郑 磊
汉中市汉台区水利管理中心 陕西 汉台区 邮编 723000
摘 要：本文以汉台区典型的小型水库水库除险加固问题为切入口，结合笔者参与汉台区马家崖水库在除险加固设计方案、建设管理及水库运行管理过程中的一些经验，存在的问题进行浅析，可供小型病险水库建设人员参考。
关键词：小型水库 除险加固 建设管理 运行管理
党的十九届五中全会提出要加快病险水库除险加固，小型水库病险水库加固工程，是消除水库安全隐患，事关人民群众财产安全，改善农民收入，美化生态环境，促进乡村振兴的重大举措，是十分必要的。
汉台区共有小型水库45座，其中小一型水库6座，小二型水库39座，总库容918万m3。水库大多为均质土坝，主要问题为：1、大坝迎水坡缺少坝面防护，受库水位风浪冲刷迎水面形成陡坎，坝体局部塌陷，背水坡无排水沟和反滤体设施，排水体功能失效等；2、泄洪能力不足，如溢洪道泄洪能力低，不能满足防洪标准要求，年久失修、砌体裂缝等；3、放水设施老化，砌体变形、裂缝，渗漏问题；4、按照防洪标准水库坝体高度、坝顶宽度或坝面坡度不够；5、坝基清理不彻底、不完整，渗漏严重等。这些隐患致使水库不能按正常蓄水位蓄水，为确保水库安全运行，则降低蓄水位，使水库调节蓄水功能减弱，农业生产得不到充足水量保证，制约当地社会经济发展。
本次以汉台区典型的小型水库基本情况及病险问题为切入口，结合笔者在参与汉台区马家崖水库病险水库设计及建设管理等方面的问题进行分析浅谈，提出了几点建议，该水库除险加固作者也参与整个过程，可供水库建设人员参考。
1、水库概况
马家崖水库位于汉中市汉台区汉王镇永久村，属汉江水系白家河沟，流域面积3.15 km2。水库建于1966年11月，原设计水库总库容33.5万m3。水库属集体管理性质，主要以灌溉为主，辅以养鱼，承担灌溉汉王永久等村800亩农田用水。
水库枢纽工程由大坝、溢洪道及卧管涵洞组成。现状水库总库容33.5万m3,大坝最大坝高15.78米，属山区丘陵区的水库，溢洪道堰顶总宽度4m，最大过洪能力27.13m3/s。现有放水设施为卧管涵洞，涵洞最大输水能力0.78 m3/s。马家崖水库现状工程存在的主要问题是：(1)大坝迎水坡受到库水冲刷，干砌石坡面破损松动，大坝东侧部分迎水坡面未经砌护。背水坡脚无反滤体及排水设施，坡面不规整，杂草重生，植有大量树木，坝顶未硬化；(2)溢洪道由于修建时间长，质量标准低，杂草重生，溢洪道内淤积堵塞严重，侧墙底板砌体局部破损，无消力池防冲效能设施，影响溢洪道正常泄洪；(3)放水卧管年久失修、卧管砌体老化，局部出现裂缝，影响正常运行；(4)水库坝肩东西护岸未经砌护，杂草重生，垮塌严重；(5)大坝无水尺等安全监测设施，无防汛通讯设备，上坝防汛道路泥泞不堪,管理房破旧。
因此，为了确保水库的防洪安全、消除水库隐患，加之近年来国家对病险水库的重视，2017年2月汉台区水利局组织专家对马家崖水库进行了安全鉴定，编制了《马家崖水库安全鉴定报告》认为马家崖水库为病险水库，2018年4月在安全鉴定的基础上编制完成了《马家崖水库除险加固工程初步设计》，后经市局批复后于2018年9月正式开工建设，2019年2月完工。
2、水库除险加固设计方案
马家崖水库除险加固工程项目主要是水库三大件的加固：即大坝加固、溢洪道改造、放水设施加固。
在除险加固前对工程设施存在问题和水库工程级别重新进行水文计算，复核设计、校核洪水，确定坝顶和溢洪道的高度、宽度；对坝坡要按规范要求，复核验算其抗滑稳定性，确定坝的坡度及防护结构形式；对放水设施应根据水库的工程特点，采取相应的处理方案，进行防渗防漏加固；对坝体应注意不均匀沉陷和裂缝的检查，分析产生原因，及时处理；对坝基渗漏大，坝体填土质量差的水库，要进行坝基防渗灌浆和坝体固结灌浆处理，确保大坝安全。
2.1、大坝迎背水坡加固
(1)大坝迎水坡
本次除险加固工程将现有部分坝坡砌石拆除，并利用部分石材，大坝砌护总长215m(桩号0+000-0+215段)，坝体加固主要的内容为：1、新建加固砌护迎水坡未砌护段迎水坡20米（桩号0+000-0+020），2、维修加固迎水坡已松动、破损干砌石坡面195米（桩号0+020-0+215）,增设迎水坡面纵向及横向浆砌石肋带，增设背水坡脚贴坡排水体，加固坝顶道路，修整背水坡坡面。
对桩号0+000-0+020段迎水坡干砌石砌护高程从高程577.35m至死水位568.07m，迎水坡加固砌护坡长20m，结构形式为10cm厚粗砂保护层和20cm厚碎石,最后铺筑30cm干砌石，设纵向浆砌石肋带锁口，肋带砌护高程为577.35m。大坝迎水坡横向每20m设一道60厘米(厚)×60厘米(宽)M7.5浆砌石横向肋带,M10水泥砂浆抹面，迎水坡设计坡比高程577.35m以下为1:2.5，以上为1:2.25。
对桩号0+020-0+215段迎水坡保持原有坡面干砌石砌护不变，对原坡面局部松动、破损干砌石进行维修加固，原干砌石砌护顶增设纵向浆砌石肋带锁口，肋带砌护高程为577.35m。大坝迎水坡横向每20m设一道60厘米(厚)×60厘米(宽)M7.5浆砌石横向肋带,M10水泥砂浆抹面。迎水坡设计坡比高程577.35m以下为1:2.5，以上为1:2.25。
具体结构形式为:先将坡面整修恢复平整,然后先铺10cm厚粗砂保护层(d=2mm)和20cm厚砾石(d=3～50mm),最后铺筑30cm厚干砌石，要求干砌片石粒径不小于30厘米。大坝迎水坡横向每隔20m设一道60厘米(高)×60厘米(宽)M7.5浆砌石肋带,M10水泥砂浆抹面，纵向在高程577.35m处设一道M7.5浆砌石肋带,M10水泥砂浆抹面，坝顶路沿采用C20砼现浇肋带,M10水泥砂浆抹面，尺寸为50厘米(高)×50厘米(宽)。迎水坡基础采用M7.5浆砌石，截面尺寸100厘米(宽)×120厘米(高)，桩号0+000-0+020段基础长度20m；坝顶设计总宽度为4.0m，两边压沿采用M7.5浆砌石砌筑，M10水泥砂浆抹面，路面总宽度4.0m，中间路面宽度3.0m，采用20cm厚泥结石路面。大坝迎、背水坡设上下踏步，踏步纵向净长度为2m，两边为肋带,踏步设计坡比与坝体坡比一致。(2) 背水坡坡面及排水体
现状背水坡坡面平整度不好，凹凸不平，杂草重生，植有大量树木，本次设计按设计坡比1:2.25对背水坡进行平整整修。背水坡脚采用贴坡排水方式并加设排水渠，棱体排水体长度为105m。
对背水坡设“马家崖水库”名称标志，每15m设一个，单个字尺寸为5m(高)×4米(宽)；字版用30cm厚M7.5浆砌石砌筑，M10水泥砂浆抹面后加一层φ6钢丝网预埋在砌石内，防止表层出现裂缝；字体用电脑放大喷绘后采用红色地板进行铺设。
2.2、溢洪道改造
现有溢洪道存在问题是原砌护破损，影响泄洪能力。
本次除险加固：溢洪道进口高程保持576.686米不变，新增进口八字墙，拆除重建耕桥段、增设消力池段防冲设施，其余段落保持原有砌护断面不变，只对其进行维修加固,维修加固采用M7.5浆砌石砌护修补；对现状底板上淤积物、杂草清理后现浇10cm厚C20钢筋砼。
溢洪道堰顶控制段按宽顶堰堰流公示计算。
泄流量 Qmax= Q=εmB(2g)1/2H3/2，
=0.36×0.95×4×(2×9.8)1/2×1.63/2
=27.13m3/s
改建后的溢洪道设计水深Hmax=1.48m时，最大泄流为27.13m3/s，大于水库在校核洪水位情况下调节下泄流量25.22m3/s，满足泄洪要求。
需要注意的是，按照溢洪道设计规范，侧墙高度H=设计水深Hmax +超高=1.6+0.5=2.1m，但由于该堰顶段有道路交通高程控制因素，需要在计算值的基础上结合地形高程，满足交通要求，即侧墙高度最终值确定为2.25m。
2.3、放水建筑物设施改造
现有放水设施为卧管涵洞，经过50多年的运行，卧管各部砌体已严重老化、年久失修，影响正常运行。
本次除险加固工程放水卧管保持现状结构不变，只对放水卧管进行维修加固整修，加固采用C20钢筋砼现浇加固,锚固钢筋采用直径Ф8钢筋，间距50cm,梅花状布置，锚固钢筋总长度30cm，插入原卧管深度不小于10cm，现浇砼内分布钢筋采用直径Ф8钢筋，间距为30×30cm,面层布筋,最低一阶底部高程569.32m，设计流量为0.781m3/s。为防止沿涵洞形成渗漏通道，在涵洞迎水坡、背水坡开挖处设两道截渗环，截渗环采用C25砼现浇、厚0.3m，伸出涵洞1.0m。
3、水库建设管理
马家崖水库除险加固工程施工主要特点是：1、施工点多，分为1个单位4个分部工程，2、施工场地分散，水库溢洪道位于水库左岸，放水涵卧位于右岸西护岸处。针对工程施工的实际情况，在施工管理中采取了分散施工、统一管理的办法。该工程在施工过程中共布设了四个施工点：第一点，大坝迎水坡处，第二点，大坝背水坡处，第三点，溢洪道处，第四点，放水设施处。这样分成四个施工点，提高了水库施工进度，确保了汛期到来时完成水下工程。我区水利建设一般在每年冬季非汛期进驻工地进行施工，水库的农业灌溉基本不用水，因此灌溉不受影响，施工结束后，即可蓄水灌溉。
由于我区水库多数为上世纪六七十年代修建，库区淤积，难免会在施工阶段水库放空水放线开挖后，会出现基础为淤泥现象，这时则需进行基础换填处理，使基础达到设计承载力要求，方可进行基础的砌筑。
施工过程中对于隐蔽工程部位和薄弱环节，严格控制技术指标，按照施工图纸要求及有关规范进行施工，确保达到设计要求。小二型病险水库除险加固工程项目管理办公室(简称项目办)把分部工程、单元工程的质量检查作为施工管理的重要环节来抓。单元工程质量由施工单位质检部门组织评定，项目法人或委托监理单位核定；主要隐蔽工程和关键部位在施工单位自评合格后，由项目法人或委托监理单位、设计施工单位组成联合小组，共同核定其质量；分部工程验收应由项目法人（或委托监理单位）主持，验收工作组应由项目法人、勘测、设计、监理、施工等单位的代表组成，运行管理单位可根据具体情况决定是否参加。单位工程验收应由项目法人主持，验收工作组应由项目法人、勘测、设计、监理、施工、运行管理等单位的代表组成，必要时，可邀请上述单位外的专家参加。
对已完成的单元工程、分部工程和单位工程的验收，应继续进行资料收集整理归档，并及时组织相关单位人员进行工程竣工验收。
?4、水库运行管理
??马家崖水库除险加固完成后，保护了下游耕地，恢复了兴利库容和灌溉面积,水库运行以来，未出现异常情况，促进了水库旅游发展，保证了下游农田的灌溉用水需求，经济和社会效益明显。
该水库以南1公里进坝防汛道路除险加固前未经硬化，遇到雨天该道路泥泞不堪，对防洪抢险极为不利，加固后路面进行了石渣路面硬化，两边浆砌石压沿，防汛道路的贯通，给防汛等车辆进入水库提供了便利，目前水库的运行工作已交给水利站负责，水库每年春灌前组织一定人力、物力对备用电源、通讯设备进行系统的检修养护，排除不安全隐患，2019年经过汛期洪水的考验，水库安然无恙。
马家崖水库除险加固工程从安鉴、初设到顺利开工得到了市区相关部门的高度重视和大力支持，对工程建设提出指导性建议。推行四项制度是工程建设得已顺利实施的基本保障，即项目法人责任制、招标投标制、工程监理制和合同管理制，切实发挥了项目法人在工程建设中的责任主体作用，通过招投标择优选定了实力较强、素质较高的施工企业，有效地实现了对工期、质量、投资的控制，严格执行合同，为工程顺利实施奠定了基础。参加建设各方忠于职守，通力配合，是工程得以顺利实施的前提，项目法人、监理单位、设计单位、质量监督等各方牢固树立“百年大计，质量第一”的思想，既注重分工，又密切合作，形成合力，保证了工程的质量。
为了更好地发挥除险加固后的水库的效益，建议对水库灌区年久失修的渠道及灌溉设施进行改造升级，提高渠道的水利用系数，减小水资源的浪费。同时加强水库“三个责任人”的职责，即防汛行政责任人、防汛技术责任人、防汛巡查责任人，对水库“三个责任人”进行防汛知识培训，夯实责任，强化平时对工程设施的检查力度，制定水库度汛方案和抢险预案，确保水库安全运行。
作者简介：郑磊(1982—)，男，工程师，从事水利工程技术服务及水利工程建设管理工作。