小型病險水庫除險加固工程設計

摘 要：本文以一具體工程為例，分析了小型病險水庫除險加固的工程技術措施，對其他病險水庫的除險加固處理工程具有借鑒作用，為病險水庫除險加固技術研究積累了經驗。

關鍵詞：小型病險水庫 除險加固 設計 措施

一、引言

建國以來，我國修建了很多水庫工程以實現(xiàn)發(fā)展經濟，造福人民的目的，但由于受到各種自然原因、歷史原因和技術原因等因素的影響，導致這些小型水庫出現(xiàn)了“三邊”和“三無”現(xiàn)象，病險問題頻發(fā)。嚴重背離了當初修建的目的，并且?guī)砹撕艽蟮碾[患。國家相關部門把此類小型病險水庫的除險加固工作提到議事日程上，并且加強相關治理整頓工作。各級水利管理單位要從思想上高度重視，從行動上積極動作，從時間上嚴格控制，從除險加固設計、施工、安全、經濟、興利多方面統(tǒng)一協(xié)調，合力開展工作。本文以陜西省XX水庫除險加固工程為實例，介紹了工程中經常采用的除險加固的措施和方法。

二、工程概況

XX水庫位于陜西省寶雞市，是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養(yǎng)殖的小（一）型水庫，自1977年建成以來，為當地的經濟發(fā)展帶來了較大的推動促進作用。該水庫工程由均質壩、非常溢洪道和放水洞等工程結構體組成，按照100年一遇洪水進行設計，200年一遇洪水校核。最大壩高31m，壩頂長度為 245m，壩頂寬度10m，壩頂高程560m。設計洪水水位為558.6m，校核洪水水位為558.8m。放水洞子位于大壩右岸，全長155m，內部設有工作閘門和檢修閘門。非常溢洪道位于大壩右岸岸坡。工程所處河谷呈”U”型，兩岸沖溝發(fā)育，長者可達到數公里之遠，左右壩肩均處于黃土塬斜坡上。該區(qū)域所屬地震基本烈度為7度。

三、除險加固的必要性

該水庫屬于“三邊”工程，原設計標準較低，施工質量差；在運行的幾十年間，年久失修，機械設備損壞嚴重，工程結構體滲漏明顯；加之該水庫位于梯級水庫系統(tǒng)的最末一級，地理位置十分重要，對整個梯級水庫的安全作用巨大，應盡早進行除險加固。

四、水庫的除險加固措施

在加高壩頂時的原則是不動上游坡，對下游壩體進行培厚工程，右壩肩滲漏問題的處理措施是高壓擺噴防滲墻，放水洞塔后段內水外滲采用的解決方法是內置鋼管；對溢洪道側槽段、與大壩銜接及鼻坎段進行加固處理。

1.大壩加高培厚及右壩肩的防滲措施。經對原壩體和加高培厚以后的壩體上下游壩坡進行穩(wěn)定復核計算，結合《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274-2001）的相關要求，結合工程實際情況和工程重要性，確定將壩頂寬度定為5米，壩頂路面采用泥結石路面，為了便于排水，大壩壩頂面以2%的橫向坡度向下游方向傾斜，并與大壩下游的排水系統(tǒng)會合，形成排水體系。大壩的加高培厚主要在下游壩坡進行，在548m高程處開始，自下而上培厚至563m高程，培厚分兩級級比，自下而上分別為：1：2.5和1：2.0，在558m高程變坡處設有2m寬的平臺，平臺上均設有橫向排水溝。上游壩坡采用干砌石護坡，下游壩坡采用草皮護坡。據地質報告和現(xiàn)場勘查，右壩肩存在繞壩滲漏現(xiàn)象，需要進行處理。經過比較，決定采用高壓擺噴防滲墻進行防滲處理，墻頂線和壩頂齊平，墻深度為33.5m，成墻厚度不小于0.3m，形成混凝土防滲墻體，其抗壓強度不小于3MPa，彈性模量小于1500 MPa，滲透系數不大于10-6cm/s。

2.溢洪道改建設計。溢洪道位于大壩右岸岸坡，為側槽式溢洪道，堰長29.5m，堰頂高程555.5m，堰下由側槽段、喉道段、平流段、陡坡段和挑流鼻坎等部分組成，全長270.5m。該工程部位存在的重要問題是：溢洪道側堰表面和側槽底部混凝土剝落嚴重；側槽右岸邊墻砌護高度不滿足防洪要求；與壩體銜接處的左右岸襯砌邊坡穩(wěn)定性存在較大安全隱患；挑流鼻坎及以下通道北土體掩埋，影響溢洪道泄洪功能的正常發(fā)揮。

2.1溢洪道加固工程。（1）側堰河側槽段。拆除原側堰頂部及槽底10cm混凝土陳砌面，重新在堰頂、靠堰一側槽壁及槽底襯砌10cm厚的C15鋼筋混凝土。（2）喉道段。泄水道首端35米長的喉道部分，是加固的重點之一。泄水道的左岸邊原本就又高又陡，隨著大壩加高培厚工程的開展，邊坡穩(wěn)定性更加難以滿足要求，為此，將拆除左側原有漿砌石護坡，改建為漿砌石重力式擋土墻，外掛網噴10cm厚的C20鋼筋混凝土。左邊墻采用土釘錨固邊坡，土釘錨桿長6米，直徑100mm，用M10水泥砂漿錨固直徑為20mm的鋼筋，表面掛網噴10cm厚的C20鋼筋混凝土。（3）挑流鼻坎段。原挑流鼻坎的齒墻基礎深度僅5米，兩側無防護，根據相關類似工程的加固實例，將鼻坎向外延伸5.6米，基礎放在兩排鋼筋混凝土群樁上，每排四根，深10m，直徑80cm，鼻坎兩側用漿砌石保護。（4）挑流鼻坎后防護段。為了較好的防止水流流量較小時的貼流沖刷及流量較大時發(fā)生的挑射回流現(xiàn)象影響壩體基礎的安全穩(wěn)定，在鼻坎后設置4.865米長的防護段，底坡采用1：1.5，邊坡采用1：1，底寬由擴展到10米，底板及邊坡均采用50cm厚的C20鋼筋混凝土進行澆注。

五、結語

根據工程的開發(fā)目標，該除險加固工程完成后能有效地削減洪峰，減輕下游的防洪壓力，并且改善當地的生產和生態(tài)環(huán)境等效益，保證了整個梯級水庫系統(tǒng)的安全以及下游人民群眾的生命財產安全，對于發(fā)展當地農村水利具有積極意義。

參考文獻：

[1]張瑨，彭仁鋒. 小型病險水庫除險加固工程設計[J].河南水利與南水北調，2015，（20）：24，27.

[2]趙亮. 五大連池市德安水庫除險加固工程項目中工程管理設計[J]. 水利科技與經濟，2015，21（8）：82-83.

[3]楊正華， 華炳生. 小型水庫管理情況調查報告[J] . 中國農村水利水電， 2007（ 11） ： 52O54， 57.

[4]謝順勝， 王身興. 小型病險水庫現(xiàn)狀調查及治理對策[J] . 中國農村水利水電， 2008（ 1） ： 95O97.

[5]盛金保， 李雷， 王昭升. 我國小型水庫大壩安全問題探討[J] . 中國水利， 2006（ 2） ： 41O43.

[6]邢廣彥， 邢廣君. 我國小型水庫安全管理現(xiàn)狀與對策[J] . 黃河水利職業(yè)技術學院學報， 2007， 19（ 4） ： 12O13.

作者簡介：蘆琴（1979.07—），副教授，新疆石河子人，主要從事水利水電工程、安全方面的研究和教學工作。