袁明杰 湯杰 單潔 袁敏

（青島市水利勘測設(shè)計研究院有限公司 山東青島 266071）

1 概況

膠南是個多水庫的城市，共有小型水庫 179座，其中?。?）型水庫 33座，?。?）型水庫146座。近十幾年來，由于上級領(lǐng)導(dǎo)的重視和國家對水利投資的加大，許多水庫得到了不同程度的加固治理，防洪標(biāo)準(zhǔn)也不同程度地提高。然而，由于膠南市小型水庫多數(shù)是二十世紀(jì)六七十年代群眾運動的產(chǎn)物，又經(jīng)過幾十年的長期運行，大多數(shù)小型水庫都存在大壩護(hù)坡?lián)p壞，壩體、壩基、壩肩漏水，水庫放水洞和溢洪道年久失修，不能正常運用，有水不敢蓄的問題，如不及時發(fā)現(xiàn)問題并及早采取除險加固措施，就會極大地限制膠南市現(xiàn)代化的發(fā)展步伐，尤其對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的制約更為明顯。

2 小型水庫調(diào)洪演算

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2000），?。?）型水庫系指庫容從100萬立方米到1000萬立方米，工程級別屬Ⅳ級；?。?）型水庫系指庫容從10萬立方米到100萬立方米，工程級別屬Ⅴ級。山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：Ⅳ級水工建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50～30年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為1000～300年一遇；Ⅴ級水工建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為30～20年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為300～200年一遇。

根據(jù)多年實踐經(jīng)驗及專家驗證，膠南市小（1）型水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 300年一遇；小（2）型水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇。由于無實測流量資料，設(shè)計洪水計算采用由暴雨資料推求設(shè)計洪水。暴雨資料由《山東省小型水庫洪水核算辦法》中提供的“山東省多年平均24小時暴雨等值線圖”、“山東省最大 24小時暴雨變差系數(shù)等值線圖”，確定不同頻率的設(shè)計暴雨。

3 小型水庫除險加固的措施

除險加固措施有多種，可以具體問題具體分析，根據(jù)每個小型水庫的實際情況，分別采取切合實際的除險加固措施?，F(xiàn)在針對小型水庫存在的主要問題，介紹一些工程中經(jīng)常采用的典型的措施方法。

3.1 大壩上游坡8

3.1.1 存在問題

根據(jù)現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)膠南市小型水庫大壩上游坡目前多采用的是干砌亂石護(hù)坡，亂石破碎、風(fēng)化嚴(yán)重，多數(shù)亂石塊徑不滿足規(guī)范要求。而且干砌石護(hù)坡未護(hù)至壩頂，石縫中雜草叢生。

3.1.2 處理方案比選

根據(jù)水庫所在地區(qū)的材料來源、水庫周邊環(huán)境及大壩具體情況，考慮四種方案進(jìn)行比選：

（1）干砌甲級亂石方案（方案一）

將現(xiàn)狀上游坡干砌亂石拆除后對壩坡進(jìn)行整坡，而后新做護(hù)坡。死水位以下利用拆除的原干砌亂石拋石護(hù)坡。

（2）M10漿砌甲級亂石護(hù)坡方案（拆除原護(hù)坡，方案二）

將現(xiàn)狀上游坡干砌亂石拆除后對壩坡進(jìn)行整坡，而后新做護(hù)坡。利用拆除的原干砌亂石拋至死水位以下對護(hù)坡進(jìn)行加固

（3）M10漿砌甲級亂石護(hù)坡方案（不拆除原護(hù)坡，方案三）

新購亂石并將其拋至死水位以下對護(hù)坡進(jìn)行加固，死水位至壩頂之間對現(xiàn)狀護(hù)坡采用碎石進(jìn)行灌縫并找平，而后做M10漿砌甲級亂石護(hù)坡。

（4）現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡方案（方案四）

將現(xiàn)狀上游坡干砌亂石拆除后對壩坡進(jìn)行整坡，而后新做護(hù)坡。死水位以下利用拆除的原干砌亂石拋至死水位以下對護(hù)坡進(jìn)行加固。

方案三投資最多，方案二次之，方案一投資第二省，方案四投資最省。

四種方案各有優(yōu)缺點：方案一施工簡單、施工技術(shù)易于掌握，適合大面積開展施工，耐久性好，美觀，但易遭人為破壞且小水庫多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，管理難度較大；方案二施工簡單、施工技術(shù)易于掌握，適合大面積開展施工，耐久性好，美觀，但在水位變動區(qū)易受凍融影響導(dǎo)致砂漿脫落；方案三施工簡單、施工技術(shù)易于掌握，適合大面積開展施工，耐久性好，美觀，但造價高，在水位變動區(qū)易受凍融影響導(dǎo)致砂漿脫落且由于壩坡存在坍塌現(xiàn)象造成施工銜接困難；方案四整體性好，抗風(fēng)浪沖擊能力強(qiáng)，造價低、投資少，但耐久性相對較差。根據(jù)各方案的優(yōu)缺點并結(jié)合水庫所在地區(qū)的材料來源、水庫周邊環(huán)境及大壩具體情況，膠南市小型水庫除險加固擬定采用方案二即 M10漿砌甲級亂石護(hù)坡方案（拆除原護(hù)坡）對上游壩坡進(jìn)行加固。由于水位變動區(qū)漿砌石易受凍融危害，在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督，確保質(zhì)量。

3.2 下游護(hù)坡

3.2.1 存在問題

由于修建年代較早，下游坡草皮護(hù)坡質(zhì)量差，下游坡無縱、橫排水溝，坡腳無排水體。

3.2.2 處理方案

先清除坡上植物、植物根系及影響壩坡安全的樹木，將坡面挖成臺階狀，每級高0.3m，而后補(bǔ)坡培土至設(shè)計坡比后壓實，種植草皮護(hù)坡，使其根系密集層平均厚度要求達(dá)到10cm以上。為了及時排除壩后坡雨水，避免雨水漫流沖刷坡面，每隔50m設(shè)一道縱向排水溝，在壩腳設(shè)橫向排水溝。過水?dāng)嗝鎸捑鶓?yīng)大于30cm，以便人工清淤。

3.3 壩頂

3.3.1 存在問題

現(xiàn)狀路面均為土質(zhì)路面，遇雨天壩頂泥濘不堪，影響交通。

3.3.2 處理方案

壩頂路面的橫向坡度為0.02，擬排向下游側(cè)。壩頂整平時，路基翻起30cm，摻入10%水泥（水泥與干土重量的百分比）攪拌均勻后分兩層用壓路機(jī)壓實，壓實度達(dá)到96%，其上做20mm厚中粗砂。壩頂路兩邊設(shè)路沿石，路沿石在橫向排水溝處留排水口。

3.4 壩體防滲

由于水庫興建年代久遠(yuǎn)，多數(shù)水庫存在大壩漏水情況，經(jīng)地質(zhì)勘探，原因大都是由于筑壩材料防滲系數(shù)不滿足規(guī)范要求引起。故可根據(jù)筑壩材料埋深不同，選擇不同的方式進(jìn)行防滲處理。

3.4.1 壩肩防滲工程

土層距壩頂厚度較薄時，采用截滲墻防滲。在大壩壩頂開挖一個底寬 2.0m，坡比為 1：1，深入滿足要求的土層內(nèi) 0.5m深的梯形缺口，將開挖土方摻入10%水泥回填，壓實度不小于96%。

3.4.2 壩體防滲工程

對于壩體漏水可采用深層攪拌樁連鎖墻方式截滲。在壩頂沿壩軸線布設(shè)攪拌樁，樁徑為400mm，圓心間距 250mm，有效截滲厚度為312mm，攪拌樁插入滿足要求土層內(nèi)0.5m，滲透系數(shù)為10-6cm/s數(shù)量級。固化劑采用425#普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為12%。具體做法為運用單頭深層攪拌設(shè)備，采用液噴形式對土層進(jìn)行攪拌，調(diào)整好孔位之間的中心距離，使相鄰兩個樁柱之間有一定的搭接長度，便可在軸線上形成一道完整、連續(xù)具有一定有效搭接厚度的樁柱式連鎖防滲墻，達(dá)到截滲目的。值得注意的是，由于操作設(shè)備較大，所以壩頂工作平臺需大于8m寬。

3.4.3 壩基防滲

壩基進(jìn)行防滲處理，處理方案采用帷幕灌漿。

灌漿孔沿壩軸線上游35cm，下游40cm各布設(shè)一排，灌漿孔孔距1.5m。灌漿孔孔底深度為進(jìn)入滿足規(guī)范要求土層0.5m。灌漿時先灌下游排，后灌上游排，同排灌漿孔分兩序進(jìn)行灌漿，先灌奇數(shù)孔，再灌偶數(shù)孔。灌漿漿材采用水泥漿，漿液比重和灌漿壓力根據(jù)試驗確定。

灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)采用灌注率小于0.4L/min時持續(xù)60min，或灌注率小于1L/min持續(xù)90min，兩者滿足其一即可停止灌漿。灌漿結(jié)束后采用機(jī)械壓漿法對灌漿孔進(jìn)行灌漿封孔。

3.4.4 放水洞

放水洞經(jīng)多年運行，砌石洞身砂漿剝蝕，閘門銹蝕，漏水嚴(yán)重，啟閉機(jī)老化。為了加固放水洞，在放水洞原砌石洞身內(nèi)襯小于洞身的錳鋼管，聚氨酯襯里。砌石洞身與錳鋼管之間用M15水泥砂漿充填，兩側(cè)采用C25混凝土封堵。對砌石豎井內(nèi)壁進(jìn)行剔縫，剔縫深度不小3cm，再用采用M20水泥砂漿進(jìn)行勾縫。更換鑄鐵閘門，配備相應(yīng)的螺桿啟閉機(jī)。

3.4.5 溢洪道

現(xiàn)狀溢洪道多為開敞式，多年運行或溢洪道底及護(hù)岸破舊不堪，或溢洪道淤積嚴(yán)重，影響水庫的安全運行，成為大壩的安全隱患。為保障安全度汛，需對溢洪道進(jìn)行清淤，及兩岸邊墻進(jìn)行加固，采用重力式擋墻，溢洪道底采用M10漿砌甲級亂石進(jìn)行護(hù)砌。如果不方便汛期搶險和大壩日常維護(hù)管理，可于溢洪道進(jìn)口段設(shè)交通橋。

4 結(jié)束語

膠南市小型危險水庫除險加固工程實施后，能夠確保水庫安全度汛，正常蓄水，發(fā)揮其應(yīng)有的防洪社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，大大保證了水庫下游廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全，對于發(fā)展農(nóng)村水利和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有積極的意義。