水庫除險加固工作中有關(guān)規(guī)范應(yīng)用的幾個常見問題探討

田 間 季 安 蘭 昊 成 棟

（山東省水利勘測設(shè)計院 濟(jì)南 250013）

當(dāng)前，全國水庫除險加固工作整體進(jìn)展順利，前期工作已經(jīng)接近尾聲。但是，一方面由于水庫除險加固設(shè)計與新建水庫設(shè)計相比，有其獨特之處，另一方面由于時間緊、任務(wù)重，參與人員業(yè)務(wù)水平參差不齊，在水庫安全鑒定、除險加固設(shè)計、稽察或?qū)徲嫷裙ぷ髦袑σ?guī)范的條文理解可能會出現(xiàn)一些偏差或錯誤，筆者結(jié)合工程實例，就水庫除險加固前期工作中經(jīng)常遇到并容易被錯誤理解的幾條規(guī)范規(guī)定進(jìn)行探討。

1 巖石壩基采用帷幕灌漿處理的必要性

1.1 規(guī)范規(guī)定

根據(jù) 《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 （SL274－2001）第6.3.1條規(guī)定：“當(dāng)巖石壩基有較大透水層、軟弱夾層、風(fēng)化破碎帶或有化學(xué)溶蝕以致通過地層的滲漏量影響水庫效益，影響壩體和壩基的穩(wěn)定或滲透穩(wěn)定時，應(yīng)對壩基進(jìn)行處理”。

同時，該規(guī)范6.3.9條規(guī)定：“灌漿帷幕的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按灌后基巖的透水率控制。1級、2級壩及高壩透水率宜為3～5Lu，3級及其以下的壩透水率宜為5～10Lu?！?/p>

1.2 出現(xiàn)的問題

實際設(shè)計工作中，很多水利設(shè)計工作人員，甚至是一些水利專家沒有深刻理解規(guī)范規(guī)定，濫用規(guī)范，在某些水庫除險加固設(shè)計中，將規(guī)范的規(guī)定本末倒置，把6.3.9條規(guī)定的帷幕灌漿設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)作為判斷巖基防滲加固處理必要性的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅根據(jù)地質(zhì)勘探資料，如1級、2級壩及高壩巖基透水率大于3～5Lu，或3級及其以下的壩巖基透水率大于5～10Lu，便得出巖基應(yīng)進(jìn)行防滲加固的錯誤結(jié)論。

1.3 工程實例

某大型水庫大壩樁號0＋300～樁號0＋900段長600m，設(shè)計中對壩體及壩基覆蓋砂層采用了混凝土防滲墻截滲，其下部壩基基巖透水率5.0～12.16Lu，經(jīng)過計算，如不對該段基巖進(jìn)行防滲處理，在計入該段巖基滲流影響的情況下，壩體和壩基穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定滿足要求，在常年平均蓄水位工況下，水庫每年總滲漏量約為15.64萬m3，占水庫總庫容 （1.478億m3）的0.1%，占水庫興利庫容 （4070萬m3）的0.38%，漏水量很小，不影響水庫的效益。因此，在對上部壩體及覆蓋層采取防滲措施后，下部透水率5.0～12.16Lu的基巖完全不必再進(jìn)行帷幕灌漿。而如果把帷幕灌漿設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)作為判斷巖基防滲處理必要性的標(biāo)準(zhǔn)，就會得出該壩段基巖透水率不滿足規(guī)范要求，需進(jìn)行帷幕灌漿防滲處理的錯誤結(jié)論，進(jìn)而給工程建設(shè)帶來不必要的麻煩，造成社會資源及自然資源的巨大浪費。

1.4 心得體會

規(guī)范第6.3.1條規(guī)定了巖石壩基采取防滲處理（包括帷幕灌漿）的必要條件，即什么情況下才有必要對巖基采取防滲處理；規(guī)范6.3.9條則規(guī)定帷幕灌漿的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，即如何控制帷幕灌漿實施效果。因此，在執(zhí)行規(guī)范時，應(yīng)該首先按照6.3.1條對巖基防滲處理的必要性進(jìn)行分析論證，如果經(jīng)過論證，巖基具有進(jìn)行帷幕灌漿處理的必要時，則按照規(guī)范6.3.9條提出帷幕灌漿的設(shè)計指標(biāo)；如果按照規(guī)范6.3.1條經(jīng)過論證，巖基不必進(jìn)行帷幕灌漿處理，則沒有必要按規(guī)范6.3.9條控制。

2 溢洪道泄槽底板抗浮穩(wěn)定分析的必要性

2.1 規(guī)范規(guī)定

《溢洪道設(shè)計規(guī)范》 （SL253－2000）4.4條規(guī)定：“泄槽底板的厚度，應(yīng)考慮溢洪道的規(guī)模及其與壩的相對位置、沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、水力特征、氣候條件、水流中挾沙情況等因素，并根據(jù)類似工程經(jīng)驗進(jìn)行類比確定。泄槽底板的厚度不應(yīng)小于0.3m”。 “泄槽底板可采取防滲、排水、止水、錨固等必要的工程措施。泄槽底板在消力池最高水位以下的部分，應(yīng)按消力池護(hù)坦設(shè)計”。

該規(guī)范4.6條規(guī)定：“消力池護(hù)坦應(yīng)進(jìn)行抗浮穩(wěn)定復(fù)核”。

2.2 出現(xiàn)的問題

某些設(shè)計單位，沒有認(rèn)真學(xué)習(xí)領(lǐng)會規(guī)范規(guī)定的適用條件，在溢洪道泄槽底板的安全鑒定或設(shè)計中，不管該溢洪道工程是采用底流消能方式還是挑流消能方式，均刻板的進(jìn)行底板抗浮穩(wěn)定計算，并據(jù)此確定底板厚度，得出錯誤結(jié)論。

2.3 工程實例

某水庫溢洪道采用挑流消能，原泄槽底板厚度為0.8m，安全鑒定工作承擔(dān)單位在 《溢洪閘安全復(fù)核報告》中對原泄槽底板進(jìn)行了抗浮穩(wěn)定計算，抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)計算結(jié)果為0.38，據(jù)此得出泄槽底板厚度不滿足規(guī)范 《規(guī)范》 （SL253－2000）4.6條要求的錯誤結(jié)論。

其錯誤在于 《規(guī)范》（SL253－2000）4.6條是對消力池護(hù)坦的規(guī)定，該部分條文指出：“消力池護(hù)坦應(yīng)進(jìn)行抗浮穩(wěn)定復(fù)核”，但該溢洪道采用挑流消能，未設(shè)消力池，因此，該條文不應(yīng)適用于本工程。

2.4 心得體會

對于采用挑流消能的溢洪道泄槽底板，其厚度主要考慮在遭遇風(fēng)化或高速水流磨蝕后，仍能夠保持不透水性，仍有足夠的剛度和強度抵抗外荷載和溫度變化引起的壓曲的要求，但目前計算方法尚不明確，故規(guī)范規(guī)定仍采用工程類比法確定，而泄槽底板的穩(wěn)定，主要靠采取防滲、排水、止水、錨固等措施解決。

如果溢洪道采用底流消能，設(shè)有消力池，則應(yīng)對消力池護(hù)坦和泄槽底板在消力池最高水位以下的部分按照規(guī)范進(jìn)行抗浮穩(wěn)定計算，如果溢洪道采用挑流消能，未設(shè)消力池，抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)作為泄槽底板厚度控制指標(biāo)。

3 地震區(qū)的土石壩進(jìn)行防浪墻動力穩(wěn)定性分析的必要性

3.1 規(guī)范規(guī)定

根據(jù) 《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 （SL274－2001）第5.4.5條規(guī)定：位于地震區(qū)的土石壩應(yīng)核算防浪墻的動力穩(wěn)定性。

3.2 出現(xiàn)的問題

對于新建土石壩設(shè)計，工程等級確定后，根據(jù)有關(guān)防洪要求，確定防浪墻高程，擬定防浪墻斷面，如果工程位于地震區(qū)，按照規(guī)范規(guī)定應(yīng)核算防浪墻的動力穩(wěn)定性，如擬定斷面不滿足動力穩(wěn)定性要求，則需對擬定斷面進(jìn)行調(diào)整，直至滿足要求為止。

然而，對于土石壩除險加固設(shè)計，由于歷史原因，其原采用防洪標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)不一致，則不能機械的應(yīng)用本條規(guī)范規(guī)定。

3.3 工程實例

某水庫始建于1959年，為大 （2）型水庫，二十世紀(jì)70年代按照防最大降雨標(biāo)準(zhǔn)對大壩進(jìn)行了加高培厚，水庫萬年一遇設(shè)計洪水位為235.45m，無非常溢洪道情況下，可能最大洪水位238.46m，相應(yīng)庫容2.21億m3。

2007年經(jīng)安全鑒定，評定該水庫為三類壩，需進(jìn)行除險加固，加固設(shè)計根據(jù) 《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252－2000），確定工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇。

根據(jù)壩頂高程復(fù)核計算 （見表1），所需壩頂（防浪墻頂）高程為237.72m，原壩頂高程239.50m，防浪墻頂高程240.50m，雖然水庫位于Ⅶ度地震區(qū)，但原壩頂高程已經(jīng)滿足規(guī)范要求，防浪墻不具有防洪功能，已經(jīng)不是規(guī)響水庫的防洪安全，因此，可不進(jìn)行動力穩(wěn)定分析。

表1 壩頂高程復(fù)核計算成果表

3.4 心得體會

（1）要正確理解規(guī)范意義上的防浪墻的適用范圍，防浪墻應(yīng)該是大壩頂部具有防浪功能（特殊情況下還要有擋水功能）的水工建筑物，其高程應(yīng)根據(jù)防洪要求計算確定。

（2）地震區(qū)水庫除險加固設(shè)計中應(yīng)根據(jù)最新水文資料、現(xiàn)行規(guī)范，對水庫大壩進(jìn)行防洪安全復(fù)核，如果經(jīng)過復(fù)核原有防浪墻仍參與防洪功能，則應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范規(guī)定，核算防浪墻的動力穩(wěn)定性；如果經(jīng)過復(fù)核計算原有防浪墻高程已經(jīng)超出了防洪計算要求，不具有防洪功能，則就不是規(guī)范意義上的防浪墻，不再適用該條規(guī)范規(guī)定，不需核算防浪墻的動力穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

本文列舉的幾個問題均來源于水庫安全鑒定、除險加固設(shè)計、稽察或?qū)徲嬛械墓こ虒嵗?，也是水庫除險加固前期工作的常見問題，雖然看似簡單，但如果不能正確處理，就會得出錯誤的設(shè)計方案或結(jié)論，進(jìn)而誤導(dǎo)水利主管部門的決策，造成國家投資的巨大浪費或損失。

筆者愿與不同崗位上的水利工作者共勉：不論是水利設(shè)計人員還是各級水利主管部門聘請的專家，工作中一定要認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解規(guī)范條文，絕不應(yīng)斷章取義，濫用規(guī)范。