作者；张毅
1 概述
根据《水库大坝安全管理条例》的有关规定，我国要求对水库大坝定期进行安全鉴定，并按大坝安全状况，将大坝分为一、二、三类坝。其中三类坝定义为：实际抗御洪水标准低于水规[ 1989] 21号文中规定的部颁水利枢纽工程除险加固中近期非常运用洪水标准，又或者水利工程存在较严重安全隐患，无法按照设计工况来正常运行的大坝。符合三类坝条件的水库，被称为病险水库。这些水库由于存在各类病害，经安全鉴定评定为三类坝，需要通过除险加固工程来消除隐患，确保大坝的运行安全。
我国政府高度重视水库大坝安全。尤其是近些年来，国家政府编制了多部病险水库除险加固规划并组织实施，总投资达到2000亿元，也取得了明显的成绩。2007年，水利部组织编制了《全国病险水库除险加固专项规划》（以下简称专项规划），该规划于2008年3月由国务院批准实施。专项规划纳入项目共6240座，其中大中型病险水库共1182座。经过三年多的实施时间，专项规划的病险水库除险加固目标任务已于2010年年底如期完成。
这些大中型病险水库遍布全国各地，具有普遍性和代表性，对其技术资料进行研究分析，能为我国今后常态化的水库除险加固工作积累宝贵的经验。
《专项规划》中包含有1182座大中型水库，其中：大型水库86座，中型水库1096座，均纳入本文的数据样本。
2.1大坝类型
对1182座大中型水库的大坝，按照筑坝材料进行分类，分布如图l所示。其中：土石坝1078座，占大坝总数量的91. 2%；浆砌石坝83座，占大坝总数量的7. 0%；混凝土坝仅19座，占大坝总数量的1.6010；还有其他类型的大坝2座。可见土石坝是病险水库大坝的主要坝型。
1078座土石坝中，均质土坝636座，占土石坝总数的59. 0%；心墙坝338座，占土石坝总数的31. 4%；斜墙坝68座，占土石坝总数的6. 3%；面板堆石坝13座，占土石坝总数的1. 2%；其他23座，占土石坝总数的2. 1%。可见均质土坝和心墙坝是病险土石坝中的主要坝型。
大中型病险水库坝型分布如图1所示。
2.2坝高情况
1182座大坝的坝高分布情况为：坝高大于30m的大坝为463座，占39. 2%；坝高15~ 30m的大坝为511座，占43. 2%；坝高小于15m的大坝为208座，占17. 6%。
2.3地区分布
大中型病险水库的地区分布情况见表l。大中型病险水库最多的3个省依次为湖北（146座）、江西（136座）、湖南（124座）。
按照我国区域划分标准，对病险水库按区域统计情况见表2。可见华东地区是病险水库数量最多的地区。
病害原因分类
3.1 病害原因数据结构
为了对病害原因进行统计分析，以“病险部位”与“病害特征”来对病险水库的主要病险原因进行描述。其中：“病险部位”与工程部位相对应，如：坝体、坝基、坝坡、坝肩、溢洪道、输水洞等；“病害特征”为基于多个工程归纳出来的共同病害，如：防洪标准不满足、抗滑稳定不满足、渗漏、裂缝、变形、混凝土质量差、白蚁严重等。
3.2病害原因分析
根据水库大坝安全有关鉴定方法，参考安全鉴定报告书，结合大坝失事有关案例，总结主要病害原因，可以分为七大类。
a．防洪标准：防洪标准不符合要求，表现为坝顶和坝体防渗体（心墙）顶高程不足、泥沙淤积导致库容不足和水库泄洪能力不足等。
b．工程质量：施工质量达不到要求，表现为坝基未清基、土料压实不均匀、溶蚀老化等；半拉子工程、存在白蚁危害等。
c．结构安全：工程结构不满足规范要求，表现为坝坡、边坡失稳，抗滑安全稳定系数偏小，坝体单薄、断面不足，坝体出现裂缝、变形、沉降不均匀，坝基有裂缝，出现软弱夹层、断层；表面开裂，拉应力超标；结构整体性差；护坡老化破坏、岸坡岩体崩塌；输放水建筑物、泄洪建筑物裂缝、断裂、露筋、剥离、冲蚀、漏水、坝脚侵蚀等结构破坏。
d．渗流安全：主要表现有坝基渗漏、坝体渗漏、绕坝渗流、接触冲刷、散浸、集中渗漏、管涌、流土、扬压力异常、渗透破坏等。
e．抗震安全：抗震安全不满足，主要表现有土层地震液化、地震引起开裂等。
f．金属结构安全：主要表现为金属机电设备发生锈蚀、老化、损坏，出现漏水、启闭失灵等问题。
g．运行管理：主要表现为各种管理设施、观测设施以及防汛器材等缺失或者不足。
3.3病害特征细化
通过梳理1182座病险水库的病害特征，主要从坝体病害特征人手，提炼主要的病害特征有15个，分别表现为：工程质量问题、坝体坝基裂缝、坝坡边坡不稳、坝体变形过大、防洪标准不足、坝体坝基渗漏、渗流安全问题、地震液化问题、抗震安全问题、泄洪建筑物破坏、输放水建筑物破坏、金属机电结构破坏、泥沙淤积问题、白蚁危害、管理设施不足等。
4 大中型病险水库主要病害分析
4.1 主要病害原因分析
根据对1182座病险水库的主要病害进行统计可知，以泄洪建筑物破坏导致病险的水库最多，达882座，占总数比例为74.6%。如：湖南六都寨水库，溢洪道边墩裂缝较严重，碳化深度超标，消力池消能防冲标准低；安徽梅山水库，泄洪建筑物存在安全隐患，泄洪能力不足等；山东米山水库，没有消力设施，护坦、海漫及泄槽毁坏严重，溢洪道闸室抗滑稳定不满足规范要求，上下游边墙抗倾不稳定等。
存在坝体坝基渗漏的水库数量位居次位，共有843座，占总数比例为71. 3%。如：江苏沙河水库，坝体填筑质量差，坝基渗漏，排水棱体不满足要求；广东龙颈上水库，坝体填筑不密实，导致渗漏严重，左坝肩严重绕坝渗流；河南宿鸭湖水库，坝下游出现翻砂、管涌，沼泽化现象严重。
输放水建筑物破坏的水库也较多，比例为69.1%。如：湖北华阳河水库，输水隧洞结构的混凝土出现蜂窝麻面、渗水、止水破坏等问题；山西后湾水库，输水洞出现裂缝，配筋不符合规范要求；吉林海龙水库，输水隧洞运行中强烈振动，土体与洞壁脱离，形成渗漏通道。
大中型病险水库主要病害原因分类统计见图2。
4.2 主要病害原因地理分布分析
各项病害的分布在地理上存在一定差异。对于泄洪建筑物破坏这一病害，病害比例最高的出现在华中地区，比例达84.7%，其余依次为华东地区、西北地区、西南地区，比例分别为78. 8%、51. 5%、49. 1%。全国平均水平为74. 6%。其中华中、华东高于全国平均水
平，西北、西南低于全国平均水平。输放水建筑物破坏的情形也类似。
坝体坝基渗漏病害，出现比例最高的是华中地区，达84. I%。东北地区和华北地区该项病害比例较低，分别为38. 7%和48. I%，低于全国平均水平71. 3%。
防洪标准不足病害，出现比例以东北地区、华北地区和西北地区较高，分别为61. 3%、55. 6%、54. 5%，均高于全国平均水平；华南地区为26. 7%，低于全国平均水平。如：天津鸭淀水库围堤顶高程不足，不满足规范要求；大连洼子店水库坝顶高程、防渗体顶高程不满足防洪要求，防渗体与防浪墙没有连接上；陕西沈河水库坝顶高程不足，溢洪道泄洪能力不足。
抗震安全一项，以西南地区为最高，达22. 6%。如：云南有12座水库存在抗震安全问题，占全省42. 9%；云南潇湘水库抗震设防烈度不能满足规范规定的要求，安全等级为C级。
泥沙淤积一项，以西北地区为最高，达18. 2%。如：新疆有6座水库存在泥沙淤积问题，占全区的27. 3%；新疆克孜尔水库、头屯河水库、兵团跃进水库均存在严重的泥沙淤积问题。
白蚁危害一项，从病害发生比例来看，以西南地区比例为最高，达30. 2%，其中以四川省的比例最高，达75%。华东、华中、华南地区也有一定的分布。而在东北、华北和西北地区的病险水库则不存在这一病害。因为气候湿润等原因，南方地区十分适宜白蚁繁殖，白蚁问题在土坝中较为普遍。白蚁在水库大坝中隐筑大量巢腔，蚁巢、蚁道以及空穴，发展到一定程度将严重削弱坝体结构，当遇强降雨，水库水位上涨时，库水就会沿着蚁道渗进主巢和副巢，甚至贯穿坝体，造成大坝的渗漏或者管涌，进而导致滑坡甚至垮坝的严重事故。
选择三种数量较多的坝型进行病害原因分析，即636座均质土坝、314座黏土心墙坝和62座浆砌石重力坝，统计结果见表3。
从表3中可以看出，均质土坝出现最多的病害问题是泄洪建筑物破坏，占75.5%；其次为输放水建筑物破坏，占71. 5%；坝体坝基渗漏问题占第3位，达70. 9%。对于黏土心墙坝，出现最多的病害问题也是泄洪建筑物破坏，达到81.5%，其次为输放水建筑物破坏，占71.3%，坝体坝基渗漏问题占第3位，达66.9%。与均质土坝相比，坝体坝基渗漏问题的比例稍有降低。
而对于浆砌石重力坝，坝体坝基渗漏则成为出现最多的病害问题，达87.1%，而泄洪建筑物破坏、输放水建筑物破坏的比例分别为48.4%和51.6%，相比前两种坝型明显降低。
通过对我国大中型病险水库的所在地区、坝型和病害原因等技术信息进行整理分析，初步归纳出我国大中型病险水库的主要病害原因、地区分布、坝型特点等。我国不同区域的病险水库，应根据病害原因的不同特点，选择采取针对性的加固措施，才能保证除险加固工程取得较好的效果。
a．对全部样本分析认为，泄洪建筑物破坏、坝体坝基渗漏、输放水建筑物破坏这三种病害是我国大中型病险水库最常见的病害，其中泄洪建筑物破坏导致病险的最多，比例达到74.6%。
b．从地理分布来看，华中地区、华东地区主要是泄洪建筑物破坏病害，比例分别为84.7%和78.8%，均高于74.6%的全国平均水平；输放水建筑物破坏的情形也类似。坝体坝基渗漏病害以华中地区为最高，达84.1%。防洪标准不足这一病害依次为东北地区、华北地区和西北地区比例较高，分别为61.3%、55.6%、54.5%；抗震安全问题西南地区最高，达22.6%；泥沙淤积问题比例最高的是西北地区，达18.2%；白蚁危害问题比例最高的是西南地区，达30.2%。
5【摘要】2007-2010年实施的《全国病险水库除险加固专项规划》纳入了1182座大中型病险水库。这些水库由于存在各类病害，经安全鉴定评定为三类坝，需要通过除险加固工程来消除隐患，确保大坝运行安全。本文通过对大中型病险水库的所在地区、坝型和病害原因等技术信息进行整理分析，初步归纳出我国大中型病险水库的主要病害原因、地区分布、坝型特点等，从而为掌握我国大中型病险水库的主要病险原因，并针对性地研究有关的加固措施提供参考依据。
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