小型水库除险加固的优化设计策略

'小型水库除险加固的优化设计策略-水利施工[摘 小型水库除险加固的优化设计策略-水利施工[摘 小型水库除险加固的优化设计策略-水利施工[摘 要]水库是流域防洪安全保护系统和水资源开发利用系统的重要组成部分，病险水库除险加固事关防洪、供水和生态安全，与广大人民群众的根本利益密切相关；事关国计民生，是完善防灾减灾和水资源调控体系，实现可持续发展水利的重大举措。本文主要从小型水库除险加固设计的注意事项、存在问题及优化设计策略三个方面进行了详细的探讨，仅供参考和借鉴。[关键词]小型水库；除险加固；优化设计　　绪论　　我国的小型水库数量众多，承担着为农业生产和人们的生产生活提供水源，以及防御洪水的任务，部分小型水库也是鱼类养殖的场所，在人们的生产生活中发挥着重要的作用。但是由于多数小型水库的修建年代久远，采用的工程技术不够先进，工程设计达不到标准，以及在使用过程中的不断老化，造成了我国小型病险水库数额庞大的现状。这些水库一旦发生安全事故，便会威胁到水库周围居民的人身安全，给国家带来严重损失。因此，小型病险水库工程的除险加固设计应当引起人们的高度重视。　　一、小型水库除险加固设计的注意事项　　由于病险水库长期得不到治理，只能任其发展，大多数水库存在防洪能力不够、渗流不安全、结构稳定性差等综合性的病险问题。由于小型水库功能大多为农田灌溉，缺少直接的经济效益，绝大多数水库没有管理机构，没有专职管理人员，没有运行管理资料，水库管理水平极为落后。小型水库除险加固工程设计是从根本解决小型水库安全隐患问题的一个关键环节，有着自身的特点，主要有以下几个方面：　　1.小型水库除险加固工程设计深度　　小型水库除险加固工程数量大、时间紧。根据我省小型水库除险加固工程设计编制规程，分为前期水库安全技术鉴定，中期为水库除险加固初步设计报告，后期为施工图设计。因此，工程要求设计阶段深度较高。　　2.小型水库除险加固工程设计内容　　我省小型水库除险加固工程设计内容：综合说明、水文水利计算、工程地质、工程加固设计、其他项目设计、工程管理、施工组织设计、投资概算等八大部分，其中：水文水利计算、工程加固设计是主要部分，工程加固设计主要是对大坝工程、水库放空设施、溢洪道、水库监测设施等内容进行加固设计。　　二、小型水库工程除险加固设计存在的突出问题　　1.溢洪道泄流能力的计算　　部分小型水库工程的加固设计在对溢洪道的泄流能力进行计算时，习惯采用宽顶堰的泄流计算公式来计算溢洪道的泄流能力。而实际上，小型水库根据自身所处地理位置的不同，溢洪道的实际长度与理论公式的计算结果有着显著地差异。因此，在对小型水库工程溢洪道的过流能力进行计算时，应当根据具体的地形情况选择合适的计算方法，针对不同类型的溢洪道选择相应的公式分别进行计算，避免因计算结果的误差给除险加固设计带来干扰，导致坝体冲刷严重或冲毁下游设施现象的发生。　　2.除险加固设计缺乏方案比较　　一些除险加固设计在对水库的防洪能力进行改造时，未能进行方案比较便直接确定了除险加固的措施，降低了设计方案的经济型与可行性。　　3.施工不规范，质量问题较大　　多数小型水库施工质量较差，后续水库除险加固工程设计、施工困难，严重制约地区经济发展和人民生命和财产安全。小型水库在施工建设中缺少各种地质勘测的资料，甚至没有设计图纸等设计相关资料，造成了对现有水库的除险加固工程的艰难。强化对水库的除险加固的设计工作，规范施工单位设计流程，确保地区人身、财产安全和生态环境的和谐成为现有工作的当务之急 。　　三、小型水库除险加固的优化设计策略　　1.基本资料的收集及分析整理　　基本资料的收集及分析整理，是小型病险水库除险加固的基本依据。小型水库由于受各方面条件的限制，大多属“三边”（边设计、边勘探、边施工）工程，无基本资料。同时，小型病险水库加固设计数量多，工作量大，勘测设计人员少，前期工作经费不足，给水库的加固设计带来很大困难。基础资料质量的好坏直接关系着设计质量的高低。因此应高度重视设计资料的收集、整理工作。　　2.坝顶工程加固设计　　坝顶宽度一般情况下小（1）型水库可取5m，小（2）型水库可取3～4m。坝顶路面应充分考虑坝顶排水，下游侧设置路缘石，并设置排水口与坝坡横向排水沟相连接，坝顶路面 可向下游倾斜2%～3%。根据坝顶高程的实测结果，若现状坝顶高程高于设计坝顶高程，而宽度不满足规范要求，可通过削低坝顶，满足坝顶高程和宽度的要求。　　3.坝坡工程加固设计　　大坝边坡比的确定要根据坝型和坝高、坝体和坝基的物理力学特性、坝体所承受的荷载来进行坝坡渗流及抗滑稳定计算，确定坝坡是否满足稳定要求。上下游坝坡可根据需要确定是否设置戗台，小型水库下游一般只设一个戗台。　　4.坝基和坝体截渗加固设计　　坝基截渗一般可采用在上游坝脚处做截水槽，也可采用砼截渗板墙、高压旋喷砼墙、土石坝坝体防渗等方法处理。岩基采用帷幕灌浆处理。坝基截渗处理方法要与坝体截渗相结合考虑，经方案比较后择优确定。坝体（防渗体）应满足将渗流量控制在允许范围以内，并满足渗流稳定要求。防渗体与坝基、岸坡或砼建筑物的连接应满足抗渗要求。　　5.坝体反滤与排水体加固设计　　在坝下埋管末端周边等渗流出逸处，宜设置反滤层或过渡层。反滤层厚度应根据材料的用途及施工方法等情况确定。在渗流出逸的范围，均需设置排水体。排水体可采用贴坡排水，贴坡排水的顶部应高出浸润线出逸点，超出高度应使坝体浸润线在冻土深度以下，且不小于0.50m。坡脚处应设置集渗沟、排水沟。　　6.放水洞加固设计　　放水洞加固方案的选取，应结合工程现状存在的问题，按照经济、安全、实用、可靠的原则，同时还要考虑到易施工，质量易控制、易保障要求，综合选定加固方案。　　（1）洞身拆除重建方案　　洞身宜按无压明流设计，可常用砼矩形涵、圆涵等型式。断面尺寸除满足用水要求，还应考虑到检修维护方便。洞身应满足强度、刚度、稳定、变形、抗裂或裂缝宽度等要求。　　（2）砼矩形涵洞身加固方案　　一是洞身补强、补漏方案，常对隐患部位进行剔凿，补摸高强砂浆、环氧砂浆、树脂、各种防水涂料，或贴高强布等；二是洞内内衬钢管、玻璃钢管、PE管等，对内衬管与原放水洞间的空隙，利用砼填筑。　　（3）洞身周围渗漏处理方案　　常用回填灌浆，放水洞进口处坝体挖除重新用粘性土回填，坝后做反滤护坡等方案。　　7.溢洪道加固设计　　（1）溢洪道宜优先采用开敞式，且不宜设置闸门，堰顶高程宜与正常蓄水位齐平。溢洪道宜选择在岩石地基上，建筑物的护砌长度取决于地形、地质条件、水流条件和防冲要求。软基溢洪道应修建在密实土层上，做好进出口、泄槽的防护和消能设施，以及建筑物的防渗排水。　　（2）溢洪道轴线宜取直线，如需转弯，宜在进水渠或出水渠段内设置弯道；在土石坝枢纽中，当溢洪道靠近坝肩时，与大坝连接的接头、导墙、泄槽边墙等必须安全可靠。　　四、总结　　我国的小型病险水库数量很多，遍及全国各地，病险的存在不仅影响了水库本身的功能发挥，而且给人们的生命和财产带来了极大的威胁。因此，国家和政府应该重视小型病险水库除险加固工程的建设，认真分析水库面临的问题，对症下药，指出在工程的设计中应该注意的问题，从而提高工程的质量，有效减轻或者消除水库运行中的病险。　　参考文献　　[1]潘海军.小型水库除险加固设计易发问题分析处理[J].科技导读，2013（3）：55-57.　　[2]宋智静.论小型病险水库除险加固工程设计[J].企业科技与发展.2012，3（3）：33-34.'