病险水库除险加固工程设计探讨

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我国社会经济的不断发展、庞大的人口基数，让水资源面临着越来越紧缺的局面，我国水利工程重点工作内容是合理开发和利用水资源。对于目前小型病险水库来说，水库的调节能力较低，大部分的病险水库都存在着渗透问题，造成水资源的严重浪费，甚至能严重危害到水库大坝自身的安全。另外，在实际使用中水库的设计灌溉面积都远远地大于实际有效灌溉面积，使得灌溉渠道的水量使用率较低。当遇到干旱的季节，水资源短缺时，会出现水库供水能力严重不足的现象。水库下游人们的生命财产安全和水库大坝存在的安全隐患息息相关。近年来，洪涝灾害的频发、超标准的洪水不断出现等一系列问题都使病险水库的安全问题异常突出；因此，对小型病险水库进行除险加固工程合理的设计是非常重要的。

1小型病险水库工程现状

目前，针对我国多数的小型病险水库来说，大多数的水库修建的时间较长，与科技发达的现在对比有一定时间上的差距，受限于当时的技术水平、人力、物力等因素的影响，当时的水库工程项目多是实行边勘测，边设计，边施工的“三边”工程。绝大部分是当地的居民提供劳力建设而成，从水库工程建设的施工程序上来看，由于受当地区域经济水平的限制，资金投入的力度不够、没有先进的技术支撑，施工作业不够规范。一部分的水库大坝通常都存在清基不彻底的问题，对水库大坝基础处理工作不到位、坝体填筑材料质量不高等，多数的水库一直以来都处在带病运作的状态中；再加上相关的运行管理部门对水库的管理不完善，长期以来都不能充分发挥水库的经济效益，针对水库大坝存在的诸多安全隐患问题，也加剧了水库中水资源在不同程度上的浪费，使小型病险水库除险加固工程设计工作陷入困境。

2小型病险水库除险加固设计的原则

目前，在我国水库大坝中数据比例最大的是土石坝，在水坝中危险程度最高的也是土石坝。由于水库工程建设状况较为复杂、施工技术以及建筑材料的选择条件极容易发生改变，并不是所有的除险加固技术都是通用的，每一种除险加固技术都有一定的范围适用性。因而，在对小型病险水库除险加固工程设计时，应遵循以下的施工原则：一方面，要分析水库的病险情况，全方位的考虑各种水库的加固要求，要对加固的指标、加固的进度、加固范围进行综合考量。另一方面，对小型病险水库除险加固工程要拟定切实可行的施工方案，根据水库工程相应的工程造价、施工期限、施工难度、进度等进行全面的对比，找出最合适的小型病险水库除险加固工程设计方案。

3小型病险水库除险加固工程设计的注意事项

首先，尽可能掌握水文、施工、设计等水利工程的内容，对水库进行实地调查。对小型病险水库进行现场勘探时，要对周围的库区进行检查，在检查时，不能忽视大坝和附属设施的状况。进行库区检查工作重点是，库岸的岩体是否出现崩塌的趋势；对大坝进行检查时，要注意坝基以及坝肩岩体的风化程度；对出现坝体渗水、河床出现水流的要特别注意渗水的通道。其次，对判断完渗透原因后，进行深入的探查工作，最有效的方式就是对坝体以及坝基进行深层的钻孔取样工作，对钻孔以及采取的芯样进行实验。钻孔应处在坝顶位置，主要在河床以及两岸进行布孔，钻孔的适宜深度最好是在基面以下的位置，对于试验的方法来说，通常使用钻孔压水的试验或岩石常规试验。钻孔压水试验能对水库坝体以及坝基的透水率、大坝的建筑材料、质量、岩体结构等方面进行初步的认识。最后，依据取样试验能准确得出水库大坝的应力、坝基材料的密度、抗压能力、吸水率等数据，为找出水库大坝渗漏的原因提供科学的理论依据。值得注意的是，对水库坝体的上游面已经设置防渗体的，水库大坝的透水率不能看作灌浆控制的因素，针对试验结果和工程资料两者之间的差异性，依据计算结果找出存在差异的原因。

4小型病险水库除险加固工程设计存在的问题

4.1小型病险水库除险加固工程设计标准较低。根据以上的文章内容可知，我国目前运行的水库大坝使用年限较长，由于当时科学技术的发展水平较低，水库建设工程设计标准不高，水库的坝顶不能满足实际使用中的抗洪需求，有些坝顶栏杆年久失修出现部分的损毁和坍塌等，坝顶也没有设置防浪墙；再加上当时施工对水库的清基不彻底，帷幕灌浆作业效果不能达到预期效果，有部分的坝基并没有做固结灌浆的处理工作，水库会出现坝体的浸润、渗漏等现象。另外，溢洪道多是使用坝顶敞开的溢流方式，溢洪道上的混凝土出现不同程度的损坏和破损，导致溢洪道的泄流能力和实际效果不符。4.2水库取水口的设计不合理。通常情况下，水库的取水口多使用坝体埋管的方式，在水库的出口设置闸阀室，闸阀室构造较为简陋，一些闸阀室的漏水现象十分严重，多数的防水闸阀室出现锈蚀情况，一部分闸阀室不能开启。闸阀室的出口大多没有设置消力设施，只是简单的设消力池。对于灌溉渠道一般使用浆砌石砌筑，过水断面一般使用砂浆抹面，渠道时间较长，多数过水断面的砂浆出现大面积的脱落，渠道内有较多的杂草，淤泥较多。有的渠道段，常年出现塌陷问题，针对垮塌的现象没有及时解决。水库取水口的设计不合理，给小型病险水库除险加固工程设计工作的开展带来一定的困难。4.3水库大坝维修不及时。对于水库大坝来说，长期以来都忽视了对它的维修养护工作，对小型病险水库没有维修、加固工作。水库的枢纽建筑多是由当地的管理单位和部分居民集资进行维护的，并没有在根本上解决水库大坝面临的问题。另外，目前的小型病险水库工程很少设置水库大坝的安全监测以及水情探测系统，水库的防洪调度工作多依据人工的目测预报，然而，这种方式得出的结果准确度和可靠性都不高。水库多处在山区，再加上当地对水库的投资力度较小，上坝的防汛道路宽度较窄、路面的质量差，堤坝的坡度陡峭等一系列的问题，加大了防洪调度的工作难度。

5小型病险水库除险加固工程设计

5.1小型病险水库工程结构的加固设计。小型病险水库结构的加固设计主要有两个方面的工作内容：一方面，需要对水库的迎水坡进行加固设计。要对目前的护坡进行混凝土护坡的重建，也可以保留现有的混凝土护坡，着重对损害的部位进行修护。修复的优点就是投入的资金较少，缺点是混凝土面板多出现断裂的现象，底部垫层出现被掏空的空洞现象。此外采用拆除重建的方式，对混凝土面板肩重建能消除水库工程存在的安全隐患，水库工程在外观和质量上均能达到预期的效果。另一方面，对背水坡进行加固，目前水库大坝的背水坡多为草皮护坡，背水坡坡面处在长期的运行中，通常会出现高低不平的现象，小型病险水库除险加固设计中，需要对草皮护坡进行局部的调平工作。5.2小型病险水库工程防渗的加固设计。在小型病险水库工程防渗的加固设计中，对于不同水坝坝体的填筑土，使用防渗加固设计的方式是不同的，坝体的填筑土多为花岗岩残积土时，该坝体的压实程度较弱，当水库蓄水以后，坝体出现渗漏等问题，需要采取有效的方式对主副坝体进行防渗透加固设计。如果主坝体中出现冲击造成粗砂层，同时，出现强透水等，可以使用以下三种方式：第一、劈裂灌浆，该项水库的防渗加固技术投资较小，然而，施工难度较高，对水坝的坝体以及坝坡的层面会造成严重损害，水库施工质量也得不到保证。第二、高压旋喷灌浆，相比于劈裂灌浆，该项防渗技术的投资成本较高，能有效提高建筑施工的质量。第三、塑性混凝土防渗墙，该技术的施工步骤较为简便，也能保证一定的施工建设质量，工程投资较为经济。5.3水库安全监测设计。对水库安全进行监测的过程中，要严格遵守《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》，以及相关的安全技术规范等，主要以肉眼检查和进行外部观测，对水库大坝进行变形监测时，要结合本区域工程的实际施工情况，对大坝表面的沉降和发生的位移现象进行监测，对校核基点、工作基点、观测基点等进行科学的设置。另外，需要在坝前坡的固定位置进行水尺设置，更加符合对水量观测的需求。

6结语

目前小型病险水库多是“三边”工程，当时的施工技术、机械设备等较为落后，运行时间较长，对水库大坝的安全检查工作带来一定的困难，应对小型病险水库除险加固工程进行科学合理设计，以便全面把握水利工程的实际运行情况。当地区域人们生产、物质水平、区域经济的发展都和水库存在着密切联系。因此，做好小型病险水库除险加固工程设计工作，能保护当地居民生命财产安全，并极大推动着该区域经济的发展。

参考文献：

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［4］芦琴，霍海霞.小型病险水库除险加固工程设计［J］.经营管理者，2017，（3）：397.

作者:曾连山 单位:五华县水利水电勘测设计室