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摘 要：目前我国许多水库存在防洪标准偏低、达不到有关规范规定要求、以及工程本身质量差，工程老化失修等问题，形成了大量的病险水库，工程不能正常运行，严重威胁着下游人民群众生命财产或不能充分发挥其利益效益。有些病险水库下游是重要城镇、厂矿、交通干线，位置险要。如果水库险情得不到及时处理，后果将是十分严重的。为此，这里指出我国病险水库的病害原因分析，并结合实际总结出了水库除险加固的措施及土石坝加固新技术的運用。
关键词：病险；除险加固；土石坝；工程新技术
中图分类号：TV221.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）23-0134-02
1 小型土石坝水库病害的原因分析
1.1 水库防洪标准低
我国十分多的中小型水库建于20世纪60年代前后，因为历史理由在那时水利工程制订的防洪标准过低，20世纪80年代后期不停制订和完善了与水利工程相关的建设标准和规范，但之前建设的中小型水库经常面临防洪本领进低的状况。许多水库土石坝因原设计采用的水文资料精度不足和实测系列短，造成设计洪水计算成果偏低，当发生超标准洪水时洪水漫坝而溃决。如：河南板桥、石漫滩水库土石坝溃决是由于流域性特大暴雨超标准洪水引起的最为严重的事件。或者，因水库运用方式及设计规范修改，原设计采用的洪水标准偏低，不满足国家现行规范的要求，需要对大坝进行加高或扩建、增建泄洪设施，扩大泄洪建筑物规模加大泄洪量。因此，在土石坝加固设计中应按照国家现行防洪标准的规定，采用延长后的水文系列，对水库设计洪水进行复核。
1.2 大坝结构和抗滑稳定性差
许多水库大坝坝体断面不足、坝坡或坝体抗滑不稳定、坝体裂缝，地基沉降较大、坝体边坡偏陡、坝体断面单薄、坝体碾压不实填筑密度不够、坝体发生纵、横向裂缝等问题，大坝的稳定安全系数不能满足国家现行设计规范的要求，导致坝坡失稳，引起溃决。如：委内瑞拉埃尔依希洛土石坝因地基沉陷溃决；我国陕西1座均质土坝因地基变形和坝体断面单薄等原因，曾在晴天大坝发生整体失稳向下游滑动了数米，发生了罕见的晴天溃坝事件。
1.3 坝体、坝基渗漏严重
许多土石坝的坝体填土质量差，土体松散，坝体渗透性较强，绕坝渗漏严重，地基透水层没有采取有效防渗措施，或因坝体填筑质量差、防渗系统不完善、坝内涵管（洞）与坝体结合设计及施工不周，高水位时，背水坡多出现牛皮涨，甚至管涌、流土的现象，导致土石坝渗透破坏引起溃坝事故。
1.4 输、放水及泄洪建筑物老化、破坏较为普遍
许多水库存在输、放水建筑物裂缝、断裂、露筋、剥离、冲蚀、漏水等问题，严重影响建筑物结构的整体性，特别是遇坝下埋管时，极易导致接触冲刷破坏，危及坝体安全。多数水库存在泄洪建筑物结构裂缝、失稳、破坏；溢流面和泄槽未衬砌或质量差、冲蚀；无消能工或消能工不完善；基础淘刷；泄洪洞结构裂缝、露筋、无衬砌、无检修设施等。
1.5 水库淤积、山体滑坡、蚁害等问题
相当一部分中小水库坝体为土坝，因于缺少如有需要的养护和维修，出现白蚁和鼠害难题也就不足为奇了，这并且是使得坝体出现危害性洞穴，进而对水库大坝的安全构成危害。
小型水库使用年限一般在30～50年，按40年计，超出寿命的已占25%。小型水库安全问题对水库周边交通、通信、重要工矿企业、军事设施、县城、乡镇人口、耕地的安全造成严重威胁，若不及时对小型水库进行除险加固，水库一旦失事，将对人民生命财产安全造成重大损失。
2 除险加固措施
近年来，国家和相关部门，对水利工作的重视，加大了水利基础设施的投资力度，同时，也加强对病险水库工程的除险加固处理。发展多种经济，逐步解决水利工程存在的问题。主要采取以下措施：
加强中小型病险水库的除险加固工程措施：
（1）坝高、坝顶宽不达标的中小型水库
对坝高不够，坝顶宽偏小的中小型水库，根据水库工程级别，重新进行水文计算，复核设计洪水，确定坝顶高程和坝顶宽。对于坝坡要按规范规定和坝坡稳定计算，确定坝的坡度及护坡结构。
适当加高大坝，可以较大地增加调蓄能力，提高防洪标准。一般采取以下措施。①“戴帽”加高，从坝顶上直接加高，而不是从背坡脚开始培厚加高。加高部分，迎水面可以利用防浪墙直立加高，背水面上部坡度加陡一些，与下游坡面相接，一般也应经过计算，在安全的条件下进行。限于坝坡稳定的要求，加高的高度有一定限制，不能加高过大，影响坝坡稳定。一般加高1～2m，最大不宜超过3m。如加高过多，则必须加宽坝身。一般从背水坡脚加宽加厚。②从大坝背水坡培厚加高，这一措施，比“戴帽”加高工程量要大，造价也高。但为了满足大坝坝坡稳定的要求，也只有采取这一措施。加高大坝可以超过3m，根据需要来定。
（2）关于溢洪道欠宽的问题
溢洪道欠宽的，要按校核洪水的最大泄洪流量，确定溢洪道宽度和最大过水深度，以此来确定溢洪道宽度；溢洪道未衬砌的，要进行衬砌，保证溢洪道安全泄洪，以保大坝的安全。放水斜涵（闸）管和平涵管漏水的，根据各水库工程的特点，采用相应的处理方案，进行防漏防渗加固，漏水严重的要重建。
①溢洪道拓宽，并增设闸门，在地形、地质条件许可而且增加开挖量不大的情况下，将原溢洪道拓宽，而不降低堰顶高程，这是增加下泄流量、提高防洪标准的一项措施，投资也比较少，但不应增加泄流量过多，以免加重下游河道的负担。②溢洪道加深，并安设闸门。③溢洪道拓宽、堰顶降低并增设闸门；采取这一措施提高防洪标准。④增设溢洪道；在地形条件许可的情况下，开挖工程量不大，也可考虑增设溢洪道。投资可能大一些，但施工不受已建工程制约。
（3）水平防渗措施
水平防渗分水平铺盖与排水减压设施。水平铺盖加固；加固水平防渗铺盖，必须检查地区和坝址工程和水文地质状况，这是做好防渗加固的先决条件。通过勘察，了解坝基砂砾石平面和空间的分布情况、层次性质和分布规律以及地下水动态特性和渗透途径等，以便针对不同的具体条件，可能发生的问题、性质和程度，以及已成的铺盖情况，确定加固铺盖的具体尺寸、范围，铺盖层下是否需要增设反滤层，是否有软弱基础需要处理。同时，还要调查加固铺盖土料的料源、数量、级配、最大干容重、最优含水量、渗透系数和允许坡降等。
关键词：病险；除险加固；土石坝；工程新技术
中图分类号：TV221.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）23-0134-02
1 小型土石坝水库病害的原因分析
1.1 水库防洪标准低
我国十分多的中小型水库建于20世纪60年代前后，因为历史理由在那时水利工程制订的防洪标准过低，20世纪80年代后期不停制订和完善了与水利工程相关的建设标准和规范，但之前建设的中小型水库经常面临防洪本领进低的状况。许多水库土石坝因原设计采用的水文资料精度不足和实测系列短，造成设计洪水计算成果偏低，当发生超标准洪水时洪水漫坝而溃决。如：河南板桥、石漫滩水库土石坝溃决是由于流域性特大暴雨超标准洪水引起的最为严重的事件。或者，因水库运用方式及设计规范修改，原设计采用的洪水标准偏低，不满足国家现行规范的要求，需要对大坝进行加高或扩建、增建泄洪设施，扩大泄洪建筑物规模加大泄洪量。因此，在土石坝加固设计中应按照国家现行防洪标准的规定，采用延长后的水文系列，对水库设计洪水进行复核。
1.2 大坝结构和抗滑稳定性差
许多水库大坝坝体断面不足、坝坡或坝体抗滑不稳定、坝体裂缝，地基沉降较大、坝体边坡偏陡、坝体断面单薄、坝体碾压不实填筑密度不够、坝体发生纵、横向裂缝等问题，大坝的稳定安全系数不能满足国家现行设计规范的要求，导致坝坡失稳，引起溃决。如：委内瑞拉埃尔依希洛土石坝因地基沉陷溃决；我国陕西1座均质土坝因地基变形和坝体断面单薄等原因，曾在晴天大坝发生整体失稳向下游滑动了数米，发生了罕见的晴天溃坝事件。
1.3 坝体、坝基渗漏严重
许多土石坝的坝体填土质量差，土体松散，坝体渗透性较强，绕坝渗漏严重，地基透水层没有采取有效防渗措施，或因坝体填筑质量差、防渗系统不完善、坝内涵管（洞）与坝体结合设计及施工不周，高水位时，背水坡多出现牛皮涨，甚至管涌、流土的现象，导致土石坝渗透破坏引起溃坝事故。
1.4 输、放水及泄洪建筑物老化、破坏较为普遍
许多水库存在输、放水建筑物裂缝、断裂、露筋、剥离、冲蚀、漏水等问题，严重影响建筑物结构的整体性，特别是遇坝下埋管时，极易导致接触冲刷破坏，危及坝体安全。多数水库存在泄洪建筑物结构裂缝、失稳、破坏；溢流面和泄槽未衬砌或质量差、冲蚀；无消能工或消能工不完善；基础淘刷；泄洪洞结构裂缝、露筋、无衬砌、无检修设施等。
1.5 水库淤积、山体滑坡、蚁害等问题
相当一部分中小水库坝体为土坝，因于缺少如有需要的养护和维修，出现白蚁和鼠害难题也就不足为奇了，这并且是使得坝体出现危害性洞穴，进而对水库大坝的安全构成危害。
小型水库使用年限一般在30～50年，按40年计，超出寿命的已占25%。小型水库安全问题对水库周边交通、通信、重要工矿企业、军事设施、县城、乡镇人口、耕地的安全造成严重威胁，若不及时对小型水库进行除险加固，水库一旦失事，将对人民生命财产安全造成重大损失。
2 除险加固措施
近年来，国家和相关部门，对水利工作的重视，加大了水利基础设施的投资力度，同时，也加强对病险水库工程的除险加固处理。发展多种经济，逐步解决水利工程存在的问题。主要采取以下措施：
加强中小型病险水库的除险加固工程措施：
（1）坝高、坝顶宽不达标的中小型水库
对坝高不够，坝顶宽偏小的中小型水库，根据水库工程级别，重新进行水文计算，复核设计洪水，确定坝顶高程和坝顶宽。对于坝坡要按规范规定和坝坡稳定计算，确定坝的坡度及护坡结构。
适当加高大坝，可以较大地增加调蓄能力，提高防洪标准。一般采取以下措施。①“戴帽”加高，从坝顶上直接加高，而不是从背坡脚开始培厚加高。加高部分，迎水面可以利用防浪墙直立加高，背水面上部坡度加陡一些，与下游坡面相接，一般也应经过计算，在安全的条件下进行。限于坝坡稳定的要求，加高的高度有一定限制，不能加高过大，影响坝坡稳定。一般加高1～2m，最大不宜超过3m。如加高过多，则必须加宽坝身。一般从背水坡脚加宽加厚。②从大坝背水坡培厚加高，这一措施，比“戴帽”加高工程量要大，造价也高。但为了满足大坝坝坡稳定的要求，也只有采取这一措施。加高大坝可以超过3m，根据需要来定。
（2）关于溢洪道欠宽的问题
溢洪道欠宽的，要按校核洪水的最大泄洪流量，确定溢洪道宽度和最大过水深度，以此来确定溢洪道宽度；溢洪道未衬砌的，要进行衬砌，保证溢洪道安全泄洪，以保大坝的安全。放水斜涵（闸）管和平涵管漏水的，根据各水库工程的特点，采用相应的处理方案，进行防漏防渗加固，漏水严重的要重建。
①溢洪道拓宽，并增设闸门，在地形、地质条件许可而且增加开挖量不大的情况下，将原溢洪道拓宽，而不降低堰顶高程，这是增加下泄流量、提高防洪标准的一项措施，投资也比较少，但不应增加泄流量过多，以免加重下游河道的负担。②溢洪道加深，并安设闸门。③溢洪道拓宽、堰顶降低并增设闸门；采取这一措施提高防洪标准。④增设溢洪道；在地形条件许可的情况下，开挖工程量不大，也可考虑增设溢洪道。投资可能大一些，但施工不受已建工程制约。
（3）水平防渗措施
水平防渗分水平铺盖与排水减压设施。水平铺盖加固；加固水平防渗铺盖，必须检查地区和坝址工程和水文地质状况，这是做好防渗加固的先决条件。通过勘察，了解坝基砂砾石平面和空间的分布情况、层次性质和分布规律以及地下水动态特性和渗透途径等，以便针对不同的具体条件，可能发生的问题、性质和程度，以及已成的铺盖情况，确定加固铺盖的具体尺寸、范围，铺盖层下是否需要增设反滤层，是否有软弱基础需要处理。同时，还要调查加固铺盖土料的料源、数量、级配、最大干容重、最优含水量、渗透系数和允许坡降等。