温州市水利电力勘测设计院 浙江温州 325000
摘要：根据2021年中央一号文件：到2025年全部完成现有病险水库除险加固。温州市水库共330座，大部分为小型水库，其中存在较多病险水库，并以土石坝为主，普遍为大坝渗漏问题，除险加固任务繁重。现以若干本地区大坝除险加固的工程实例为基础，提出各防渗方案的优势与比选要点，以为同类工程设计提供参考。
关键词：小型水库；土坝；除险加固；防渗墙；套井回填
1 运用背景
根据2021年中央一号文件《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》：到2025年全部完成现有病险水库除险加固。
温州市水库共330座（山塘不计），大部分为小型水库，其中存在较多病险水库，并以有大坝渗漏问题的土石坝为主，除险加固任务繁重。
2 加固方案比较
目前对土石坝坝体防渗加固常用的加固工程措施主要包括混凝土面板、混凝土防渗墙、套井回填、灌浆（劈裂）等。上述加固方案优缺点对比如下：
1）混凝土面板
该方案主要适用于堆石坝，具有工程量小，施工便捷、受现场交通条件限制较小的优势，由于不均匀沉降易导致面板开裂，对大坝基础的均匀性要求较高，且对基岩难以有效处理，泛用性较差，在温州地区小型水库除险加固中应有十分有限，更多用于山塘的综合整治工程中。
2）混凝土防渗墙
该方案能够适应各种土层，并能对坝基防渗进行有效处理；该方案施工简单，成墙整体性好，厚度均匀连续，质量可靠，防渗效果好，观测方便，耐久性强，施工过程中受水位影响小，其优势是十分明显的。同时防渗墙施工设备较大，一般需现有道路连通至坝顶，对施工队伍的其他配套机械设备配置要求较高，总体投资偏大。目前混凝土防渗墙在温州地区的运用正逐渐变多，对加固质量、防渗效果要求较高、投资充裕的项目可优先考虑该方案。
3）套井回填
该方案施工工艺简单易操作，工期较短；坝体形成连续粘土防渗墙，止水效果较好；受现场交通条件限制较小；可提高坝体整体质量，部分解决坝体填筑密实度不足的问题；方案对缺陷位置针对性较强，可开挖揭示，重点处理，其实施受现场施工条件影响小。该方案在温州地区土石坝的加固实例运用较多。但由于其套井回填加固效果受所回填粘土的指标、施工时库水位放空情况等影响较大，实际工程加固后的防渗改善情况差距明显。
4）灌浆（劈裂）
该方案能够在不释放坝体应力的条件下构造垂直连续防渗帷幕，而且浆脉厚度和条数可以随坝体质量的好坏自行调整；并能根据确定渗漏位置进行针对性防渗加固处理。但是该方案工序复杂、专业技术性强、对前期渗漏点的勘测与判断的精度要求高，在温州地区土石坝的加固实例运用普遍效果不太理想。
3 工程实例
一、平阳县罗垟水库副坝除险加固工程（2018）
罗垟水库位于平阳县鳌江镇罗垟村，坝址以上集雨面积0.56km2，正常库容为22.2万m3，校核洪水位下总库容30.4万m3，为小（2）型水库，副坝为均质土坝，坝顶长度39m，最大坝高12.6m。2018年6月副坝渗漏十分严重，库水位较高时下游坝坡存在明显湿陷情况，有较多细颗粒随水流带出。
经除险加固设计，对其副坝全坝段采用C25混凝土防渗墙进行加固，墙底深入弱风化基岩0.5m，墙厚0.6m；墙底设单排灌浆孔进行帷幕灌浆，灌浆孔深入弱风化基岩4.5m。
该除险加固工程于2021年4月完工验收，防渗加固效果良好，仅高水位时稳定渗流经排水棱体流出，量水堰观测水量很小。
二、鹿城区东山里水库除险加固工程（2014）
东山里水库位于鹿城区藤桥镇，水库坝址处控制集雨面积0.427km
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，正常库容为14.24万m
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，总库容18.30万m
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，为小（2）型水库，大坝为均质土坝，坝长52m，最大坝高16.8m。2014年2月坝体下游干砌块石护坡面存在带状隆起现象，下游坝脚处存在漏水现象，渗水量较大。
经除险加固设计，首先对坝体涵管进行针对性开挖封堵，封堵采用C25混凝土并预埋灌浆孔进行灌浆，基坑采用粘土进行回填；再对大坝全断面进行套井回填，设计套井孔径为1.2m，设单排孔，孔距0.80m，有效厚度0.89m，孔深从坝顶至坝基并进入基岩0.5m，套井最下面采用1.0m厚的水泥土回填。
该除险加固工程于2017年完工验收，防渗加固效果良好。
三、龙湾区天柱寺水库除险加固工程（2017）
天柱寺水库位于龙湾区永中街道，坝址以上集雨面积3.597Km2，正常库容为27.05万m3，校核洪水位下总库容37.20万m3，为小（2）型水库，大坝为均质土坝，坝长103.3m，最大坝高15.3m。2016年10月发现下游坝坡存在一处明显塌坑；坝脚处原坝内涵管出口附近存在明显渗漏，水量较大且坝体细颗粒随水流流失；下游坝坡右坝肩与溢洪道内测山体衔接处存在一定渗漏。
经除险加固设计，首先对坝体涵管进行针对性开挖封堵，基坑采用粘土进行回填；再对大坝全断面进行套井回填，设计套井孔径为1.2m，孔距0.80m，涵管两侧各7.5m设双排孔，有效厚度1.69m，其余坝段设单排孔，有效厚度0.89m，孔深从坝顶至坝基并进入基岩0.5m，套井最下部采用1.0m厚的水泥土回填；右坝肩和溢洪道设双排灌浆孔进行帷幕灌浆，灌浆深度进入弱风化基岩至少4m。
该除险加固工程截止2021年5月尚未完工验收，防渗加固效果不理想，涵管出口与坝肩渗漏点渗流依然存在，水量有所减小，但未达到允许渗流稳定范围内。
4 结论与建议
综上分析，根据各防渗加固方案的特点结合其在温州地区工程实例中的应用情况，对温州小型水库土坝除险加固工程的主体防渗方案比选提出以下建议供参考：
1）在有上坝道路直接连通坝顶、交通条件优良的前提下，如工程投资允许，应优先选用混凝土防渗墙方案。
2）对于大坝岩基情况较好，坝基渗漏不明显的工程，如周边优质粘土料源充足，宜优先采用套井回填方案；同时，套井回填宜作为交通条件不便的大坝防渗加固的主要备选方案，以节省投资。
3）如提前进行了物探等技术措施基本明确了大坝渗漏点位置，可考虑采用以灌浆为主的防渗处理方案。
4）除地基均匀性良好、基岩透水性弱的堆石坝外，一般不考虑以混凝土面板为主的防渗处理方案。
在实际工程运用中各方案应根据水库除险加固工程的具体情况进一步比选、组合，并视需要增设土工膜、帷幕灌浆、反滤层等配套方案。
参考文献：
[1]李知渊，大坝套井回填施工技术在水利工程中的应用，《科技经济导刊》2019，27（26）：P61
[2]孙峰、张项立，土坝坝体底部劈裂灌浆加固效果研究，《岩土力学》2010年4月，第31卷第4期：P1187-1192
[3]宗敦峰、刘建发，水工建筑物防渗墙技术60年Ⅱ_创新技术和工程应用，《水利学报》2016年4月，第47卷第4期：P483-492
作者简介：
王奔，男，浙江温州，1989.01，本科，现就职于温州水利电力勘测设计院，工程师，研究方向为坝工。
袁慧，男，湖南怀化，1987.12，本科，现就职于温州水利电力勘测设计院，工程师，研究方向为坝工。