小型水库除险加固设计分析

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摘要：对于中国这个有着960m2的国家来说，虽然国家拥有的水资源比较丰富，但也有分布不均匀的情况，所以对水资源的需求就比较大，基于这种情况我国很重视水库的建设。从新中国成立至今天，建成的水库的数量已经越来越多。虽然各地的水库建筑形式不大一样，但具体的功能都是一致的，主要是为人们提供生活用水，有时也兼顾提供工业用水，当然除了提供水源外，它在防御洪水灾害也有一定的作用。虽然水库在一定程度上保障了人们的安全，但如果水库的建筑方面存在问题则会带来大的危害，所以一定要加强对水库的除险加固设计，只有这样才能最大限度的发挥水库的作用。

关键词：小型水库；除险加固；设计小型水库

作为我国水库中一种最常见的类型，其安全问题越来越受到政府和人们的重视，近年来国家和地方政府也越来越重视小型水库的除险加固设计。就对小型水库的除险加固设计做了研究，从小型水库的现状、小型水库除险加固设计应注意的问题和小型水库的除险加固设计三个方面分析了这个问题，并以某小型水库为例具体阐述了这个问题。

1我国小型水库工程现状

1.1小型水库的界定。水库是一种水利工程建筑物，主要作用就是拦洪蓄水和调节水流，在灌溉、发电、防洪和养鱼等方面都有应用。水库就是一种人工湖泊，主要是通过在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的。水库规模通常按库容大小划分，分为小型、中型、大型等。小型水库是指库容在10万m3和1000万m3之间的水库。其中，库容在100～1000万m3的为小Ⅰ型水库，库容在10～100万m3的为小Ⅱ型水库。1.2小型水库工程的现状。中国作为一个地域辽阔的大国，拥有的小型水库的数量非常的多，主要是为人们提供生活用水和农业用水，有时也兼顾提供工业用水，同时在防御洪水灾害也有一定的作用，可以说小型水库在日常生活中发挥着非常重要的作用。但由于很多小型水库存在的时间比较长，修建时采用的技术也不是很先进，并且随着使用过程有了损耗，导致现存的很大一部分小型水库在一定程度上都存在一定的安全问题。基于此种情况及其可能带来的危害，人们来越重视小型水库的除险加固设计。图1为小型水库的整体图。

2小型水库除险加固设计中应注意的问题

我国的小型水库由于修建的时间比较早，修建不大合乎规范，存在着许多问题，比如说水库的坝体坡度设计过大、透水性较强、碾压不实，坝顶的高度及宽度与要求不一致，坝脚排水结构有明显漏洞，闸门锈蚀变形等问题。这些问题的出现为水库的除险加固设计带来了一些挑战。基于此种情况在对小型水库进行除险加固设计时，应对以下问题引起注意。2.1溢洪道泄流能力的计算。在对溢洪道的泄流能力进行计算时，通常情况下会采用宽顶堰的泄流计算公式来计算溢洪道的泄流能力。但在实际情况中，小型水库由于处于不同的地理位置，溢洪道的实际长度与理论公式的计算结果中存在着一定程度的差别。基于此种情况，在计算小型水库溢洪道的过流能力时，应该针对不同的情况选择合适的方法，并根据实际情况作出相应的调整，也就是说不同类型针的溢洪道应该选择对应的计算公式进行计算，以免得到错误的计算结果从而影响水库的除险加固设计，给其带来不利之处，使坝体的安全质量不能得到保证带来危险。2.2除险加固设计缺乏方案比较。在利用除险加固设计对水库的防洪能力进行改造时，往往只会提出一个方案，没有从多方面出发提出多样性的解决方案，这样单一的的方案带有一定的不确定性，同时也为水库的除险加固设计带来一些潜在的危险。2.3防渗土工膜设计不完善。在进行小型水库的除险加固设计时，需要先对小型水库的土工膜的铺设作出研究，再对其进行相应的规划，但在进行这项工作时，大部分情况下都是比较重视水库坝体的防渗能力，经常会忽视两岸山体与坝体结合处的问题，比如经常对两者之间的防渗问题不太在意。为了解决这个问题，应该从水库的防渗土工膜出发加大对其的铺设范围，将这个范围一直扩大到两岸山体与坝体结合处这两者结合处的上游，同时也要使锚进入到山体的内部。同时还要注意善锚固点的设计，并且要不断完善这种设计，在此基础上就要根据实际选择最优的锚固方案，避免锚固点变为渗入点，从而导致坝体防渗的效果变低。

3小型水库的除险加固设计

3.1水库的除险加固测量。水库的除险加固测量是由库区地形测量、坝址地形测量、坝体横断面测量、排洪河道横纵断面测量等几部分组成的，如果这个水库还兼顾农业灌溉的功能，这个时候就还需要测量渠道的横纵断面。在测量水库的各项数据时，还要注意一些问题。首先，在对水库的坝体进行测量的时候，要选择坝体轴线作为基准，这时还要选择合适的间距布设控制点，通常会选择50m作为间距布设控制点，通常还会将控制点设为横断面，然后对其进行相应的测量，这样做是为了使测量的准确度与精确度得到提高，从而可以保证坝体的横断面能不偏离轴线。其次，在对纵断面的控制点进行设计时，如果涉及的位置有渗漏的情况出现，或者是一些设备设施存在问题，比如说输水洞、溢洪道有问题，这时为了解决这个问题，就应该适当地对断面的数量进行改变，通常都是增加其数量，这样也为工程的设计提供了更多的依据。最后，在进行测量工作时，尤其是在测量排洪河道的纵断面时，这时就要对断面所处的位置进行设置，要求是设置在在河床的最低点上，这样可以保证河道比降的稳定性。3.2水库的工程勘察。在对水库进行工程勘察时，应当重点加强对某几个地方的勘察，这几个地方就包括坝体与两岸山体的结合处、坝体与坝基的渗漏处、坝体裂缝成因、可能出现山体滑坡的地点和重点监测的断面，这样在对水库进行除险加固设计时，就可以有足够的数据来进行支撑了。3.3水库除险加固的设计。在对小型水库进行除险加固设计时，必须要使设计涉及的各项内容都要符合国家对此的一些标准，我们知道国家对病险水库除险加固工程非常重视也做出了非常多的规定，对于这些规定在进行设计时一定要严格遵守，对水库的实际情况必须十分了解，还要考虑到水库所在地的气候类型和环境情况，基于此种情况，就要采取合理的计算方法与设计策略，同时还要比较不同的方案，尤其是要从经济型与可行性两方面重点考虑，这样既可以使水库的安全得到保证，又可以使施工难度得到降低和使工程造价合理化。

4某小型水库的除险加固设计

为了加大对水库除险加固设计的了解，以某一个小型水库的除险加固方案为例进行了详细的说明。4.1小型水库的工程概况。某一个小型水库于1957年年底开始修建，在1958年建成然后就开始使用，它的总库容是184万m3。这个小型水库是一个综合型的水库，既提供农业用水，又为水产养殖业提供用水，是兼具农业灌溉与水产养殖的综合型水库。这个小型水库存在的时间比较久，修建时采用的设计比较落后，在很多方面都有一些潜在的安全风险，在使用过程中发生过很多危险情况。这个水库的很多地方都存在渗漏的情况，像水库的坝体、坝基、坝脚排水沟都存在这种情况。坝体的质量不能得到保障，并且它的压实度有点不均匀，坝顶也没有排水沟。因为水库的坝体右侧曾经发生过沉陷，导致坝顶的高程有了一些变化，同时水库坝体内坡护坡石由于各种原因也有了损毁，并且损毁程度比较严重。水库的溢洪道被浪蚀的情况非常严重，底板也因为一些情况长满了青苔，这些问题使它的泄洪能力有所降低，输水涵管也存在渗漏的情况。因为建成时间有些久，这个水库的很多设施都已经老化，没有办法进正常的运行。4.2小型水库的除险加固方案。首先，对坝体、坝基进行防渗处理。对水库坝体、坝基进行防渗处理的方案有很多，但现在大多会选择灌浆与帷幕灌浆结合一起填充的方案，这时会先确定孔距，孔距的长度一般为1.5m，在这之后就要对坝体进行钻孔灌浆的处理，在基岩面以下至相对抗水线间进行灌浆，灌浆一般是使用帷幕灌浆的方法，但要注意的是帷幕灌浆的深度是有要求的，即要求深入基岩的高度至少要大于5m，这样才可以降低坝体的渗透同时又能够修复坝基的岩溶裂隙。图2是常见的帷幕灌浆施工方法的示意图。其次，要增设内外坝的坡挡土墙，这样既可以对坝面进行修改又可以保护坡面，在此之后就要改变坝顶的宽度和高程，对一些杂物和无用之物进行清除，在坡面变平后就要进行护坡工作，这时主要是采用混凝土六棱块去进行这项工作，工作结束后内坡坡比应该是1:2。在所有的工作都结束之后就要进行坝顶的相关工作，并采用一定的方法去处理，一定要清楚的用最优的方法去进行相关工作，最后再对一些有问题的部分进行修缮。第三，对水库的溢洪道进行修整。通过一些记载和相关计算，可以知道该水库的溢洪道泄洪能力没有问题且符合标准，因此只用选用一些好的石材对边坡进行加固等处理,并用混凝土板对渠底进行防渗和护衬处理，然后对水库的其他部分进行清理与平整。最后，重新修建输水系统。由于这个水库原有的输水系统在不同程度上都有损害，并且当时采用的设计方法也有一些问题，所以我们需要重新建立一个输水系统，并对原来的系统进行处理。重新修建的输水系统在坝体左岸坝肩的位置，它的进水口是用浆砌石构造而成的，并且这个输水系统整体呈喇叭型设计。系统的引水暗涵与出水暗涵都是采用的钢筋混凝土，在出水暗涵处设置消力池与原灌溉渠连接。

5结语

通过对小型水库进行除险加固设计，能够使水库的使用时间变得更长，既可以使人们的生活变得更加方便，又可以使周边百姓的安全得到保障，还可以促进地区经济的发展，是一件利国利民的事情，所以一定要重视水库的除险加固设计。

作者:金艳 单位:兰州市水电勘测设计院

参考文献:

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