中小型水库病险加固施工及运行管理措施探讨

孔俊杰

摘要：我单位通过中小型水库病险加固施工及运行管理的实施，取得了较为满意的运行管理效果。最近，鹤山市四堡水库被广东省水利厅列为2022年度第一批水利安全生产标准化新申请达标单位。在具有明显的季风气候特征的今年夏季，暴雨发生的频次较高，下雨量较大，加之地质条件较为复杂和地方经济及生产活动的开展，容易加剧山洪等地质灾害的发生，因此对水库病险加固和运行管理给予了高度重视，不断强化水库的运行管理措施，以确保国家和人民的生命财产不受损失。本文结合实际工作就中小型水库病险加固施工及运行管理措施展开了分析探讨，以供参考。

关键词：中小水库；四堡水库；病险加固；施工技术；运行管理

引言

中小型水库除险加固是当前我国河流管理的必要内容以及要求之一，迎合了当前我国经济建设以及生产活动的需求。本文根据四堡水库实际情况，介绍了当前除险加固现状，并提出除险加固工程管理措施，以此更好地为中小水库管理提供技术支持。四堡水库位于广东省江门市鹤山市龙口镇境内西江水系沙坪河上游，主坝中心点的坐标为东经22°44′4.03″，北纬112°50′25.09″。沙坪河属于西江一级支流，发源于皂幕山，流经金岗、龙口、沙坪，经沙坪水闸汇入西江，流域面积328km2，河长39km，平均比降0.00306。流域内有三条支流，分别为升平河、桃源河及古蚕水。沙坪河流域内有四堡、金峡2座中型水库，小（1）型水库6座，白水坑水库和石寮水库是其中最大的两座。白水坑水库位于升平河上游，水库控制集雨面积15km2；金峡水库位于桃源河上游，水库控制集雨面积22.35km2。四堡水库、石寮水库位于沙坪河干流龙口河上游，水库控制集雨面积分别为27.3km2和7.5km2。

1 中小型水库管理现状分析

1.1 河流水库防洪能力不足

当前我国很多水库建设年代较为久远，虽然在20世纪50～60年代、80～90年代有过治理，但是治理标准往往偏低，使得当前水库建设标准不足，除涝标准未达到三年一遇，防洪标准未达到10年一遇。防洪泄洪能力较为有限，未能够达到当前河流与水库治理的标准与要求。经过长久的运行之后，河道河流淤积现象较为严重。河道原有的除涝能力、防洪能力显著降低，要求及时予以改善。

1.2 水库周边生态管理不足

当前很多中小水库沿岸出现了大量的临河建房现象，甚至有的商铺、房屋建设至河中，在河道中植树，向堤坝中乱扔垃圾，由此使得过洪断面有所缩减。堤坝处有违章建筑，使得房屋不断挤压断面。当前很多河道、排水涵闸、险工护砌断的建设年代较为久远，管理标准相对较低，多采用砖石结构，在长期运行过程中维护不足，产生了较为严重的损坏现象，很多桥梁已经成为危桥、阻水桥涵。河道堤防设置的科学性不足，高度不符合使用要求。很多中小型河堤运行过程中处于基本无人管理状态，或者徒有其名，未充分发挥相应的管理职能，专业管理人员不足，缺乏专业的管理设备与设施，因此未能够有效应对突发险情。很多堤坝本身建设质量不佳，未配置相应的排渗设施与防渗设施，因此很多中小型水库运行过程中容易出现脱落、风化、掏空、松动无垫层现象。使得护坝坡运行中出现了较为严重的块石损害现象，未设置必要的纵、横排水沟，冲刷了草皮护坡，影响了护坡的防洪性能。

2 病险水库加固施工的主要措施

根据近些年的除险加固实例，水库加固存在的普遍问题包括均以下几种类型：滑坡、沉陷、腐蚀、裂缝、渗漏、垮塌以及白蚁病害等，造成以上危害的原因是大坝的料质量差，或者是由于碾压工作没有做好上下游的坡度比例设计不合理等因素。另外，水库的输水建筑普遍存在渗漏、坍塌，无法正常取水等问题。本次以坝体防渗及输水建筑物处理措施进行分析。

2.1 坝体防渗措施

冲抓套井回填是一种垂直防渗技术，在实际应用时，需要先行在原有坝体内新建井口，而后在冲抓锥辅助下完成建井任务。在建井后，需要保证坝体具有多个孔位，而后在井内使用25 cm的黏土予以充填，随着夯实工艺的应用，即可提升土层紧固度，自此达到深度防渗目的。与此同时，在此项技术助力下，还能抑制坝体渗流，确保在防渗处理后，可以增强原有坝体的抗渗性。此方法具有施工简便、成本较低、适应软土地基沉降变形能力强、坝体防渗效果较好等优点，适用于中、小型均质土坝、心墙坝的防渗加固处理。特种粘土固化浆液是由粘土固化剂、粘土、水泥和水按一定比例混合组成的浆液。粘土水泥浆中加入一定量的特种粘土固化剂，固化剂中的无机盐与水泥反应生成胶凝体充填在空隙中，能有效地堵塞渗流通道，从而降低渗透系数，且能一次性解决坝体、坝基的防渗加固问题。与传统水泥粘土浆液相比，粘土固化剂在实际使用过程中，能够符合节能要求，整体所用水泥量偏少，而且也不易产生水污染。同时，此类材料的适应性较强，并不需要选用特定材料，可秉承就近取材的原则减少运输成本。在防渗加固处理中，也可以采用高压旋喷涂工艺，利用钻孔灌浆来提升坝体防渗性能。首先，施工人员可以在钻孔作业中确定好需要加固的部位，其次在孔位处安装钻杆设施，摆放好喷嘴，利用高压喷浆方式把混凝土浆料喷射在坝体上。此时能够对坝体上破损的位置进行修补，建立新的防渗层。在浆料自然凝固之后，墙体的防渗性能相较之前会有明显的提升。高压旋喷工艺具有施工速度快、施工条件要求低、耐久性良好的特点，在坝体的防渗加固工作中使用频率较高。在大量的小型水库除险加固实践中，又陆续出现了多种防渗方式，且在这个过程中不断得到完善，例如内坡铺设土工膜加盖粘土防渗，在部分工程中发现土工膜容易被损坏，后来在土工膜上浇筑混凝土，同时完善坝体下游侧的排水设施，对小型水库坝体渗漏处理效果较好。

2.2 输水建筑物处理措施

大部分土坝原来采用的是坝下埋管方式放水，其普遍存在洞壁渗漏、坍塌、放水孔不易控制等问题，输水建筑物不能正常放水，水库的效益就得不到充分发挥，因此输水建筑物的改造在水库除险加固中至关重要。坝下涵管改造普遍采用的方案包括封堵新建及开挖重建。开挖重建方案对于坝体填筑部分的要求比较高，否则将对坝体的安全运行造成严重隐患。因此当水库两岸有较好地质条件山体时，对坝下涵管经常采取封堵处理后新开隧洞，隧洞进水口通常采用的形式主要包括竖井式、塔式及台阶式等。在对输水建筑物进行防渗处理时，可以在进水口类型方面进行调整。在隧洞进口处挖掘竖井，加固内部壁面，井的顶部布置启闭机械及操纵室。竖井式进水口的优缺点明显，优点表现为抗冲击性能良好，稳定程度高。缺点表现为开挖难度大，巡视工作量大，需要耗费更多的人力和物力。塔式进水口是独立于隧洞首部而不依靠岩坡的封闭式或框架式塔，塔底装设闸门，在塔顶设启闭机室。这种型式主要存在受风浪影响大、需要较长的工作桥与库岸或坝顶相连接、检修困难等，常用于岸坡岩石较差且库内水位变化较大的情况。台阶式进水口（即分级卧管）是小型水库中广泛采用的一种方式，分级卧管斜躺在山坡上，建造成台阶式，台阶上面有一个一个地放水孔。该类型进水口上下两端改造位置分别为蓄水位最高水位线、输水涵洞接线处。至于进水口建设时设置的放水孔，应在闲置时进行密封处理，以免出现泄水情况。使用期间，可以随着水位降低，逐层开启放水孔。而且还要新增通气孔，杜绝真空现象。但此种方式因孔口较多，易漏水，故分级卧管一般用于小型水库和山围塘。

2.3 重点河道治理

加强对重点河道的治理，尤其是针对人口超过百万的乡镇、县城、村庄、农田以及具备基础设施的河段等。丘陵以及平原的重点治理对象为人口以及农田较为集中的河道淤泥卡口，山丘河流的重点整治对象则为乡镇以及县城的河段，在整治过程中重点保持河道原有的自然生态。当前我国针对河道整治出台了《全国重点地区中小河流近期治理建设规划》的文件，重点提出了2209条河流，并提出了一些重点的防洪问题，要求联合采取河道整治、加高加固堤防护岸、清淤疏浚等联合措施。

3 水库运行管理措施

3.1 建立良好循环的管理机制

病险水库的形成从某种程度上可以归纳为人为因素，即水库管理不到位或是日常维修不及时等，这就导致原本质量优良的水库逐渐产生破损问题。因此，在加固施工中还需要建立闭环管理机制，实现良好的循环管理，自此确保水库管理职责更加清晰化。一方面，在水库管理工作中，应当设置责任机制，凭借管理职责的细化分配，保证每名水库管理员，都能严格履行个人职责。此外，要求承担水库运行管理职权的管理员，在日常工作中应当加强巡视，随时记录坝体开裂以及渗水情况，并且及时上报险情。另一方面，对施工人员定期进行职业培训。无论是水库调度事宜还是水库维修管理事务，都要严格遵照相关规定，及时为施工员、管理员、技术员召开职业培训活动，以期在培训中掌握专业知识，就此激发安全防护意识。另外，在加固施工中，管理员也要依据管理要求，对施工员错误的施工行为予以纠正，而且还要合理搭配施工资源，以便在良性循环中，切实维护水库质量与水库运行安全。

3.2 进行大坝生命周期和安全技术的研究

病险水库的维修与加固施工往往需要投入过多人力物力。为了延长水库坝体使用年限，应当围绕大坝生命周期，以生命管理技术严控水库风险。水库大坝趋于病险水库发展中，会历经老化、破损的过程。若施工人员能够在病险水库进展期间对其进行安全评价，依照评价结果提出安全防护策略，并且在水库尚可保持正常运营状态的情况下进行加固，有利于保护水库完整度。另外，在判断当前水库存在潜在风险时，应立即组织施工人员实施加固处理，自此在维护生命周期原有安全等级之上，严控水库风险，这也是病险水库优化加固施工成效的关键步骤，应得到水库管理团队的密切关注。

3.3 保障工程顺利施工

病险水库加固工程的建设本身需要投入充足资金，要想确保该项工程的顺利施工，理应拓宽资金来源。从往日工程施工成果可了解到：加固效果常受资金问题影响。一旦缺少资金保障，不但不利于购进优质加固材料，而且对专业技术人员的聘用也会产生阻力。此时，除了可以在政府拨款项目上新设水库除险基金外，还可以将此工程纳入投资项目中，吸引社会资本力量，继而提高资金储备量，提升病险水库修建质量。另外，对于资金来源的增扩，还应当在政府与社会资本合力下，逐渐形成专项资金，以免因缺乏施工资金，致使工程进度有所延误。若资金充足，即可为除险加固事项的落实奠定夯实基础。

3.4 构建安全检测中心

为了更好地降低水库病害率，应该加强对水库的检测，及时发现水库的问题，优化水库的发展。我国还没有高超的病害水库检测技术，针对这项问题，应该进行安全检测中心的建设，提升水库的调度计划，及时执行相关计划，有效检测水库中存在的病害问题，及时做好水库除险加固工作，提升水库检测质量，增加水库安全性。除此之外，还应该建设相应的水库区域的防洪通信系统，促使水库之间各个不同区域可以共享实际的水文信息，根据信息的实际情况进行防洪方法的制定，维护水库运行安全，更好地抵御风险。在进行水库的除险加固工作中，还应该加强水库运行管理，认识到自身的工作优势并加以利用，进行有效的运行管理机制的建设，更好地进行经营工作，提升当地的经济效益。为了水库能够更加长远的发展，还应该优化工作人员的薪资水平，提升工作人员的专业知识和能力，加强水库工作的科学性。

4 结语

综上所述，在对病险水库进行加固处理时，若能联合坝体防渗处理与进水口合理设计等措施，开展除险作业，即可获得显著的维护水库安全的效果。同时，为了促使病险水库在加固过程中拥有优良的养护条件，还应当从循环机制、生命周期、资金来源以及安全检测中心等方面着手，确保病险水库在前期加固与后期养护管理举措下，实现稳定运行，为我国水库项目的良性建设给予依托。

参考文献：

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