水库除险加固工程设计

李宏伟

摘 要：我国当前很多水库都是在20世纪50年代中后期到80年代初期开始修建的，因为当时的施工能力、技术水平的局限，导致水库运行中存在诸多安全隐患，因此非常有必要加强水库除险加固工程设计。

关键词：水库；除险加固工程；工程设计

水库对于预防洪水灾害，促进我国国民经济发展都具有极其重要的现实意义。但是随着水库运行时间越来越长，水库在实际运行过程中也暴露出越来越多问题，大大降低了水库的整体耐久性、适用性以及安全性，很难正常发挥水库的使用功能，也会严重威胁到下游广大人民群众的生命财产安全。为此，一定要加强水库除险加固工作，使水库处于正常运行状态。

一、某工程基本情况

一碗水水库是一个集中养殖、灌溉、防洪以及供水等各方面于一体的综合小型水利工程，最开始在1958年修建，当时水库修建规模比较小，建设质量水平不高，后来被洪水冲毁。后来在1978年对该工程进行了重建，在1982年完成重建，并且验收交付应用。水库大坝都是均质土坝，坝顶的长、宽分别为79m、4.6m，坝高为18.2m。水库除险加固后的水库枢纽建筑物包括输水隧洞、河岸溢洪道以及大坝等。自从交付使用后，该水库因为当时经济条件以及技术条件等各方面条件的限制，施工技术水平以及工程施工质量并不符合当前的规范要求，导致坝体出现严重的沉降变形，而且防渗性能比较差，坝体和坝基、坝体的接触带很容易出现渗漏，不利于水库的安全运行。

二、水库除险加固设计要点

（一）大坝主要存在的问题

当前水库大坝运行过程中常常会存在诸多问题：（1）坝体填料中有很多风化细砾石，因为坝体建筑质量比较差，压实度没有达到相应标准要求，坝体防渗性相对较差，因此上下游坝面出现严重沉降变形，坝面也不完成，上游护坡块石出现位移、松动，下游坝脚干砌块石排水体出现位移、松动。因为这些问题使得库水顺着坝基、坝体和坝基、坝体接触带出现渗漏。（2）大坝的安全超高是1783.1m，之前坝顶高程是1782.1m，已经完全损坏了防浪墙，自然也就无法达到相应的安全超高要求。（3）在正常的运用条件下，下游坝坡的抗滑稳定性并没有达到相应要求。

（二）水库除险加固工程设计要点

1.大坝除渗设计

结合大坝安全鉴定结论以及相应的勘察资料表明，为了有效弥补坝体内部的填筑质量缺陷，避免坝基、坝体出现渗透破坏，尽可能减少绕坝、坝基、坝体等处的渗漏量，应该选择水泥黏土浆劈裂灌浆来处理坝体，在左坝肩、坝基一直到左岸自然丫口都应该选择水泥浆液帷幕灌浆进行防渗处理。而且应该采用单排帷幕灌浆设计，灌浆底界深入基岩的相对不透水层设计为5m左右，孔深最大为35m。接地式帷幕的坝体选择1：1.8水泥黏土浆进行灌注，基岩总幕线长度为193m，基岩部分采用水泥浆液进行灌注，最终的孔距控制在3m左右。这样有利于减轻坝基的水头压力，避免出现渗透破坏，有效减少坝基、坝体、绕坝的渗漏量。

2.大坝加固设计

因为大坝上游、下游坝面出现严重的沉降变形，坝面不平整，上游护坡块石位移、松动，下游坝坡的抗滑稳定性并不能达到相应的要求，这样坝脚干砌块石排水体也就会出现位移、松动。坝顶也不能达到相应的安全超高要求。经过稳定分析计算后，上下坝坡应该采用原筑坝土料来加固处理坝面。坝高最高为18.2m，坝顶的宽为4.6m，坝体的上游面应该采用M7.5浆砌块石砌筑放浪墙，而且应该进行抹面，坝顶路面应该先铺垫一层碎石，然后再分块进行混凝土浇筑施工。

3.泄洪建筑物设计

原溢洪道泄洪能力比较差，边墙、浆砌石结构段底板也没有采取有效的防渗处理，砂浆强度也不高，因此很难达到相应的洪水冲刷要求，气蚀也比较严重，泄洪的过程中洪水顺着左侧墙、底板渗漏。林地陡坡上的土渠泄水段自然泄水会严重冲刷林地。为此按照相应的安全鉴定建议拓宽改造原溢洪道，从而达到洪水要求。溢洪道经过改造后主要设置在大坝右肩处，主要包括消力池、溢流堰、引水渠以及泄水槽等。溢流堰应该采用C20混凝土进行浇筑，而底板、边墙处应该采用M7.5水泥砂浆砌块石进行砌筑，坝面应该采用C20混凝土，边墙、底板混凝土层厚应该分别控制为0.17m、0.21m，而且应该设置一道10m的伸缩缝，止水的话采用橡胶止水带。

4.放水建筑物设计

放水涵洞墙体主要由浆砌料石组成，并没有采取相应的防渗处理措施，而且在洞壁的很多地方会出现渗水、射流等情况，涵洞和土坝之间会出现接触渗漏，尤其是涵洞会出现非常严重的渗漏。水库长期处于放空运行状态下，在启水口附近出现非常严重的人为破坏，这样涵洞内局部会出现严重的淤塞现象。放水闸门也会出现严重变形，关闭的时候并不能完全止水，而启闭设备也会出现严重的锈蚀，很难启动、关闭，难以达到安全运行管理的实际要求。为此，在原取水口可以采用C20混凝土重新進行浇筑，之前的取水口底板高程应该增加到1772.1m左右，从而达到水库淤积的要求。之前的放水涵洞洞壁应该采用充填灌浆进行处理，这样可有效克服涵洞渗漏的问题，通过原放水涵洞进行放水可有效提高工程造价。但是这样的话，原放水涵洞内部会出现严重的淤塞现象，断面尺寸也比较小，这样很难达到相应的设计要求。因此，可以封堵原放水涵洞，可以在之前的涵洞进口处、涵洞的出口分别采用混凝土进行堵塞，只要混凝土堵塞强度达到某值，就可以采用大坝帷幕灌浆来封闭原放水涵洞。

综上所述，为了有效提高水库工程效益，非常有必要加强病险水库除险加固设计。我们应该根据水库实际情况，设计安全可靠、合理、经济的除险加固措施。

参考文献

[1] 肖鹏.浅析小型水库的除险加固设计[J].科技创新与应用，2012（28）.

[2] 黄志良.病险水库的除险加固设计[J].现代农业科技， 2012（05）.