，2004第1期。

[4]高钟璞，大坝基础防渗墙［M］，北京：中国电力出版社，2000年。