中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)及其管理問(wèn)題研究

張乾

廣東省廣州市從化區(qū)水庫(kù)運(yùn)行中心 廣東 廣州 510900

中小型水庫(kù)的開(kāi)發(fā)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理一直是城鄉(xiāng)發(fā)展中的重點(diǎn)內(nèi)容，其在水利發(fā)電、防洪、灌溉、水資源保障等方面都有著重要作用。但在水庫(kù)設(shè)計(jì)及施工管理環(huán)節(jié)，或因工程設(shè)計(jì)不完善、施工管理不到位、工程年久老化失修等，存在不同程度的安全隱患，無(wú)法保證水庫(kù)正常安全運(yùn)行。因此，要嚴(yán)格依照技術(shù)規(guī)范，定期開(kāi)展對(duì)水庫(kù)安全鑒定，針對(duì)水庫(kù)存在的病險(xiǎn)原因進(jìn)行細(xì)則分析開(kāi)展除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，依照相關(guān)規(guī)范規(guī)章進(jìn)行除險(xiǎn)加固施工，將安全管理工作落實(shí)到中小型水庫(kù)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程中，確保水庫(kù)安全、高效運(yùn)行。

1 中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

在水庫(kù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中極易受到諸多不良因素的影響而出現(xiàn)不同程度度的病害問(wèn)題，為保障水庫(kù)安全運(yùn)營(yíng)，需對(duì)水庫(kù)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，提高整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能，維持水庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。針對(duì)中小型水庫(kù)的土石壩加固設(shè)計(jì)而言，需根據(jù)中小型水庫(kù)的大壩建筑形式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)合區(qū)域氣候條件對(duì)壩體放坡進(jìn)行有效處理，適當(dāng)增加壩體厚度；對(duì)于中小型水庫(kù)抗震性能低的情況，可對(duì)防滲墻實(shí)施加固設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)水庫(kù)排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，促進(jìn)基礎(chǔ)水分的排出，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在對(duì)中小型水庫(kù)的護(hù)坡和壩頂結(jié)構(gòu)實(shí)施加固設(shè)計(jì)工作時(shí)，可在原有護(hù)坡的基礎(chǔ)上開(kāi)展局部加固設(shè)計(jì)工作，壩頂?shù)募庸淘O(shè)計(jì)可從防汛設(shè)計(jì)入手，將水泥碎石均勻鋪設(shè)至壩頂路面，提高其承載能力。關(guān)于壩體防滲設(shè)計(jì)工作，要根據(jù)斷面滲漏和壩下游溢出點(diǎn)的實(shí)際位置對(duì)壩體和壩基滲漏量進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，結(jié)合壩型特點(diǎn)和滲漏情況采取高壓噴射灌漿法對(duì)壩體進(jìn)行加固。

對(duì)中小型水庫(kù)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)主要是通過(guò)消除其潛在隱患提高水庫(kù)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，實(shí)現(xiàn)除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)目標(biāo)。在具體設(shè)計(jì)中要綜合考慮施工區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)條件、地質(zhì)條件、氣候環(huán)境等諸多因素，根據(jù)水文活動(dòng)和分布情況、土層巖體結(jié)構(gòu)的完整性以及基礎(chǔ)加固指標(biāo)確定加固方式，編制完善的水庫(kù)加固設(shè)計(jì)方案及工程管理策略，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)且高效化的施工管理措施提高中小型水庫(kù)的施工質(zhì)量，消除潛在風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的不良影響。

2 中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)中需要考慮的主要因素

2.1 地質(zhì)因素

在中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)中要先對(duì)地質(zhì)因素進(jìn)行充分考慮，其是影響整體工程質(zhì)量的關(guān)鍵。基于水庫(kù)同普通建筑工程的差異性特點(diǎn)，施工前要對(duì)水庫(kù)周邊的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察，充分掌握巖層分布、內(nèi)在構(gòu)造及土層成分等基本信息，結(jié)合水庫(kù)建設(shè)規(guī)模和當(dāng)?shù)貧夂蜃兓葘?duì)結(jié)構(gòu)承載能力、負(fù)荷指標(biāo)等予以確定。同時(shí)，要對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行深入分析，對(duì)水庫(kù)建設(shè)及后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可能發(fā)生的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行判斷，綜合考慮病險(xiǎn)對(duì)水庫(kù)周邊地質(zhì)、巖體等造成的破壞，積極完善水庫(kù)周邊巖體的加固處理措施，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的牢固性。

2.2 水文因素

水文因素也是中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)中的重要因素之一。在水庫(kù)運(yùn)行環(huán)節(jié)，流水具有一定的侵蝕作用，而水庫(kù)周邊巖體結(jié)構(gòu)受到長(zhǎng)期侵蝕作用的影響會(huì)逐漸降低其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在此情況下，當(dāng)水庫(kù)處于透水性及溶水性較強(qiáng)的巖體區(qū)域時(shí)，流水會(huì)大幅度削減結(jié)構(gòu)牢固性，進(jìn)而引發(fā)水庫(kù)病險(xiǎn)問(wèn)題。因此，開(kāi)展除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)工作時(shí)，相關(guān)人員要全面了解施工區(qū)域內(nèi)的水文條件，參考地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)對(duì)水文分布、活動(dòng)情況及水流變化規(guī)律等進(jìn)行詳細(xì)研究，通過(guò)系統(tǒng)化分析對(duì)加固設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性調(diào)整，由此保障加固處理效果[2]。

2.3 加固技術(shù)因素

中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)中的加固技術(shù)是決定水庫(kù)整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。針對(duì)巖石破碎較為嚴(yán)重的區(qū)域，在對(duì)中小型水庫(kù)進(jìn)行加固處理時(shí)可優(yōu)先選用灌漿法；對(duì)于土壤成分較差的區(qū)域可對(duì)地基結(jié)構(gòu)的混凝土材料進(jìn)行優(yōu)化改良，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能，強(qiáng)化水庫(kù)建筑的穩(wěn)固性。在具體加固設(shè)計(jì)中，相關(guān)人員要綜合多項(xiàng)影響因素，保證加固設(shè)計(jì)的全面性，在充分了解中小型水庫(kù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的前提下開(kāi)展針對(duì)性地加固設(shè)計(jì)工作，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代化水庫(kù)設(shè)計(jì)管理的嚴(yán)謹(jǐn)性，確保加固設(shè)計(jì)效果能達(dá)到現(xiàn)代化中小型水庫(kù)的加固、建設(shè)要求。

3 中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)及優(yōu)化管理的具體分析

以某中小型水庫(kù)而言，該水庫(kù)以下游農(nóng)田灌溉為主，水庫(kù)壩址以上集雨面積0.53km2、主河道長(zhǎng)1.58km，河床平均比降72%。依照《水利水電工程等級(jí)劃分及供水標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)規(guī)定可將該工程樞紐大壩項(xiàng)目級(jí)別定為V等，擋水壩、溢洪道等主要建筑物為5級(jí)。經(jīng)實(shí)地勘查后得知，該水庫(kù)由攔河大壩、溢洪道、放水涵洞以及渠系建筑物組建而成，由于該水庫(kù)運(yùn)行年限已久，且建設(shè)初期是由受益區(qū)組織群眾采取大兵團(tuán)作戰(zhàn)法進(jìn)行的施工，所以施工水平低、人工夯實(shí)基礎(chǔ)差、清基不徹底，加之壩體填筑時(shí)碾壓效果不良、結(jié)構(gòu)密實(shí)度不均勻、填筑材料差，經(jīng)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)水庫(kù)蓄水位高程為850.12m，無(wú)法發(fā)揮其正常的效用價(jià)值。對(duì)此，為有效改善工程運(yùn)行效果，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，需結(jié)合工程實(shí)際情況實(shí)時(shí)加固設(shè)計(jì)工作，在明確其設(shè)計(jì)重點(diǎn)和施工管理難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷完善加固設(shè)計(jì)方案及施工管理措施，積極采取可靠的加固技術(shù)完成工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，為其長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)提供有力支持。

3.1 中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)方案

1.優(yōu)化混凝土加固設(shè)計(jì)

對(duì)中小型水庫(kù)開(kāi)展加固設(shè)計(jì)工作時(shí)可采取混凝土加固技術(shù)進(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化。由于水庫(kù)病險(xiǎn)問(wèn)題大多是由結(jié)構(gòu)裂縫及滲漏問(wèn)題所造成的，所以可根據(jù)不同形式的壩型、壩基和病因采取與之相應(yīng)的處理方式，當(dāng)前，常見(jiàn)的水庫(kù)滲漏問(wèn)題為均質(zhì)、芯墻土壩的滲漏，在加固設(shè)計(jì)中可采用沖洗、混凝土防滲加固技術(shù)、壓力灌漿技術(shù)、薄壁抓斗技術(shù)等實(shí)施加固作業(yè)。就上述工程而言，在對(duì)其防水涵洞、閘井等進(jìn)行維護(hù)時(shí)可增設(shè)大壩安全變形、水位、壩體浸潤(rùn)線等觀測(cè)設(shè)施，及時(shí)對(duì)閘井工作閘門(mén)和檢修閘門(mén)進(jìn)行維護(hù)。同時(shí)，還可利用專(zhuān)業(yè)設(shè)備對(duì)壩基滲漏區(qū)域進(jìn)行造槽處理，并依照技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行清孔換漿，將前期預(yù)埋的槽孔予以有效銜接，根據(jù)加固標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施混凝土澆筑作業(yè)，由此構(gòu)建混凝土防滲墻結(jié)構(gòu)。此項(xiàng)加固處理技術(shù)的施工質(zhì)量控制難度較大，對(duì)各操作環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求較高，因此必須加強(qiáng)工程管理意識(shí)，有效配合加固設(shè)計(jì)技術(shù)提高水庫(kù)加固設(shè)計(jì)的最終效果。

2.落實(shí)上下游壩坡的培厚加固設(shè)計(jì)

由于部分中小型水庫(kù)設(shè)有放空底孔，因此需結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)上下游壩坡的培厚加固設(shè)計(jì)，以此避免上游削坡所造成的壩軸線下移等問(wèn)題，以防增加中小型水庫(kù)的工程量，同時(shí)還能有效減少因削坡對(duì)原有防滲體所造成的破壞。在具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮上游壩面的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合上游壩面的防滲設(shè)計(jì)對(duì)上下游壩坡的培厚加固設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，保證加固設(shè)計(jì)的可行性。對(duì)于淺透水地基，可在壩腳處增設(shè)防滲齒墻，如若透水呈較深，可配合使用帷幕灌漿法、壩體上游面則可鋪設(shè)復(fù)合土工膜，以此同周?chē)姆罎B帷幕構(gòu)建為封閉式的防滲體系，以此來(lái)提高壩體穩(wěn)固性，增強(qiáng)水庫(kù)加固效果。

3.規(guī)范高壓噴射灌漿加固設(shè)計(jì)

高壓噴射灌漿加固處理技術(shù)是有效提高中小型水庫(kù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的加固技術(shù)。實(shí)際操作中需要借助高壓設(shè)備和注漿管對(duì)漿液進(jìn)行高壓噴射，進(jìn)而將配制好的漿液噴射至砂卵石孔隙中，利用射流的切削、沖擊和攪拌作用促進(jìn)漿液和地基結(jié)構(gòu)的充分融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升[3]。就上述工程案例來(lái)說(shuō)，施工中相關(guān)人員可參考設(shè)計(jì)指標(biāo)適當(dāng)調(diào)整水庫(kù)周邊土體和旋噴樁密度，實(shí)現(xiàn)修復(fù)水庫(kù)壩體裂縫病害的目的，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)加固效果。在高壓噴射灌漿加固處理工作中，通常無(wú)需對(duì)地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行大面積開(kāi)挖，這在一定程度上降低工作難度，有效減少了對(duì)水庫(kù)結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，提高了水庫(kù)牢固性和安全性。需要注意的是，此方式的成本造價(jià)較高，在選用加固技術(shù)時(shí)應(yīng)綜合考慮中小型水庫(kù)的實(shí)際建設(shè)情況和預(yù)期成本，在進(jìn)行綜合分析后選擇合適的加固技術(shù)，保證水庫(kù)加固處理技術(shù)的可行性。

人們生活中的許多現(xiàn)象與物理有著緊密的聯(lián)系，初中階段是學(xué)生了解物理知識(shí)的最初階段，在此階段掌握良好的學(xué)習(xí)方法可以為今后學(xué)習(xí)高中物理奠定良好的基礎(chǔ)。不少學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的難度，甚至有的學(xué)生厭倦學(xué)習(xí)物理。采用生活化教學(xué)模式可以在提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣的基礎(chǔ)上，提高教學(xué)的有效性。本文將具體分析生活化物理教學(xué)。

4.嚴(yán)格把控泄水建筑物的加固設(shè)計(jì)

溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理會(huì)給中小型水庫(kù)的安全運(yùn)行造成極大風(fēng)險(xiǎn)?；诖?，在水庫(kù)加固設(shè)計(jì)中需要對(duì)泄水建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，相關(guān)人員可結(jié)合水庫(kù)周邊流水的流速對(duì)溢洪道的泄洪水平進(jìn)行綜合分析，深入研究水流流向、流態(tài)、流速等因素，降低水流對(duì)溢洪道的沖刷力，確保溢洪道泄流能力、水面線及消能設(shè)施設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，提高水庫(kù)運(yùn)行的安全系數(shù)。在中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中均要結(jié)合水庫(kù)目前的實(shí)際情況及周邊環(huán)境對(duì)加固設(shè)計(jì)方案及技術(shù)進(jìn)行合理分析，以全方位、多維度視角對(duì)水庫(kù)加固設(shè)計(jì)進(jìn)行全面優(yōu)化，通過(guò)綜合比對(duì)分析確定行之有效的加固設(shè)計(jì)方案，保證加固處理技術(shù)的高效性，以此規(guī)避水庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，確保其安全、長(zhǎng)效的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)管理的優(yōu)化策略

3.2.1 結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)管理策略

（1）做好壩體結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)的全面優(yōu)化，針對(duì)壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不高的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)采取有效措施加以改進(jìn)。在對(duì)中小型水庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致分析后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致壩體穩(wěn)定性下降的因素包含了：壩體斷面偏陡、上游壩體滲透參數(shù)過(guò)小及浸潤(rùn)線過(guò)高等原因。就壩體斷面偏陡問(wèn)題來(lái)說(shuō)，相關(guān)人員可結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)加寬壩體斷面層，通過(guò)結(jié)構(gòu)加培的方式提高壩體斷面的承重性能，以此達(dá)到加固目的；對(duì)于上游壩體參數(shù)過(guò)小導(dǎo)致水位驟降的現(xiàn)象，可通過(guò)減緩壩坡的方式及時(shí)排出上游壩體中的水資源，減輕土體重量，規(guī)避因含水量較大分散土體凝聚力，進(jìn)而導(dǎo)致壩坡失穩(wěn)的問(wèn)題；關(guān)于浸潤(rùn)線過(guò)高的問(wèn)題，可優(yōu)先采用棱體排水法，提高壩體內(nèi)部排水及壩腳排水效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)壩體含水量的合理控制，進(jìn)而穩(wěn)定壩體承載性能。

（2）提高壩基防滲能力

3.2.2 項(xiàng)目工程施工管理策略

（1）構(gòu)建完善的工程施工管理體系

任何工程建設(shè)都需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹贫燃右约s束，在對(duì)中小型水庫(kù)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)工作后，工程負(fù)責(zé)人還應(yīng)加強(qiáng)施工管理工作的重視程度，依照中小型水庫(kù)的建設(shè)需求及實(shí)際情況構(gòu)建完善的工程管理體系，結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)增強(qiáng)管理制度的嚴(yán)謹(jǐn)性及權(quán)威性，讓現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管人員做到“有章可循、有法可依”。在上述水庫(kù)工程項(xiàng)目施工中，工程負(fù)責(zé)人應(yīng)同施工單位組建現(xiàn)場(chǎng)管理小組，選派能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的專(zhuān)業(yè)人員擔(dān)任小組組長(zhǎng)，而管理小組的成員也要明確自身監(jiān)管責(zé)任，真正將安全管理責(zé)任落實(shí)到位，在實(shí)際工作過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守完善的工程管理制度，加強(qiáng)施工重點(diǎn)、操作難點(diǎn)等方面的監(jiān)管力度，切實(shí)將工程監(jiān)管責(zé)任貫徹到中小型水庫(kù)建設(shè)的全過(guò)程中[4]。此外，工程負(fù)責(zé)人還應(yīng)就施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況制定安全防治措施，提高現(xiàn)場(chǎng)安全隱患的排查力度，避免因突發(fā)情況引發(fā)安全事故的現(xiàn)象，保證中小型水庫(kù)工程能順利完工。

（2）加大工程施工管理執(zhí)行力度

安全管理和監(jiān)控工作是伴隨中小型水庫(kù)工程施工進(jìn)度的長(zhǎng)期內(nèi)容，在構(gòu)建了完善的工程管理制度的基礎(chǔ)上，要嚴(yán)格遵守施工管理防范措施，提高強(qiáng)制性管理原則的執(zhí)行力度，確保參與中小型水庫(kù)建設(shè)任務(wù)的全體員工都將施工管理責(zé)任放在工作的第一位，實(shí)現(xiàn)工程管理目標(biāo)，真正將工程管理措施落實(shí)到中小型水庫(kù)的施工操作中?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管人員要明確中小型水庫(kù)的施工重點(diǎn)、結(jié)構(gòu)加固處理難點(diǎn)及施工高峰期，在此期間要嚴(yán)格控制施工操作，針對(duì)違規(guī)等不當(dāng)行為要及時(shí)制止并進(jìn)行正確引導(dǎo)，確保施工操作的規(guī)范性，這樣不僅能保護(hù)施工人員的安全，還能把控好施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量。同時(shí)要明確各環(huán)節(jié)的施工需求、施工標(biāo)準(zhǔn)以及安全管控等內(nèi)容，避免盲目施工引發(fā)安全問(wèn)題。

（3）落實(shí)工程施工的安全防范工作

在開(kāi)展中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)施工管理工作時(shí)，不僅要遵循安全第一的原則，還要強(qiáng)化預(yù)防為主的基本理念，落實(shí)工程施工的安全防范工作。相關(guān)人員要明確結(jié)構(gòu)加固指標(biāo)和建設(shè)要求，確定結(jié)構(gòu)重點(diǎn)受力部位和加固區(qū)域，做好工程技術(shù)選擇工作，參考工程勘查數(shù)據(jù)對(duì)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)統(tǒng)籌規(guī)劃消除潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素。工程負(fù)責(zé)人也要根據(jù)中小型水庫(kù)的實(shí)際情況對(duì)可能存在的安全隱患進(jìn)行逐一排除，并制定事故防治措施，以便應(yīng)對(duì)緊急情況，降低結(jié)構(gòu)坍塌及人員傷亡現(xiàn)象。在工程建設(shè)期間現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管人員要定期巡視施工現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)存在的安全隱患問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際情況采取有效措施加以應(yīng)對(duì)，真正將預(yù)防工作落實(shí)到位，保證中小型水庫(kù)整體結(jié)構(gòu)和施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

在中小型水庫(kù)加固設(shè)計(jì)和施工管理期間，要明確結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)優(yōu)化的核心內(nèi)容、充分掌握工程管理重點(diǎn)，依照現(xiàn)代化水庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和工程管理的基本原則，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的合理性、提高工程監(jiān)管水平，增強(qiáng)安全監(jiān)管力度，積極解決水庫(kù)潛在病險(xiǎn)問(wèn)題，真正將工程管理責(zé)任落實(shí)到位，以便充分發(fā)揮出中小型水庫(kù)的最大效益。