黄土高原沟壑区小型水库除险加固设计要点总结

赵志华

（平凉市新水工程设计咨询有限公司   甘肃平凉   744000）

摘要:根据水利部水利统计公报，我国现有小型水库8万多座，对全国的防洪体系起到了相当重要的作用。然而，大部分小型水库始建于上世纪60～80年代，历经多年运行，部分水库已经出现较多的病险问题，对小型水库的除险加固就显得尤为重要。小型水库除险加固不仅能有效解除水库自身的安全隐患,还能改善和增强区域防洪体系,还能更好的保障水库发挥其应有的效益。本文结合作者近几年工作经验，在前人研究的基础上对黄土高原沟壑区小型水库除险加固设计要点进行探讨。

                         关键词

黄土高原沟壑区；小型水库；除险加固；设计及思考；探索

1.黄土高原沟壑区小型水库的主要病险问题

⑴高程系统的问题。黄土高原沟壑区小型病险水库大多建成于上世纪中后期，当时社会经济发展较为落后，行业规范标准不完善，没有统一的高程系统，有的甚至没有使用高程标准就开展设计和施工，为后续除险加固工作带来较大的困难。

⑵枢纽破损不全的问题。由于当时当时水库勘察深度不足，设计粗浅，施工简单，导致大多数小型水库坝基、岸坡有渗漏，坝体强度、稳定性不足，部分水库枢纽只有拦水坝体和简易放水建筑物，缺少泄洪建筑物，或即使有泄洪建筑物，溢洪高度和位置欠妥，泄洪不畅，水库管理维护不到位，缺少必要的岁修和安全监测。

⑶泄洪建筑物缺失或破损。由于当时人力、物力和财力匮乏问题，大部分小型水库未设计泄洪建筑物或设置了简易泄洪建筑物，导致泄洪建筑物位置不合理，建筑体出现不均匀沉降裂缝或侧墙土压力过大倾倒、渠槽堵塞、冲刷损坏等问题。

2.黄土高原沟壑区小型水库除险加固设计需注意的问题

黄土高原沟壑区的小型水库除险加固设计应该注重水库所在区域山大沟深、暴雨洪水湍急的特点，应对库区水文、地质环境进行充分调查，应收集水库原设计报告、施工图纸，掌握水库相关指标为现场勘察勘探提出指导意见；收集历年来水库运行的基本情况，初步分析病险部位及原因。同时勘察设计人员应深入现场，按规范要求在初步分析病险部位的基础上详细勘探取样、研究分析，深入查明水库存在的病险问题，提出有效、科学、合理的设计方案，以保障除险加固工程顺利实施。

⑴详细勘查，充分考虑各项因素。小型水库除险加固工程现场勘查要掌握库区所在区域是否处于地震、滑坡或其他工程的影响范围内，同时提出有效可行的处理方案，例如采取换填、灌浆等方法提高岩土体结构的完整性和防渗性；同时要详细调查库区水文资料，按水库用途采取相应处理方案，例如采取清淤扩容、加高坝体扩容等方式提高水库兴利库容和防洪能力。

⑵精准设计，采取最优除险方案。小型水库除险加固工程应以详细勘查为基础，按照因病施策的原则根据行业规范标准开展设计。对库区地质进行勘察，分析是否需要对库区地质条件进行改善；对坝体现状情况进行勘查，分析其稳定性和强度是否满足规范要求，有针对的进行除险加固设计；对现状溢洪道进行勘查，分析其稳定性及是否需要进行加固修复或拆除重建。

⑶跟踪服务，确保设计有效实施。水库除险加固工程勘察设计单位，不仅承担着项目前期的工作，也要在项目实施过程中保持与各方互动和协作，及时到现场指导处理施工中出现的问题，同时要开展好服务工地工作，解答好建设各方的疑问，促进除险加固设计落实落细。在后期检查验收上，还要做到严格把关，确保建设成果和质量符合设计要求。

3.黄土高原沟壑区小型水库除险加固工程设计案例

以甘肃省灵台县开展的2座小型水库除险加固设计为例，结合笔者勘察设计实践，浅析小型水库除险加固设计应该注意的问题和把握的要点。

⑴高程问题处理。经过对灵台县北庄和湫子沟2座小型水库进行勘察测量后发现水库原设计资料使用地方高程系统，与除险加固测量采用的CGCS2000国家大地高程系不能换算。主要原因是水库初建时期技术相对落后，采用的高程基准不准确，并且在水库后期运行期间也未进行测量校核修正。除险加固设计中采用国家大地高程系测量的溢洪道底板高程与原设计资料的底板高程之差对高程进行换算，从而完成除险加固工程高程的修正。

⑵大坝滑坡及渗漏问题处理。通过现场勘查和室内分析计算，2座水库大坝均有渗漏问题和稳定性不满足规范的问题。主要原因是水库建设初期，受当时技术条件限制，坝体填筑不均匀或压实度不足所造成。解决渗漏和稳定性不足问题可采用培厚坝体、坝体灌浆等方法，设计时可根据具体情况选用不同方法。比如有的坝体较低（15m左右）、坝顶较窄（4m左右）、坝体本身渗径较短，就可以采用培厚坝体的方法，即可以延长渗径，也可以增加下游坝体覆重，既能解决坝体渗漏问题，也能增加抗滑力，解决坝体抗滑稳定的问题；有的坝体较高（30m左右）、坝顶较宽（8m左右），具备坝体灌浆条件时,也可以采用小直径深搅桩或高压喷射注浆法，通过阻断渗流通道，既能解决坝体渗漏问题，也能降低浸润线、减小下滑力，解决坝体抗滑稳定的问题。

⑶泄洪设施问题处理。通过现场勘查，2座水库溢洪道均有侧墙倾斜、底板渗漏的问题，主要原因是水库运行多年，溢洪道底板渗水造成不均与沉降，从而造成裂缝扩大，侧墙倾斜、底板渗漏。解决侧墙倾斜、底板渗漏问题可采用拆除重建的方法，拆除后采用砂砾石换填基础满足承载力和变形要求之后重新浇筑溢洪道。

4.结束语

通过对灵台县2座小型除险加固工程的设计及思考，笔者认为黄土高原沟壑区小型水库的病险问题具有地域相似性，总结出相应的设计方法可为该区域小型水库除险加固项目提供参考。

参考文献

[1]王光军.陇东地区土坝病变机理探讨.《甘肃农业》,2004(10).

[2]刘懿.姚彤悦浅析小型水库除险加固设计要点.《珠江水运》，2023(02).

作者简介

赵志华（1993-  ），男，大学学士，工程师，从事水利工程勘测设计工作。