山塘除險加固工程技術(shù)指引

恩施老楊 2021-04-10

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1 總體要求

明確需除險加固山塘的位置及存在的主要問題，針對問題，提出擬采取的除險加固措施。除險加固措施可包含但不限于壩坡、壩體除險加固、溢洪道除險加固、輸水涵管除險加固、庫區(qū)清淤等。

（1）山塘除險加固應(yīng)以滿足安全及功能需求為重點，進一步復(fù)核山塘規(guī)模及防洪、灌溉、供水等方面發(fā)揮的功能。

（2）山塘的工程等別為Ⅴ等，建筑物級別為5級。

（3）山塘除險加固應(yīng)開展必要的調(diào)查、勘察、測量等工作，通過技術(shù)比選確定擋水、泄洪、輸水建筑物設(shè)計方案，并對水位觀測、交通、環(huán)境綠化等設(shè)施進行設(shè)計，明確管理范圍。

（4）不得抬高山塘原有溢洪道堰頂高程改變工程規(guī)模。

（5）壩頂高程原則上不得抬高。

（6）防滲體宜外部布置為主，盡可能減少隱蔽布置。

（7）輸水建筑物應(yīng)滿足應(yīng)急放空需要，能夠快速降低水位。

（8）若整體挖除原壩體，應(yīng)優(yōu)先選擇重建重力壩。

（9）山塘綜合整治項目完工后應(yīng)及時進行驗收，相關(guān)程序可參照SL223執(zhí)行并適當(dāng)簡化。

（10）若除險加固后山塘總庫容超過10萬m3，則應(yīng)上報縣一級水行政主管部門，由主管部門納入小（二）型水庫統(tǒng)一管理。

2 山塘的定義

本指引所稱山塘是指正常蓄水位高于背水坡坡腳地面高程且具有擋水和泄水建筑物、總?cè)莘e1~10萬m3（不含10萬m3）的蓄水工程。山塘常見的壩型有黏土心墻壩、均質(zhì)土壩、混凝土壩、堆石壩、砌石壩等類型。

土石壩山塘

混凝土壩、砌石壩山塘

3 洪水標(biāo)準(zhǔn)

（1）山塘除險加固的洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252），結(jié)合山塘的壩型、壩高、上下游水頭差和失事后可能造成人員傷亡和房屋倒塌的程度綜合考慮選取。

（2）若山塘下游連接河道，上下游水頭差應(yīng)是山塘正常水位（也可取堰頂高程）與下游河道水位之差值。若下游無水，則應(yīng)為山塘正常水位（也可取堰頂高程）與下游壩腳高程之差值。

（3）山塘位于城市、縣城、建制鎮(zhèn)、村莊等上游500m以內(nèi)時，洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于下游城市、縣城、建制鎮(zhèn)、村莊等的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

4 壩頂

（1）土石壩、堆石壩壩頂高程應(yīng)滿足《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL189）的要求。

（2）混凝土壩、砌石壩（除全壩頂溢流外）壩頂高程應(yīng)不低于校核洪水位。

（3）土石壩壩頂寬度應(yīng)不小于3m。設(shè)計壩頂寬度時應(yīng)考慮下列因素：

①若壩頂有交通要求，作為公路，應(yīng)按公路等級的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，不宜小于4.5m；作為通村道路或機耕路，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)耕車輛通行需求確定，不宜小于4m；

②應(yīng)滿足施工和運行檢修時設(shè)備通行的要求；

③對于心墻壩或斜墻壩，壩頂寬度應(yīng)能滿足心墻、斜墻及反濾過渡層的布置要求。

（4）土石壩壩頂構(gòu)造的常規(guī)要求按SL189執(zhí)行。

（5）山塘的壩頂防浪墻原則上不作為擋水結(jié)構(gòu)，僅僅作為安全防護設(shè)施。若作為擋水結(jié)構(gòu)，其應(yīng)堅固閉合，厚度應(yīng)取0.3m以上，滿足穩(wěn)定和強度要求，并且與防滲體相連接。

（6）若壩頂不設(shè)防浪墻，宜采用欄桿或防護網(wǎng)作為安全防護。

5 壩坡

（1）土石壩壩坡應(yīng)根據(jù)筑壩材料特性和相應(yīng)規(guī)范的安全系數(shù)要求進行設(shè)計。

（2）若壩高大于12m，可分級采用不同坡度，對于黏性土料占比相對較大的土壩，壩坡宜上陡下緩。

（3）上下游壩坡可根據(jù)壩面排水、通行、增加護坡和壩基穩(wěn)定等不同需要確定是否設(shè)置馬道。若壩高≥12m，宜增設(shè)馬道。

6 防滲體

（1）除險加固方案應(yīng)先分析滲漏原因，并根據(jù)地基特征、防滲方式、施工條件等要素確定防滲體結(jié)構(gòu)。

（2）山塘現(xiàn)有壩體形式為均質(zhì)壩、類均質(zhì)壩或者壩高10m以上的土石壩，建議設(shè)置防滲斜墻。

（3）防滲斜墻應(yīng)上薄下厚，其厚度（垂直于墻面方向）頂部不小于1.0m，底部不小于壩前正常水頭1/4～1/6且不小于2.0m，與兩岸山坡接觸部分厚度應(yīng)加寬一倍。

（4）采用土工膜作防滲體時，應(yīng)在土工膜的上面鋪設(shè)保護層，并在下面設(shè)置過渡層。保護層分面層和墊層，能保護土工膜不受紫外線輻射；過渡層應(yīng)使土工膜受力均勻，免受局部集中應(yīng)力的破壞。防滲土工膜必須與壩基、岸坡或其他建筑物形成封閉的防滲系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)能滿足滲透坡降和變形的要求，并做好周邊縫的處理。

（5）防滲心墻的頂寬不宜小于1.0m，底寬應(yīng)不小于壩前正常水頭的1/4～1/6且應(yīng)不小于頂寬。

（6）山塘壩體類型為砌石壩、采用混凝土防滲體結(jié)構(gòu)的，其防滲體設(shè)計、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及應(yīng)力設(shè)計可參照SL25中相應(yīng)的要求執(zhí)行。

7 護坡與排水

（1）土石壩的壩坡坡面應(yīng)進行保護，護坡型式可根據(jù)壩體結(jié)構(gòu)型式及當(dāng)?shù)貙嶋H情況進行選擇。

（2）上游壩坡應(yīng)有效地防止波浪沖擊、侵蝕破壞和穴居動物破壞，建議采用現(xiàn)澆混凝土護坡。護坡的范圍應(yīng)延伸至死水位以下。

（3）下游護坡宜采用碎石、塊石或混凝土預(yù)制塊等護坡，保證壩坡不會受到降雨徑流的影響。若有人文景觀和生態(tài)環(huán)境要求，宜選擇草皮護坡。

現(xiàn)澆混凝土護坡

混凝土預(yù)制塊護坡

干砌石護坡

漿砌石護坡

草皮護坡

（4）采用碎石護坡時，護坡結(jié)構(gòu)不小于兩層，表層可由碎石、卵石或礫石組成，防止侵蝕；下層為反濾層或墊層，可由砂礫混合物或粗砂組成。

（5）下游壩坡應(yīng)設(shè)置踏步臺階，位置根據(jù)山塘巡查管理要求確定或布置在壩體中間。上游壩坡可根據(jù)實際需要確定是否設(shè)置踏步臺階。

（6）下游壩基部位應(yīng)設(shè)置排水良好和滿足反濾要求的排水設(shè)施，排水設(shè)施可采用棱體排水、貼坡排水等結(jié)構(gòu)。

（7）棱體排水的頂部寬度不宜小于0.8m，頂高程應(yīng)高出下游最高水位或地面（下游無水時）至少0.5m，并設(shè)置反濾層與壩體分開。

（8）貼坡排水的厚度（含反濾層）不應(yīng)小于0.5m，高度應(yīng)高于浸潤線出逸點1.0m或高于1/2壩高且高度不小于2.0m。

（9）下游排水體底部應(yīng)設(shè)置排水溝，排水溝應(yīng)低于壩體浸潤線出逸點，斷面尺寸不宜小于0.25m×0.25m。

8 壩基處理

（1）若山塘存在基礎(chǔ)滲漏或繞壩滲漏的情況，應(yīng)在工程實施整治前，參照GB50287和DL/T 5414進行地質(zhì)勘探工作。同時應(yīng)復(fù)核滲漏的分布位置、范圍和特征，并對壩基滲漏、滲透穩(wěn)定及工程地質(zhì)進行評價，提出處理措施的建議。

（2）山塘綜合整治涉及到壩體基礎(chǔ)處理的，應(yīng)對壩基面進行清理。地基應(yīng)滿足壩體穩(wěn)定需要，并保證上部重新填筑材料的沉降量不超過可壓縮層厚度的5%。

（3）砂礫石地基、巖石地基、軟土地基等各類地基的處理要求應(yīng)按SL189執(zhí)行。

（4）若地基存在透水層時，應(yīng)采用帷幕灌漿等方法進行防滲處理。確定灌漿處理的技術(shù)參數(shù)前，應(yīng)進行灌漿材料性能檢測和現(xiàn)場灌漿試驗，同時應(yīng)編制相應(yīng)的施工方案。具體參照SL62的規(guī)定執(zhí)行。

9 壩體與岸坡及其他建筑物的連接

（1）應(yīng)挖除壩肩的風(fēng)化體和破碎帶，直至相對不透水層。若開挖范圍較大，采用挖除方法不經(jīng)濟時，應(yīng)進行專門設(shè)計，采用合理的防滲措施，確保截斷繞壩滲漏通道。

（2）實施壩體防滲體加固處理的，防滲體須嵌入壩肩的弱風(fēng)化層。嵌入厚度不宜小于0.5m。

（3）若溢洪道與壩肩相連，連接部位應(yīng)設(shè)置混凝土截水墻并做灌漿防滲處理。

（4）壩體與岸坡及其他建筑物連接的其他設(shè)計要求應(yīng)按SL189執(zhí)行。

10 泄洪建筑物

（1）若原有溢洪道泄洪能力不足，應(yīng)首先選擇拓寬溢洪道。

（2）不同堰型溢洪道結(jié)構(gòu)的水力計算可參照SL253。

（3）溢洪道進水段與泄流段山體邊坡應(yīng)保證穩(wěn)定。

（4）溢洪道靠壩一側(cè)邊墻應(yīng)采用混凝土結(jié)構(gòu)，與壩體防滲體及背水側(cè)連接部位應(yīng)設(shè)置防滲結(jié)構(gòu)。邊墻高度應(yīng)高于泄流水面線0.5m以上，且不低于相應(yīng)部位壩體。

（5）溢洪道底板宜采用混凝土或漿砌石襯砌，混凝土襯砌厚度不小于20cm，漿砌塊石襯砌厚度不小于0.3m。

11 輸水建筑物

（1）土石壩原有破舊壩下涵管原則上應(yīng)廢除。

（2）廢除原有壩下涵管后，可重新設(shè)置壩下輸水管道，并應(yīng)遵循以下原則：

①管道應(yīng)采用鋼管、整體鋼筋混凝土管或強度高、耐久性好的新型材料管。管道宜建在巖基上，管身宜直線水平布置。

②如防滲體為黏土心墻，應(yīng)在涵管部位擴大心墻斷面，并設(shè)置截水環(huán)，截水環(huán)周邊橫向厚度為管徑的三倍且半徑不宜小于1m，截水環(huán)的厚度宜大于0.5m。

③壩下輸水管安裝完成后，應(yīng)通過壓縮空氣施加壓力法，測試管道是否存在泄漏，特別是管道接縫處。測試壓力應(yīng)設(shè)置為輸水管最大工作壓力的150%，測試時間應(yīng)為1～2個小時以上。

12 其他除險加固要求

（1）對于土石壩壩體填筑材料，應(yīng)保證黏性土料的壓實度不小于95%。各層土層都必須均勻地壓實，壓實后的土層厚度應(yīng)控制在0.20m～0.30m之間。若無法使用機械壓實，土層壓實后的厚度宜控制在0.20m以內(nèi)。其他要求和填筑標(biāo)準(zhǔn)參照按SL189執(zhí)行。

（2）新填筑的壩體材料與相鄰?fù)翆娱g如不滿足層間關(guān)系時，應(yīng)設(shè)置反濾層和過渡層，特別是土質(zhì)防滲體（心墻、斜墻、鋪蓋等）與壩殼或壩基透水層之間應(yīng)滿足反濾要求，在各接合部位設(shè)置反濾層，并視實際情況設(shè)置過渡層。反濾層和過渡層結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求按SL189執(zhí)行。

（3）山塘除險加固過程中，應(yīng)設(shè)置水位觀測設(shè)施和滲流水深觀測設(shè)施。同時應(yīng)設(shè)置防汛搶險道路，道路應(yīng)能直達壩頂或下游壩腳，且路面宜硬化，寬度不小于3m。

（4）需要進行清淤的山塘，應(yīng)保證壩體防滲系統(tǒng)的完整性，應(yīng)根據(jù)蓄水區(qū)淤積情況和取樣試驗分析結(jié)果確定污泥分布形態(tài)，劃分清淤范圍，并根據(jù)淤泥垂直分布情況確定清淤深度。上游壩趾5m范圍內(nèi)，除結(jié)合防滲斜墻施工外，不宜進行清淤施工。對于存在透水性的蓄水區(qū)，清淤深度不宜過大。

（5）白蟻危害地區(qū)應(yīng)結(jié)合除險加固進行白蟻防治處理。

13 工程管理

（1）山塘所有權(quán)人或山塘受益人對山塘安全管理負(fù)直接責(zé)任，是山塘運行管理、巡查管護及綜合整治的管理單位或責(zé)任主體。山塘主管部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府(街道辦事處）應(yīng)定期公布所管轄山塘的安全管理責(zé)任人名單，并與山塘所有權(quán)人簽訂山塘安全管理責(zé)任書。

（2）山塘所有權(quán)人、受益人或使用者應(yīng)向鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府（街道辦事處）水行政主管部門申報注冊登記，并提交山塘主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)資料和山塘注冊登記表。

（3）山塘管理范圍應(yīng)報經(jīng)縣級人民政府批準(zhǔn)，由山塘主管部門或鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府(街道辦事處)組織設(shè)置界樁和公告牌。任何單位和個人不得控自移動、損壞界樁和公告牌。在山塘管理范圍內(nèi)不得增設(shè)與山塘安全管理無關(guān)的建筑物和構(gòu)筑物，也不得進行爆破、打井、采石、采礦、取土、造墳等危害山塘安全的活動。

（4）山塘所有權(quán)人負(fù)責(zé)山塘的日常運行管理工作，依照有關(guān)規(guī)定落實巡查管護人員和巡查管護經(jīng)費。山塘所有權(quán)人應(yīng)當(dāng)建立健全日常維護、安全運行、應(yīng)急處置等相關(guān)制度，加強日常巡查、維修養(yǎng)護、控制運行等工作，完善技術(shù)檔案，規(guī)范操作規(guī)程，保障工程完好和運行安全。

（5）山塘主管部門或鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府（街道辦事處）應(yīng)限期組織對認(rèn)定或評估的危險山塘、病害山塘進行綜合整治或者報廢處理。病害山塘也可以降低正常水位或增加泄洪能力運行。未進行綜合整治或者報廢處理的危險山塘，必須放空，不得繼續(xù)蓄水。

來源：廣東省水利廳、水利之聲