對水庫除險加固工程的設(shè)計淺析

董德學(xué)

【摘 要】由于我國大部分的水庫的建設(shè)周期短，隨施工隨設(shè)計，這樣就造成了部分水庫出現(xiàn)險情，給周圍人民的生產(chǎn)以及生活造成很大的影響，因此，加強對水庫除險加固工程的設(shè)計是非常重要的。文中闡述了水庫工程的現(xiàn)狀以及水庫除險加固的必要性，并對水庫除險加固工程的設(shè)計進行了分析。

【關(guān)鍵詞】水庫工程；除險加固；問題分析；設(shè)計

前言

水庫的作用不僅在防洪、供水、灌溉、發(fā)電等方面體現(xiàn)，同時也是我國國民經(jīng)濟發(fā)展、保障社會穩(wěn)定、改善生態(tài)環(huán)境的基本保障。為了保障水庫正常安全運行，對水庫進行除險加固方面的相應(yīng)措施是非常有必要的。而水庫除險加固的設(shè)計，直接影響到工程的安全、投資及效益，是水庫能夠安全平穩(wěn)運行的最重要的保障之一。

一、我國水庫工程現(xiàn)狀

我國的水庫數(shù)量眾多，承擔著為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的生產(chǎn)生活提供水源，以及防御洪水的任務(wù)，部分水庫也是魚類養(yǎng)殖的場所，在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要的作用。但是由于多數(shù)水庫的修建年代久遠，采用的工程技術(shù)不夠先進，工程設(shè)計達不到標準，以及在使用過程中的不斷老化，造成了我國小型病險水庫數(shù)額龐大的現(xiàn)狀。這些水庫一旦發(fā)生安全事故，便會威脅到水庫周圍居民的人身安全，給國家?guī)韲乐負p失。因此，小型病險水庫工程的除險加固設(shè)計應(yīng)當引起人們的高度重視。

二、對水庫進行除險加固的必要性

我國水庫數(shù)量較多，由于水庫修建技術(shù)水平較低，水庫建筑材料質(zhì)量較差，導(dǎo)致水庫建設(shè)存在質(zhì)量缺陷。由于水庫使用時間較長，材料發(fā)生風(fēng)化現(xiàn)象或老化現(xiàn)象，導(dǎo)致水庫不能正常運行，例如水庫主壩壩肩或主壩后坡等部位密封性差，造成壩體出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象；水庫建設(shè)過程中安裝設(shè)施不完善，主壩后坡反濾體以及主壩前坡防沖防浪結(jié)構(gòu)的缺失導(dǎo)致水庫設(shè)備不能正常運行或壩體發(fā)生塌落等，對水庫大壩造成一定的破壞；水庫結(jié)構(gòu)中，土質(zhì)溢洪道斷面較小，不能滿足水庫水量較大時的泄流要求，導(dǎo)致溢洪道發(fā)生漫頂運行或塌方等事故。水庫修建過程中潛在的質(zhì)量問題顯現(xiàn)，導(dǎo)致水庫不能正常發(fā)揮作用，發(fā)生安全事故或造成水患。因此，我們應(yīng)加強水利工程的質(zhì)量管理，提高水利工程質(zhì)量，在保證水庫造福于人類、提高社會效益的同時，也增加了水庫運行的經(jīng)濟效益。

三、水庫除險加固設(shè)計中的常見問題分析

1、除險加固設(shè)計方案不夠合理

除險加固設(shè)計方案要考慮諸多因素，一個問題考慮不夠周全就極有可能影響整個除險加固設(shè)計方案的合理性。除險加固設(shè)計中首先要保證測量的精準性，然而在實際除險加固方案設(shè)計中設(shè)計人員會根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗進行除險加固設(shè)計，根本就不考慮水庫的實際情況及特征，這樣一來不僅不能達到加固的目的，反而會增加水庫的險情，對人們的生命安全造成更大的威脅，給相關(guān)工程造成一定的經(jīng)濟損失。另外，目前的除險加固方案設(shè)計中并沒有對加固材料進行嚴格要求，也是影響除險加固施工質(zhì)量的因素之一。

2、水庫溢洪道的泄洪能力問題

部分水庫工程的加固設(shè)計在對溢洪道的泄流能力進行計算時，習(xí)慣采用寬頂堰的泄流計算公式來計算溢洪道的泄流能力。而實際上，水庫根據(jù)自身所處地理位置的不同，溢洪道的實際長度與理論公式的計算結(jié)果有著顯著地差異。因此，在對水庫工程溢洪道的過流能力進行計算時，應(yīng)當根據(jù)具體的地形情況選擇合適的計算方法，針對不同類型的溢洪道選擇相應(yīng)的公式分別進行計算，避免因計算結(jié)果的誤差給除險加固設(shè)計帶來干擾，導(dǎo)致壩體沖刷嚴重或沖毀下游設(shè)施現(xiàn)象的發(fā)生。

3、防滲透設(shè)施運用不當

防滲透設(shè)施是影響水庫除險加固設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，目前水庫除險加固設(shè)計中對防滲透設(shè)施的重視力度不夠，一般情況下水庫的壩體不會出現(xiàn)該問題，滲透現(xiàn)象一般出現(xiàn)在大壩與水庫兩邊的結(jié)合處，主要是由于土工膜鋪設(shè)過短，沒有將其完全覆蓋造成的。另一方面還可能由于土工膜材料選用不當，對大壩沒有起到一定的保護作用。

4、防滲土工膜設(shè)計不完善

除險加固設(shè)計在對土工膜的鋪設(shè)進行規(guī)劃時，往往只看到了壩體本身的防滲能力，而忽視了兩岸山體與壩體結(jié)合處的防滲問題。因此，應(yīng)擴大防滲土工膜的鋪設(shè)范圍，將其延伸至結(jié)合處上游，并錨入山體內(nèi)部。同時完善錨固點的設(shè)計，根據(jù)環(huán)境的不同選擇最佳的錨固方案，防止錨固點變?yōu)闈B入點，降低壩體防滲的效果，確保壩體防滲工作的嚴密可靠。

5、缺少除險加固設(shè)計施工復(fù)查

除險加固設(shè)計中包含了諸多程序，需要對其進行全方面把握，與此同時還要對除險加固設(shè)計施工進行嚴格監(jiān)督，施工后要進行全方位復(fù)查，以免設(shè)計中出現(xiàn)某種問題，影響整個除險加固設(shè)計施工質(zhì)量。在實際除險加固設(shè)計施工中，對于其施工復(fù)查環(huán)節(jié)，很多工程企業(yè)流于形式，并沒有對其進行嚴格檢查，沒有及時發(fā)現(xiàn)除險加固設(shè)計施工中不合理的部分。

四、水庫除險加固設(shè)計分析

1、水庫的除險加固測量

水庫的除險加固測量主要包括：庫區(qū)地形測量、壩址地形測量、壩體橫斷面測量、排洪河道橫縱斷面測量等幾部分，如果水庫兼具灌溉功能，則還需測量渠道的橫縱斷面。在對水庫的各項數(shù)據(jù)進行測量時，應(yīng)當注意以下問題。

首先，在測量壩體進行時，要將壩體軸線作為基準，以50m為間距布設(shè)控制點，將控制點設(shè)為橫斷面進行測量，以提高測量的準確度與精確度，確保壩體的橫斷面不會偏離軸線。

其次，在布設(shè)縱斷面控制點時，如果經(jīng)過的位置滲漏發(fā)生，或存在輸水洞、溢洪道等設(shè)施，應(yīng)適當增加斷面的數(shù)量，為工程設(shè)計提供更多的依據(jù)。

最后，在對排洪河道的縱斷面進行測量時，將斷面設(shè)置在河床最低點，保證河道比降的穩(wěn)定。

2、水庫的工程勘察

在對水庫進行工程勘察時，應(yīng)當加強對壩體與兩岸山體結(jié)合處、壩體與壩基滲漏處、壩體裂縫成因、可能出現(xiàn)山體滑坡的地點以及重點監(jiān)測斷面的勘察，以保證對水庫進行除險加固設(shè)計時有充足的數(shù)據(jù)支持。

3、水庫除險加固的設(shè)計

在對水庫工程進行除險加固設(shè)計時，需要保證設(shè)計的各項內(nèi)容均符合國家的相關(guān)標準，嚴格執(zhí)行國家關(guān)于病險水庫除險加固工程的各項規(guī)定，充分考慮到水庫所在位置的氣候類型和環(huán)境狀況，有針對性的采取合理的計算方法與設(shè)計策略，注重不同方案之間經(jīng)濟性與可行性的比較，達到既保證水庫的安全，又降低工程施工難度和造價的效果。

4、嚴格執(zhí)行除險加固設(shè)計復(fù)查

除險加固設(shè)計施工程序具有一定的復(fù)雜性，當除險加固設(shè)計施工完成后要進行全方位的復(fù)查，把握加固設(shè)計施工中的各個環(huán)節(jié)，只有這樣才能確保除險加固設(shè)計施工的整體質(zhì)量。對于除險加固設(shè)計中存在問題要及時進行解決，避免影響水庫的安全，實現(xiàn)防洪的目的。復(fù)查時相關(guān)負責人員要對每個人做好分工，保證復(fù)查各個環(huán)節(jié)的安全及質(zhì)量。

五、結(jié)束語

水庫經(jīng)過多年運行，部分設(shè)施老化破壞，其防洪標準已無法滿足目前的防洪要求，所以水庫進行除險加固是十分必要的。而且為水庫進行除險加固工程不僅僅能提升水庫的安全系數(shù)，確保防洪體系，還能夠帶來巨大的社會效益及經(jīng)濟效益。在條件允許的情況下，使用新技術(shù)、新型設(shè)備，確保除險加固工程的工程質(zhì)量?？傊?，為了工程的加固改造方案應(yīng)以較少的投入徹底解決問題需要設(shè)計人員的全面分析、綜合考慮，并避免遺漏細小問題，避免出現(xiàn)安全漏洞。

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