黄翠香
永胜县水务局 云南省丽江市 永胜县 674200
摘要：永胜县是一个典型的农业县，水库较多，共有大、中、小型水库52座，其中中型水库有3座，小（一）型水库15座，小（二）型水库34座。小型水库对保障我县农业灌溉、人畜饮水和防洪等方面发挥了重要的作用，但是我县的小型水库大多数是二十世纪六七十年代群众运动的产物，属于典型的“三边工程”，又经过几十年的长期运行，大都存在着设施简陋、工程老化、经济基础薄弱等突出问题，形成了数量众多的病险水库，难以发挥其兴利效益，而且严重威胁了人们的生命财产安全。本文主要针对小型病险水库的问题和解决措施，提出了一些建议。
关键词：小型水库；病险水库；除险加固防渗
我县的大部分小型水库都是建于20世纪50—70年代，是二十世纪六七十年代群众运动的产物，属于典型的“三边工程”，又经过几十年的长期运行，大多数小型水库都存在大坝坝体、坝基、坝肩漏水；水库放水洞和溢洪道年久失修，不能正常运用，有水不敢蓄的问题，如不及时发现问题并及早采取除险加固措施，就会极大地限制永胜县经济发展的步伐，尤其对农业发展的制约更为明显。而且随着经济的发展，水库周围的环境、人口都发生了很大的变化，一旦水库发生问题，会造成严重的损失。如今小型病险水库管理明显成为水利工程中的薄弱环节，因此对小型病险水库的分析和加固是非常有必要的。
一、小型病险水库存在的问题
（一）大坝的渗漏情况严重
大坝渗漏一般分为三种类型：坝基渗漏、坝体渗漏、绕坝渗漏。
1、坝基渗漏。坝基渗漏的主要原因是岩土缝隙松散、夹层破碎、岩溶洞穴、断层软弱造成的，水库中的水流通过薄弱地带侵蚀坝基，导致出现渗透破坏的现象，给大坝带来了安全隐患。
2、坝体渗漏。在重力和其它原因影响下，坝体会出现裂缝，开辟水流渗漏道路，而且坝体结构面的维修不到位也会发生大面积渗漏情况[1]。
3、绕坝渗漏。水流绕过坝体在基岩和坝肩结合处发生渗漏，同样在坝体的破碎带和风化层都有可能发生渗漏，降低了坝体安全质量，危害到下游人们安全。
但这三种渗漏情况并不是单一存在的，工程建设是一个复杂的过程，影响因素较多。由于当时的工程建设条件所限，许多水库都同时存在着以上二种和三种渗漏问题。
永胜县小型水库大坝渗漏的原因主要是：大坝上、下游坝坡未设置护坡，加之受当时经济条件和技术条件的限制和影响，大坝设计标准偏低，基础清基不彻底，坝体碾压以人工夯实为主，压实度低，年久失修，工程老化，使渗漏情况日益严重，许多水库无法正常蓄水。
（二）抗洪、抗震性能差
小型水库建设由于受到当时施工技术的限制，在设计时防洪标准低，致使水库的抗洪能力差，小型病险水库大都不符合国家的防洪标准[2]。地震、泥石流等自然因素会造成水库的坍塌变形，埋下安全隐患，在水库修建时采用的抗震标准按照现在的地震烈度分析，大部分都低于抗震标准。而永胜县的小型水库所在区域在大地构造上属青藏～印尼巨型“歹”字型构造体系和经向构造体系及华夏系构造的复合部位，应力相对集中，区域地质构造复杂，主要发育SN向褶皱及断裂构造，且多为压扭性断裂。自新生代以来，区域地壳活动强烈，在新构造运动影响下，地震比较频繁。1992年12月18日至22日，2001年10月27日，永胜县境内发生5.4级、5.1级和5.7级三次中强地震（地震烈度为VII度），表明区域构造稳定性较差，地震对水库大坝的安全运行影响较严重。
（三）大坝安全稳定性差
因为缺乏大坝检测仪，大坝管理和质量评估只能依靠运行人员的经验和肉眼进行观察分析，在日常的维护中很难发现大坝内部的断面问题，长期积累下去，就会造成坝体坝坡出现裂缝，稳定性下降的问题。加之天长日久的水流冲刷、虫害、沼泽化迫害，致使大坝的安全稳定性差[3]。
（四）机电设备老化
水库中的机电设备和金属结构经过长时间的运行，已经超出了使用年限，出现腐蚀、老化、绝缘现象，大量的设备已经停止生产，难以实行维护检修。资金不足无法及时更新设备，使水库的防洪阀门不能正常使用，遗留下安全问题。
二、小型病险水库除险加固防渗的必要性
第一，除险加固防渗是工程安全运行的需要。渗漏问题无论是从水量还是危害都是从小发展到大的，由于长期渗漏大坝会产生渗透变形，发生流土、管涌等，甚至会发生溃坝，一旦水库溃坝失事，将给下游人民生命财产带来较大的灾难，造成巨大经济损失。
第二，除险加固防渗是使用水源的需要。我县的许多小型水库由于渗漏严重无法正常蓄水，下游农业生产用水无法保证，洪水季节起不到调洪的作用，大坝自身的安全也让人担心。比如我县的康家河水库，是当年定向爆破修筑的，建成后一直漏水严重，虽然上游来水大但还是蓄不起多少水，下游生产用水不足，而且前坝坡渗透变形严重，一到雨季防汛压力加大。直到2010年除险加固完成后水库才能正常蓄水。
第三，水库除险加固防渗能开辟多种经营道路。小型病险水库多数位于乡村城镇附近，在对水库除险加固后，可以提高水上养殖的面积，改善当地的农业结构，丰富的水源能为当地旅游业的发展带来机遇，给人们提供了度假休闲的场所。比如我县的翠湖龙潭水库，位于三川镇的“千亩荷塘”之首，于2014年除险加固后，整个水库面貌一新，引得游人驻足拍照。
三、小型病险水库除险加固防渗措施
小型病险水库除险加固防渗处理的根本目的就是堵水，防渗措施主要有：帷幕灌浆、充填灌浆、防渗墙、铺设土工膜等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（一）帷幕灌浆
大坝坝基帷幕灌浆措施主要是针对坝基渗漏严重的情况，对大坝坝基进行帷幕灌浆防渗。我县的大部份水库都存在坝基渗漏的问题，严重影响水库正常蓄水，在浪水坪水库、苦荞坪水库、东瓜坪水库、铜厂河水库等几座小（一）型水库实施坝基帷幕灌浆后，效果较好。现就苦荞坪水库的具体措施介绍如下：
苦荞坪水库属小（一）型水库。坝型为均质土坝。该水库是七十年代群众运动的产物，水库兴建时由于受当时的技术条件和经济条件的限制，没有对坝基及坝肩地质条件进行勘察，大坝施工时清基不彻底，坝体直接坐落在强风化的中厚层状泥岩、砂岩上，岩层倾角较缓，倾角仅为15°；左坝肩岸坡较陡，出露侏罗系中统张河组（J2z）中厚层状泥岩、砂岩地层，中等～强风化，节理裂隙发育，岩体完整性一般；右坝肩岸坡平缓，出露地层为侏罗系中统张河组（J2z）紫红色中厚层状泥岩、砂岩互层，中等～强风化，节理裂隙发育，岩体完整性一般。坝基和两坝肩均存在中等透水层，坝基和两坝肩存在渗漏问题，因此需对坝基和两坝肩进行防渗加固处理。
采用帷幕灌浆对坝基及两坝肩进行防渗处理，帷幕灌浆孔布置在加固后坝轴线上游2.0m，初拟孔距为1.5m，单排布置。坝基段顶界为2465.00m，底界以进入基岩透水率小于10lu5m控制。左岸灌浆边界其下以进入基岩透水率小于10lu5m控制，再根据地下水位线与水库正常水位线交点确定左坝肩帷幕灌浆边界，经分析，帷幕向左岸延伸64m。右岸边界以地下水位线与水库正常水位线交点确定，并考虑进入基岩透水率小于10lu控制帷幕灌浆边界，经分析，帷幕向左岸延伸16.82m。帷幕灌浆单排布置孔距确定为1.5m能满足要求，灌浆材料采用普通42.5Mpa硅酸盐水泥，各灌浆设计参数应根据灌浆试验确定和调整。
灌浆分段：第一段为基岩面以下2m，第二段3m，第三段以下为5m。射浆管距离孔底不得大于0.5m。
施工程序：分三序进行，按Ⅰ序孔→Ⅱ序孔Ⅲ序孔→检查孔的次序施工。
施工方法：灌浆采用150型地质回转式钻机垂直钻孔，钻孔过程中钻孔孔斜要控制在0.5～1%以内。采用自上而下分段循环灌浆法施工，灌浆泵灌浆，灌浆自动记录仪与之配套使用。钻孔结束后，帷幕灌浆要求进行压水试验。
（二）充填灌浆
大坝坝体充填灌浆防渗措施主要是针对坝体渗漏严重的情况，对大坝进行灌浆防渗。我县的小（一）型水库白草坪水库对坝体采取了充填灌浆防渗措施，具体措施如下：
充填式灌浆是利用浆液自重将浆液注入坝体隐患处，以堵塞洞穴和裂缝。灌浆孔一般布置隐患处或附近，按多排梅花形布孔，终孔距离可为1～2米。造孔深度应超过隐患1～2米。注浆管上端孔口压力应小于4.9×104pa（0.5kgf/c m2）对浆液和浆料的物理力学性质的指标要求。每米孔深每次灌浆量可为0.3～0.5 m3。已知洞穴很大，可适当增加灌浆量和提高浆液稠度。施工工序分为四个阶段：（1）造孔；（2）制浆；（3）灌浆；（4）封孔。灌浆的方法为：先灌上游排孔，再灌下游排孔，后灌中间排孔。充填式灌浆应采用分段灌注方法，由下至上，下套管分段灌注，段长可5～10m为。灌浆开始先用稀浆，经过3～5min后再加大泥浆稠度。若孔口压力下降和注浆管出现负压（压力表读数为0以下），应再加大浆液稠度。浆液的容重应按技术要求控制。在灌浆中，应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔，第二序孔灌浆结束后，再进行第三序孔。每次最大灌浆量应按设计要求控制，每孔灌浆次数应通过试验确定，一般为10次。岸坡坝段或弯曲坝段的劈裂式灌浆，可采用加密孔距，减小灌浆压力和1次灌浆量，轮灌或几孔同时灌注，增加复灌次数的方法。作好灌浆记录并绘制图表格。
（三）防渗墙
混凝土防渗墙就是在松散透水地基中连续造孔，以泥浆固壁，往孔内灌注混凝土而建成的墙形防渗建筑物。它是对闸坝等水工建筑物在松散透水地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一。防渗墙按分段建造，一个圆孔或槽孔浇筑混凝土后构成一个墙段，许多墙段连成一整道墙。墙的顶部与闸坝的防渗体连接，两端与岸边的防渗设施连接，底部嵌入基岩或相对不透水地层中一定深度，即可截断或减少地基中的渗透水流，对保证地基的渗透稳定和闸坝安全，充分发挥水库效益有重要作用。
我县的马鹿槽水库除险加固时采用的便是防渗墙。该水库修建时坝体下部18m为定向爆破堆石坝，上部19m为水力冲填坝。水库蓄水后即产生漏水，据坝后河内设堰观测，其渗漏量以1993年为例，1～5月、10～12月蓄水期间为17.0～40.5L/s，当年总渗漏量为598179m3。2010年对马鹿槽水库进行了除险加固，坝体防渗处理采用混凝土防渗薄墙，防渗墙布置的原则为：a.确保工程质量，保证大坝加固后安全正常运行；b.降低工程造价，力求防渗墙工程量最小；c.保证防渗墙施工期大坝稳定安全，不因施工造成坝体失稳；d.减少老坝体开挖量，又具备施工场地条件；e.减少施工与蓄水的矛盾，尽量满足用水需要；f.施工单一，便于与其它处理措施相协调。防渗墙最大墙高39m，墙顶长126m，墙厚40cm。考虑减少墙体结合部造孔工作量和满足施工期槽壁稳定安全，根据大坝坝土填筑情况，分Ⅰ、Ⅱ两期21个槽段，槽段长6m。工程完成后效果较好，解决了水库的渗漏问题。
（四）铺设土工膜
我县的小（二）型水库较多，而且绝大部份都是病险水库，渗漏问题也相当严重，而小（二）型水库除险加固资金少，不能采取灌浆和防渗墙的处理方式，相比较而言铺设土工膜既经济又实用，在青山咀水库、肖洞水库、李子坪水库、小东瓜坪水库等几座水库铺设后防渗效果较好。
土工膜铺设的施工工艺是：首先对坝坡进行整理，清除原坝面的杂草乱石，达到设计坡度，铺设30cm厚粘土垫层，再铺设复合土工膜，土工膜上面铺设10cm厚细砂、10cm厚中粗砂和10cm厚砼预制块护面。坝坡与坝基、坝肩接合处采用砼支撑及截水墙和土工膜连接，坝坡中部设1道砼支撑。施工过程中应控制好结合部位的施工质量。
以上几种防渗处理措施并不是单一存在的，可根据工程渗漏的实际情况结合使用，取得最佳防渗效果。
结语：
综上所述，小型水库的除险加固防渗工程量虽然不太大，但其运行关系到百姓的财产和生命安全，绝对不能因为嫌弃工作量小而忽视加固质量，上至政府部门下至施工人员都要充分认识这一点。高质量的工程需要各个部门的共同努力，在施工中要加强交流沟通，杜绝出现质量问题，确保小型病险水库除险加固防渗工程的万无一失。
参考文献：
[1]陈纯宁.论贵港市小型病险水库除险加固措施[J].企业科技与发展，2014，08：86-89.
[2].水利部全面部署病险水库除险加固工作，要求打好病险水库除险加固攻坚战让党中央国务院放心让人民群众满意[J].中国水利，2011，14：1-6.
[3]谢鹏.帷幕灌浆在小型病险水库除险加固工程中的应用[J].湖南水利水电，2014，04：44-47.
论文作者:黄翠香
论文发表刊物:《基层建设》2015年13期供稿
论文发表时间:2015/12/22
标签：水库论文; 坝基论文; 大坝论文; 防渗论文; 防渗墙论文; 帷幕论文; 我县论文; 《基层建设》2015年13期供稿论文;