關(guān)于城市周邊水庫防洪安全設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

何烜

江西祥潤水利建設(shè)有限公司 江西宜春 336000

水庫的防洪安全特性是決定水利工程后續(xù)使用安全與下游區(qū)域人民生命財(cái)產(chǎn)安全的根本保障。同時(shí)也是水庫設(shè)計(jì)與建設(shè)的重點(diǎn)。從其風(fēng)險(xiǎn)來源的角度來探究容易產(chǎn)生水庫防洪安全事故的主要因素來源于洪峰高度與壩體高度、壩體應(yīng)力承載、壩體滲水性、堤壩孔度、泄洪道設(shè)計(jì)等多方面內(nèi)容。在解決上述系統(tǒng)工程的過程中同樣也需要對多種因素進(jìn)行考量，進(jìn)而提出更為具體與具有針對性的安全設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及與之配套的執(zhí)行方法及方案。在現(xiàn)階段的研究過程中，國內(nèi)外學(xué)者對相關(guān)問題開展了廣泛的研究，并從具體的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)體系、施工安全保障、施工監(jiān)管與現(xiàn)場管理等角度提出了自己的簡介與相關(guān)的優(yōu)化對策。為后續(xù)的具體施工提供了一定的幫助。

1 水庫防洪安全設(shè)計(jì)意義與存在的問題分析

1.1 城市周邊水庫防洪安全設(shè)計(jì)的意義

城市周邊水庫地理位置敏感，功能眾多，其防洪安全主要具有如下幾方面意義：第一，對保障城市用水具有積極意義。城市周邊水庫往往是城市集中供水水源地。其防洪安全直接決定了庫區(qū)水源儲備量，而水源豐富程度又是城市供水的基本條件。為此，做好其防洪安全設(shè)置對于增加庫區(qū)庫容，提高供水質(zhì)量與穩(wěn)定性具有積極意義；第二，對提升城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極意義。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的角度來看，城市周邊水庫區(qū)域往往具有整合旅游資源，尤其是水上運(yùn)動(dòng)、休閑旅行、特色農(nóng)業(yè)（畜牧業(yè)）旅游體驗(yàn)的重要中心。因此，其對于城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與結(jié)構(gòu)調(diào)整具有積極意義，保障其在汛期的安全能夠形成連續(xù)性發(fā)展體系，為提升城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量；第三，對保障城市安全具有積極意義。城市周邊水庫防洪安全直接決定了城市的旱澇調(diào)節(jié)。在豐水期其通過庫存的緩沖作用降低城市發(fā)生水患的幾率；在枯水期其通過適當(dāng)?shù)姆潘{(diào)節(jié)來避免城市及其周邊區(qū)域受到旱災(zāi)的侵襲。為此，城市周邊水庫防洪安全設(shè)計(jì)能夠從根本上保障城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 水庫防洪安全設(shè)計(jì)存在的問題

從現(xiàn)階段的水庫防洪安全設(shè)計(jì)體系中我們可以發(fā)現(xiàn)，其主要的問題產(chǎn)生于如下幾個(gè)方面：第一，溢洪道設(shè)計(jì)尺寸較小：實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于資金比較短缺，而限于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格性和規(guī)范性，因此導(dǎo)致了實(shí)際中的溢洪道的尺寸都偏小，而隨之突發(fā)洪水的影響，使得這樣的尺寸成為不堪一擊的設(shè)計(jì)；第二，溢洪道平面彎道半徑大小不穩(wěn)定：平面彎曲半徑對于溢洪道來說是隨著時(shí)間的推移而不斷變化的，因此形成了對泄洪的阻礙的作用，在溢洪道的陡坡形成后，其特殊性被顯現(xiàn)出來，使得流體態(tài)勢驟變，影響了泄洪的正常進(jìn)行；第三，溢洪道陡坡比降過陡：由于設(shè)計(jì)與實(shí)際的出入比較大，使得設(shè)計(jì)方案在一定程度上阻礙了泄洪的順利進(jìn)行，按照設(shè)計(jì)方案施工的工程則大大削弱了壩體本身的功能，這種不合理的設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)的考證，其中陡坡過陡便是其一[1]。

2 水庫防洪安全設(shè)計(jì)及方法要點(diǎn)探究

2.1 防洪安全視角下的溢洪道選址設(shè)計(jì)

溢洪道是保障水庫尤其是壩體整體安全的客觀保障。當(dāng)汛期來臨時(shí)，溢洪道能夠有效的對壩體應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整，并在適應(yīng)范圍內(nèi)對于水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。為此在實(shí)際的選擇過程中應(yīng)該考慮如下幾個(gè)問題：第一，溢洪道高度的選擇既要與洪峰水位相適應(yīng)，有應(yīng)該根據(jù)壩體的最大承載來進(jìn)行設(shè)計(jì)。只有如此才能夠在汛期背景下提供更為靈活的需求；另外，在選擇的過程中還應(yīng)該注意其導(dǎo)流走向，不僅需要考慮下游河流的承載力，還應(yīng)該對周邊壩體的承接能力進(jìn)行預(yù)判，避免由于不當(dāng)?shù)倪x址位置對城市造成了安全隱患。

2.2 防洪安全視角下的防滲措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)

“千里之堤潰于蟻穴”溢洪道與壩體的防滲措施是保障水庫防洪安全的重中之重。如果存在防滲措施不利等情況，則會出現(xiàn)顯著的滲水現(xiàn)象，長此以往會形成水路通徑，進(jìn)而在較大壓力（較高水位）的情況下出現(xiàn)管涌，嚴(yán)重的會形成溢洪道甚至是壩體的坍塌與潰壩。在這樣的背景下，我們需要對其具體的防滲措施進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)，具體則需要注意如下問題：第一，在壩基防滲的設(shè)計(jì)方面：在150m的壩基前做土工膜鋪蓋水平防滲，在大壩迎水坡腳上游40m范圍內(nèi)找平庫底，并在距大壩坡腳40m處挖一道深1.0m、寬0.5m的溝用來固定土工膜，然后鋪設(shè)20cm厚細(xì)砂墊層，墊層上鋪設(shè)土工膜（兩布一膜），其規(guī)格為300g/m2，最后在土工膜上鋪設(shè)20cm厚細(xì)砂作為保護(hù)層；第二，在壩體擋墻的防滲設(shè)計(jì)方面：在迎水坡腳處開挖截滲槽，深挖至不透水基巖以下0.5m，探測平均深約為4.0m，截滲墻厚選用壩前水深10m的0.2倍，即2m。而后采用人工回填粘土并分層夯實(shí)，截滲墻與原粘土斜墻結(jié)合為一體，結(jié)合厚度為1.5m。

2.3 防洪安全視角下的底板工程設(shè)計(jì)

在底板工程設(shè)計(jì)方面：在底板的設(shè)計(jì)過程中需要同時(shí)對泄洪道與泄水洞進(jìn)行構(gòu)建。上述兩種模式具有相互依存且不可替代的作用。泄洪道從水面高度的層面維持汛期水庫的安全水位；而泄水洞則能夠有效的對疏通沙底，補(bǔ)充排放等內(nèi)容起到至關(guān)重要的作用。為此，我們在實(shí)際的城市周邊水庫防洪安全設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該予以足夠的重視與充分的考量。具體則可以從如下幾個(gè)方面來進(jìn)行構(gòu)建。首先，任何的設(shè)計(jì)行為與方式應(yīng)該滿足相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，尤其是國家針對城市周邊以及重要敏感區(qū)域周邊的水利工程防洪標(biāo)準(zhǔn)有著明確的規(guī)定（GB50286-2000）。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該嚴(yán)格遵循其具體要求，對高程、深度、應(yīng)力等進(jìn)行具體考究；其次，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件與規(guī)劃重點(diǎn)，對底板高程進(jìn)行具體的認(rèn)定，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中不僅需要從防洪安全的角度去考慮，更應(yīng)該探究由于底板加高而帶來的經(jīng)濟(jì)效益與具體的施工工藝變更，尤其是抬高操作對于后續(xù)泄洪、排洪的影響。

總之，城市周邊的水利工程是保障城市用水與周邊穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在其設(shè)計(jì)與施工的過程中水庫防洪安全要求較高。