摘 要： 小型水库对于农业生产和人民生活有着重要意义，永寿县非常重视水库建设，在加大水利基础设施投资力度的同时，也加强了对病险水库工程的除险加固。本文根据多年实践经验，以永寿县三岔河水库为例，分析了小型水库的除险加固设计及管理。
关键词： 小型水库； 除险加固； 设计
中图分类号： TV697.3 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）01-0040-02
永寿县现有小（一）、小（二）型水库14座，其中：小（一）型水库4座，小（二）型水库10座。这些水库在农业生产、人民生活用水和工业用水、养殖业以及防洪等方面发挥着重要作用。然而，由于这些工程大部分建于50-70年代，工程运行时间长，淤积严重，许多水库都不同程度存在一些病险问题，特别是上世纪六七十建成的水库问题尤为突出，一直成为水利行业的工作重点之一。现以永寿县三分岔河水库为例对水库除险加固及运行管理上存在问题和解决的对策进行了分析。
一、水库概况
三岔河水库位于永寿县三岔河中游的御驾宫乡营里村，距县城12公里。三岔河是泔河左岸的一条支流，地处渭北黄土高原沟壑区，植被较差。沟道全长15km，流域面积62.5km2，沟道平均比降23.2‰。三岔河水库位于三岔河下游，控制流域面积52km2，坝址以上沟道长13.75km，沟道平均比降42‰。
水库始建于1976年，土坝工程从1976年10月动工，于1977年9月份全部填筑完毕。溢洪道1978年衬砌了陡坡和消了池，1982年5月对剩下96m未衬砌平流段进行了衬砌。放水设施和大坝同期完成。受当时政治条件和技术力量限制，由当时永寿县水电局边勘察、边设计，由民工大会战完成的水库工程。是一座典型的“三边工程”。由于原设计标准低，施工质量差，近40年来，一直带病运行，存在多处隐患。整个工程的病险状况已经十分严重。
2008年12月，咸阳市水利局组织有关专家对三岔河水库大坝进行了安全鉴定，鉴定结论为三类坝，并建议“尽快完成除险加固，使大坝能够安全、正常运行”。
水库由大坝、溢洪道、放水洞组成，属Ⅳ等小（1）型水库，主要建筑物4级，地震设防烈度VI度。原防洪标准为按30年一遇设计，300年一遇校核。水库原设计总库容193万m3，其中有效库容110万m3，死库容20万m3，滞洪库容63万m3。设计正常蓄水位926.00m，校核洪水位928.50m。
大坝为碾压式均质土坝，原设计坝顶高程929.00m，最大坝高26m。坝顶宽2.5m，坝顶长121m。上下游坡分别设有两级戗台。下游坡脚设有排水棱体。
溢洪道位于大坝左岸，为河岸开敞式，溢洪道进口高程926m，长199.2米，总落差22.96m。其中平流线长96m，宽15m，设计水深2.0m，校核水深2.5m；陡坡长80m，比降1%，宽11.5m，墙高2.0m，比降为0.25；消力池长20.75m，深1.5m，尾墙宽2.45m，全部用块石衬砌。
卧管和涵洞夹角为60°，卧管共有20个台阶，每个台阶高0.4m，每个台阶1个孔，孔径上口0.3m，下口为0.25m。涵洞全长96m，底宽0.8m，高0.8m，涵洞顶部为半圆形，半径为0.4m，洞底比降1%，流量0.23m3/s。
二、工程存在的主要问题
目前水库大坝主要存在以下问题：
1.大坝迎水坡及背水坡坡面局部出现冲沟和塌坑；坝后排水棱体石块风化固结严重，且排水棱体淤积堵塞，左坝肩存在绕坝渗漏；坝面排水系统不完整，现有排水渠冻融损毁，衬砌破坏严重，排水不畅。
2.溢洪道砌石风化滑塌严重，两岸高边坡没有按稳定进行边坡削坡处理，土体大量滑塌，大量土方堆积在溢洪道内,影响了溢洪道的正常泄洪。进口右岸侧墙因长年垮塌，现仅剩余不到2.0m宽的墙体，且多出存在裂缝。陡坡段砌石底板冲毁、风化严重，陡坡段末端右岸边坡绕坝渗漏。
3.水库年久失修，多年淤积，放水卧管几乎淤死，最大淤积高度达7.0m左右。放水涵洞出口引水渠因坝后高边坡滑塌而被掩埋，涵洞出口退水渠冲毁破坏严重，现已在坝后坡脚处形成深约2.0m，宽1.5m的冲沟，直接威胁大坝安全。
4.无监测系统、水情测报系统、无防汛抢险硬化道路。
三、水库除险加固的必要性
1.防洪减灾的需要。三岔河水库地理位置十分重要，担负着水库下游马坊镇仇家村、郭门村及御驾宫乡营里、御西、御中、庄头、寨子、九龙咀等村的防洪安全，使下游河道内耕地免受洪水威胁；灌溉方面，三岔河水库为当地2500亩农田提供灌溉生产用水，为当地农业增产及灌区农民脱贫致富奔小康发挥着重要作用。总之，三岔河水库综合效益显著。所以该水库对下游的防洪相当重要。
2.水库正常运行的需要。三岔河水库原设计总库容193万m3，有效库容110万m3，正常蓄水位926.0m。水库建于70年代，因工程设计标准低，施工质量差，且多年来工程管理和维护不到位，枢纽建筑物多处存在安全隐患，使水库一直带病低水位运行，没有发挥应有的工程效益。
3.满足工程安全运行的需要。三岔河水库属Ⅳ等小（1）型水库，主要建筑物4级，地震基本裂度为VI度。水库原按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，因水库属“三边”工程，工程建设标准低，质量差。现有坝体损坏严重，溢洪道因淤积造成泄洪能力不足，放水洞坍塌，放水设施失效，这些隐患给下游人口、耕地及公路交通带来潜在的威胁，严重影响当地农业、工业及交通运输业的发展。
4.水资源充分利用的需要。三岔河水库是永寿县很重要的农业生产的水利灌溉设施，给三岔河灌区0.25万亩农田提供灌溉水源。渭北地区缺水严重，为充分利用有限的水资源，保证三岔河灌区的农田稳产、高产，促进灌区经济发展和社会稳定，尽快实施三岔河水库除险加固是十分必要和紧迫的。
四、水库除险加固工程设计
（一）大坝加固工程
大坝加固工程主要包括排水棱体改建、坝顶加固、大坝上、下游护坡加固、坝面排水改建及左坝肩防渗处理等工程。
1.大坝下游坝体排水改建工程。由于原排水棱体部分掩埋并且淤堵严重，以失去功能，本次加固拆除原排水棱体在原位置新建排水设施。新建排水体顶高程905.69m，顶宽1.5m，为棱体排水，上游坡比为1∶1，下游坡比为1∶1.5。
2.大坝坝顶改造设计。实测坝中坝顶高程为929.07m，宽2.7m，本次经复核计算现状坝顶高程不满足防洪要求，为了降低工程造价本次设计不加高坝顶顶高，采用坝顶上游增设C25钢筋砼防浪墙，满足防洪需求。防浪墙顶宽0.3m，高0.9m，墙顶高程为929.97m。由于坝顶过窄，无法满足防汛抢险需要，如果仅是为了增加坝顶宽度采用培厚坝坡工程量较大，不经济。本次设计结合上游设置防浪墙，在下游侧设置M7.5浆砌石挡土墙，将坝顶加宽至3.5m。坝顶道路为3.5m宽泥结碎石路面，路面为15cm厚的泥结碎石，路基为12cm厚砂砾石垫层。
3.大坝上、下游护坡设计。本次设计在上游增设干砌石护坡，护坡下做砂砾石保护层。加固平整下游坡面，设草皮护坡，改建坝面排水渠。
4.左坝肩渗漏出口反滤设计。左坝肩坝后渗漏出口处增设砂砾石反滤层，保护渗漏出露点砂砾石层，提高稳定性。对出口处高程912.0m以上范围边坡削坡处理。912.0m~919.0m范围内做M7.5浆砌石护坡。护坡内填砂砾石反滤层厚20cm，底部间隔1.5m设φ50PVC排水管，渗水经排水管排入溢洪道。
（二）溢洪道改造工程
针对溢洪道目前存在的问题，改造内容如下：
1.清除溢洪道内原施工弃渣、弃土及塌岸堆土等；
2.对损毁的砌石边坡按计算高度重新砌护，对进口右岸的边墙延伸至坝侧。其余砌石段重新进行勾缝处理。
3.对陡坡段原砼底板和消力池底板进行加固处理,在原底板上加锚筋并浇筑30cm厚的C25钢筋砼，以提高抗冲能力。
4.对溢洪道左岸高边坡进行削坡治理。
（三）放水设施改建工程
1.卧管改造设计。本次改造仅对淤积高程925.00m以上卧管进行改造，卧管台阶高度由0.4m改为1.0m，共改造两级台阶，水平放水圆孔改为立式放水方孔，增设铸铁放水闸门及配套启闭设备。
2.输水洞加固设计。原放水涵洞采用块石砌筑，经多年运行，放水洞基本完好，但目前涵洞内局部存在破损、裂缝现象，本次加固拟采用M7.5水泥砂浆对裂缝封堵，然后表面抹平。对涵洞壁存在的裂缝用水泥砂浆封填处理，用水泥砂浆回填、压实、抹平。
（四）防汛道路改造工程
该防汛道路是在原有土基的基础上整修，全线长2940m。经复核原路线转弯半径等基本符合规范要求，所以整修道路基本维持原路线不变，仅对局部进行调整，最大纵坡不大于10％。路基宽度维持原路基宽度不变。路基宽度4.5m，路面宽3.0m，路面结构由两部分组成：泥结碎石面层（厚150mm）及级配碎石基层（厚120mm）。
（五）大坝安全监测工程
重新布设大坝变形监测网，增设大坝渗流观测，完善大坝相应的观测设施。
（六）工程管理
三岔河水库现由永寿水利局管理，共有管理人员5名，其中工程师1人，助工2人，技术员2人。根据水库管理人员编制规定，本次维持管理人员5人不变。
五、国民经济评价
水库加固改造后，保证了大坝的正常安全运行，经计算，年防洪减灾效益为46万元，灌溉效益为13.2万元；本工程的内部收益率为10.1%，大于经济基准收益率8%；经济净现值58.53万元，大于零；经济效益费用比1.10，大于1.0。可见实施本工程项目具有一定的社会效益，国民经济评价是合理的。
结束语
通过分析计算，对水库的各个部位进行除险加固，并加强水库管理。这样就能够确保水库安全度汛，正常蓄水，发挥其应有的防洪社会效益和经济效益。不但保证了水库下游广大人民群众的生命财产安全，而且对于发展农村水利和农业现代化也具有积极的意义。