小型水库除险加固技术指南(试行)

小型水库除险加固技术指南(试行)1病害排查与安全鉴定1.1基本划定与排查要求本指南适用于总库容10×10⁴m³~1000×10⁴m³的小型水库（其中小Ⅰ型为100×10⁴m³~1000×10⁴m³，小Ⅱ型为10×10⁴m³~100×10⁴m³）除险加固工程。病害排查需覆盖大坝、溢洪道、放水设施、金属结构、附属设施全范围，采用“人工排查+仪器检测”组合方式开展：对坝顶高程、坝坡坡度、溢洪道底高程、泄洪断面尺寸进行实地测量，测量误差控制在±1cm以内；对坝体内部疏松、空洞、渗流通道采用探地雷达检测，选用100MHz天线，探测深度可达30m，分辨率不低于0.1m，可准确定位隐患位置与规模；对重点部位布置钻孔取样，每100m坝长不少于1个检测钻孔，取原状土样检测干密度、压实度、渗透系数，试验执行《土工试验方法标准》GB/T50123要求。1.2安全鉴定要求根据《水库大坝安全鉴定办法》，小型水库运行满20年、遭遇超标准洪水/地震、发生重大险情后，必须及时组织安全鉴定，鉴定结论分为一类坝（安全运行）、二类坝（基本安全，存在一般病害）、三类坝（病险，需立即加固），仅对三类坝及需提标的二类坝实施除险加固。鉴定需复核防洪标准，依据《防洪标准》GB50201-2014，小型水库防洪标准执行：小Ⅰ型水库防护对象为Ⅳ等的，设计洪水标准20~30年一遇，校核洪水标准200~300年一遇；小Ⅱ型水库防护对象为Ⅴ等的，设计洪水标准10~20年一遇，校核洪水标准100~200年一遇；下游有居民区、重要交通干线的小型水库，防洪标准取上限，偏远无重大影响的取下限。1.3常见病害分级按危害程度将病害分为四级：一般病害（不影响正常运行，可观察处理）、较重病害（影响局部运行，需安排加固）、严重病害（威胁整体安全，汛前需处置）、危急病害（随时可能出险，需立即降水位抢修），除险加固需按病害等级确定优先级。2主体工程除险加固技术2.1防洪能力不足加固技术小型水库最常见的病因为防洪标准不满足要求，可根据实际条件选择两类方案：（1）大坝加高培厚：适用于坝体基础稳定、可抬高汛限水位的工程。均质土坝加高时，新老防渗体需结合紧密，结合面需刨毛、酒水、分层碾压，粘性土防渗体压实度（3级及以下坝）不低于0.96，坝壳砂砾料相对密度不低于0.65；背水坡培厚需先清除原坝坡腐殖土、杂草、松动土体，坡度控制为：坝高10m以下不陡于1:2.0，10~15m不陡于1:2.5，15m以上不陡于1:3.0；培厚后坝顶宽度不小于3m（小Ⅱ型可放宽至2.5m），坝顶高程满足设计校核洪水位加0.5m安全超高要求。（2）溢洪道扩挖改造：适用于不宜加高坝体的工程，扩挖后泄洪能力需满足设计校核泄洪要求，进口淤积厚度超过设计水深10%的必须全部清除，溢洪道最小底宽不小于2m，进口翼墙埋深需在冻土层以下0.5m，设置间距2~3m、孔径5~10cm的排水孔，墙后铺设15cm厚碎石反滤层。不同地基允许流速控制为：岩石地基10~15m/s，土基1~2m/s，超出允许流速的需做护坦、消力池防冲处理。2.2大坝渗流病害加固技术渗流病害（散浸、管涌、流土、渗漏）是小型水库垮坝失事的主要诱因，需根据坝高、渗漏类型选择适配技术：（1）劈裂灌浆防渗：适用于坝高15m以下的均质土坝渗漏，沿坝轴线布置灌浆孔，孔距2~3m，灌浆压力控制为0.2~0.3MPa，以坝面不吃浆、不抬动为控制标准，灌浆完成后坝体渗透系数可降至1×10⁻⁴~1×10⁻⁵cm/s，满足防渗要求，该技术成本低，适合小Ⅱ型水库推广。（2）高压喷射灌浆防渗：适用于坝高15~30m、砂砾石坝基渗漏，采用摆喷工艺，孔距1.5~2.0m，墙厚0.2~0.3m，渗透系数不大于1×10⁻⁵cm/s，深度可达50m，造价低于混凝土防渗墙，适应性强。（3）薄型混凝土防渗墙：适用于坝高20m以上、严重渗漏的均质坝，墙体厚度0.3~0.4m，渗透系数不大于1×10⁻⁶cm/s，强度不低于C15，可有效截断渗流通道。（4）上游坡土工膜防渗：适用于上游坡散浸、坝体渗透性偏大的工程，是小型水库低成本防渗方案。选用厚度不小于0.5mm的聚乙烯土工膜，渗透系数不大于1×10⁻¹¹cm/s，下垫300g/m²无纺土工布，上覆30cm厚素土或0.5m厚干砌石护面；土工膜接缝采用热焊接，焊缝强度不低于母材强度的80%，铺设时延伸至坝顶以上0.5m，底部嵌入坝脚1.0m深齿槽，两岸嵌入岸坡不小于1.0m，避免绕坝渗漏；干砌石护面块石重量不小于25kg，缝隙填小石，抵御波浪淘刷。（5）下游排水设施加固：下游浸润线偏高、反滤层失效的，重建反滤排水，采用三层反滤结构：第一层粗砂厚度20cm，第二层碎石厚度20cm，第三层块石厚度30cm，级配满足D15/d85＜4~5、D15/d15＜5~20要求；出现管涌险情的，增设导渗沟，垂直导渗沟间距5~8m，沟内填碎石，外包透水土工布，有效降低浸润线。2.3坝坡失稳加固技术坝坡滑坡失稳多发生在水位骤降期或暴雨期，按滑动深度选择加固方案：（1）削坡压重：适用于浅层滑坡（滑动面深度＜3m），削除滑坡体上部松动土体，放缓坝坡至设计坡度，在滑坡体下部坡脚堆石压重，压体顶宽不小于3m，高度不小于2m，经稳定计算确定具体尺寸，处理后坝坡抗滑稳定安全系数不低于1.15（正常运用）、1.05（非常运用）。（2）土工格栅加筋：适用于浅层失稳坝坡加固，每填筑2~3m铺一层土工格栅，格栅抗拉强度不小于80kN/m，格栅搭接长度不小于15cm，用U型钉固定，分层碾压压实度符合要求，该方案造价仅为抗滑桩的1/3，适合小型水库应用。（3）抗滑桩加固：适用于深层滑坡（滑动面深度＞5m），采用矩形钢筋混凝土抗滑桩，截面尺寸1.2m×1.5m~1.5m×2.0m，桩间距3~5m，桩端嵌入稳定岩层不小于2m，嵌入完整土层不小于5m，混凝土强度不低于C30，可有效约束滑坡体位移。（4）裂缝处理：表面裂缝宽度＜0.5mm、深度＜1m的，采用水泥基渗透结晶材料封涂；裂缝宽度＞0.5mm、深度＞1m的，采用灌浆处理，平行于坝轴线的纵向裂缝，需同步做防渗处理，避免发展为渗流通道。2.4溢洪道加固技术溢洪道常见病害为冲蚀破坏、底板开裂、边坡坍塌：表层冲蚀深度小于30cm的，清除破坏层后浇筑C25混凝土补平；冲蚀深度超过30cm或整体结构失效的，重建溢洪道底板，底板厚度不小于30cm，岩石地基设置锚筋固定，锚筋直径16mm，间距1.5m，埋入岩石深度不小于0.5m，衬砌底板纵横向伸缩缝间距10~15m，缝宽2cm，设置橡胶止水带；边坡不稳定的，岩石边坡坡度陡于1:1.5的采用喷锚支护，喷射混凝土厚度10~15cm，锚杆直径20mm，间距2m，埋入深度2~3m；土边坡采用干砌石护坡，厚度不小于30cm，下垫15cm厚碎石垫层。2.5放水设施加固技术土坝埋涵渗漏是小型水库的高频病害，按管径和破损程度选择方案：（1）内衬加固：适用于管径≥0.8m、可进入作业的涵管，渗漏裂缝的采用钢板内衬或混凝土内衬，钢板厚度不小于6mm，钢板与原涵管间隙采用水泥灌浆填充；钢筋混凝土内衬厚度不小于15cm，强度不低于C25，可有效封闭渗漏通道。（2）套井回填加固：适用于管径＜0.8m、无法进入作业的旧涵管，沿涵管轴线布置直径1.2~1.5m的套井，逐孔套挖，回填粘土或粘土混凝土，压实度不低于0.96，截断沿涵管外壁的渗漏通道，该技术成熟，成本较低，应用广泛。（3）拆除重建：涵管断裂错位严重、无法加固的，优先采用坝外竖井放水或虹吸管放水方案，避免坝内埋管，减少渗漏风险；新建坝内埋管需每10~15m设置一道截水环，截水环直径比涵管大0.5~1.0m，厚度不小于0.2m，强化防渗效果；启闭设备失效的，更换为合格的螺杆式或卷扬式启闭机，闸门更换为钢制或玻璃钢复合闸门，橡皮止水漏水量不超过0.1L/(s·m)，满足启闭要求。3施工质量控制3.1原材料质量控制所有进场原材料必须具备出厂合格证，按规范要求抽样检测，检测单位需具备水利工程质量检测资质：水泥强度不低于42.5MPa，土工膜拉伸强度不低于15kN/m，断裂伸长率不低于400%，土工布单位面积质量偏差不超过-5%；防渗体用土料要求粘粒含量20%~30%，塑性指数15~25，有机质含量≤5%，水溶性盐含量≤3%；砂石骨料含泥量不超过3%（混凝土骨料）、5%（反滤料）。3.2工序质量控制坝体填筑：每层铺土厚度控制为250~300mm，采用12t以上振动碾碾压6~8遍，小型坝采用蛙式打夯机夯打4~6遍，每1000m³取1个压实度试样，合格后方可铺筑下一层；防渗墙施工：终孔孔位偏差不大于孔深的0.5%，垂直度偏差不大于0.4%，混凝土浇筑导管埋深控制为2~6m，严禁断浇，每5个槽段取1组强度、渗透系数试样；土工膜施工：铺设时预留5%左右的伸缩量，避免拉伸破坏，焊缝采用充气法检测，充气压力0.1~0.2MPa，保持5min压力下降不超过10%即为合格。3.3隐患补查处理施工过程中发现原排查未发现的坝体空洞、深层裂缝等隐患，需立即停止该部位施工，报设计单位变更方案，及时采用回填灌浆等方式处理，做好隐蔽工程记录，验收时纳入核查范围。4安全监测设施布设所有小型水库除险加固完成后，必须配套完善安全监测设施：4.1渗流监测：每座坝至少布设2~3个浸润线监测断面，每个断面布置3~5个测压管，坝高15m以下不少于3个，分别布置在上游坡、坝中轴线、下游坡，测压管采用直径50mm的PVC管，进水段包裹土工布反滤；坝脚设置量水堰监测渗流量，渗流量小于10L/s采用三角形量水堰，大于10L/s采用矩形量水堰。4.2变形监测：坝顶纵向每50~100m布设一个水平位移、垂直位移监测点，每个监测断面不少于2个点，分别布置在坝顶上游侧、下游侧，正常运用期每年观测不少于2次，汛期每月观测不少于1次，大洪水后24小时内必须加测。4.3水文监测：每座水库必须布设水尺和雨量计，有条件的安装自动监测系统，水位监测精度不低于1cm，雨量监测精度不低于0.1mm。5验收与运行管护5.1验收要求：小型水库除险加固完成后，按分部工程验收、单位工程验收、竣工验收程序开展，竣工验收前，小Ⅰ型水库必须开展蓄水安全鉴定，小Ⅱ型水库可简化为县级水行政主管部门组织的技术核查，验收需提供完整的施工资料、检测报告、监理报告、竣工图，资料不全的不得通过验收。5.2试运行要求：竣工验收合格后，蓄水试运行时间不少于1年，试运行期间每天观测水位、渗流、变形数据，每月整理分析，发现异常渗漏、变形超标等情况，立即停工放空检查，处理合格后方可继续运行。5.3日常管护：落实“县乡共