试论小型水库除险的加固设计

摘 要：小型水库的除险加固工作是水库安全高效运行的基础保证，详细的勘探是实际设计工作中获取准确数据的重要手段，将为计算结果的准确性奠定基础，针对目前实际施工中的加固以及水库运行过程中可能出现的问题已经形成了一套有效的工艺技术。

关键词：小型水库；除险加固； 设计

引言

小型水库除险加固工程是是水库设计中必要一项工程。如何保证顺利的进行小型水库的除险加固设计，受到了全国各级部门的关注。水库除险加固设计过程中的可能遇到各种问题，如何解决这些问题，是小型水库设计合理安全的重要课题。

1. 小型水库除险加固设计简介

1.1 小型水库除险加固的重要性

水库建设是是关系到国计民生的重大工程。在早期的小型水库建设过程中，受技术水平的时代局限性，水库的结构、材质、设计、施工质量都处于较低的水准。在水库长期的循环使用过程中，一系列影响水库正常运行的问题不断出现，譬如，坝体渗漏、结构破坏、溢洪道断面小等。这些问题的出现时对水库周围生活的百姓的正常生活以及生命财产的安全一种威胁。因此，小型水库除险加固存在其必要性，是保障水库高效安全运行的必要保证，是影响周围群众的头等大事。

1.2 小型水库除险加固的资料来源

小型水库的基础资料是进行水库除险加固的根本性资料，对水库的基础资料的准确掌握是顺利进行小型水库除险加固设计的关键，其基础资料主要包括：①流域参数，其中主要是流域面积数据，流域参数主要来源于在了解水库建设原型基础上的航测图。并需要复核流域参数随着时间更替后参数的准确性；②库容曲线，小型水库的库容曲线初始确定单位一般是村一级的管理部门，其数据的准确度存在一定的问题，在进行除险加固设计时如果仍然以初始的库容资料为基础，很难达到设计的水库加固效果，从而造成施工资源的浪费，降低施工的经济性。因此，在实际除险加固工程中，分析确定准确的库容曲线，是水库的除险加固设计参数有效性的重要依据；③地勘资料，地勘工作是小型水库除险加固设计往往得不到重视，造成实际施工中投入较少，只做一些地表描述性的工作，造成一定数量的除险加固设计对坝体建筑物结构认识较为模糊。在对坝基、坝体与埋涵结构、建材分布等都未能摸清便进行设计，很难满足《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）中对病险水库除险加固的工程勘察作出的相关规定与标准，造成设计结果中坝型、坝高全错的现象的大量出现，除险加固方案的选择存在很大的问题。因此，必须加强钻探、开挖等勘探工作，进行必要的土工试验，以获取全面、准确的勘探资料。

2. 小型水库除险加固难点

2.1 洪道泄洪能力计算

小型水库普遍存在一个重要特点：沿坝肩山坡或利用垭口开挖，在进口处较宽，水库的一侧靠山，另一侧面向库面，这就是所谓的开敞式岸坡溢洪道。在除险加固设计过程，泄流能力计算的准确性是一个重要的问题。影响其准确性的重要因素有以下两个方面。

1）洪道控制段选择

选择不同的洪道控制端对泄流能力的计算有着重要的影响。如果以水库进口作为控制段时，泄流能力的计算结果未将泄量受到泄槽（特别是缓坡泄槽）限制影响考虑在内。如果将控制断面选择在坝头或陡坡前，泄流能力的计算结果则忽略了进水渠的水力坡降。

2）计算公式选择错误

在计算中，计算公式是决定除险加固的设计的关键性因素，简单套用相关经验计算公式，会造成计算结果偏大，这是由于在公式中忽略了实际洪道中不设堰体的影响，计算结果中水库洪水位偏低，造成了坝高的降低。在实际计算中可采用查尔诺门斯基方法，自下游想上游反推计算求取泄流能力，这样计算的方式虽然复杂一点，但是结果准确。

2.2 灌浆施工工艺

灌浆施工工艺在小型水库除险加固工程中也是一项重要的工作，水库结构的不同、建筑材质的不同，水库除险加固所采用的灌浆工艺也存在着较大的不同。实际施工过程中，保证灌浆施工的安全性是一项重要课题。加固灌浆质量与水平需要着重注意钻孔工艺的水平。准确详细记录钻孔位置、钻孔冲洗、数据及检测的具体数据并进行分析，是顺利进行小型水库除险加固灌浆工作的重要保证，在施工过程中需要组织专门的督查部门对技术与工艺进行严格的复核检查。

2.3 建筑物的加固

建筑为的加固问题是决定水库除险加固工作质量的关键性因素。在实际设计过程中往往由于地质勘探工作不够详细，设计人员需要根据经验计算求取结果，造成计算结果偏差较大，导致土坝需要的加固设计与实际不符。在地质勘探测量过程中，水库周边建筑物、植被等的测量很容易被工作人员忽视需要進行自己测量与分析，保证设计与实施过程数据的准确性。从我县的相关设计施工经验来看，要想取得准确的测量结果并进行合理有效的设计，必须要依据实际情况，进行实际地质勘探，对水库及周边进行严格准确的勘查与测量，获取多角度多方位的水库基础资料。

3. 小型水库除险加固技术方法

3.1 坝坡处理技术

在小型水库设计与运行过程中，坝坡存在的主要问题有：坝体单薄，这是小型水库普遍存在的问题，存在此类问题的水库约占我县水库的80.8%；上游坝坡破坏严重，受风浪、冰盖等因素的影响，在水库水位低位运行的过程中，长期淘刷作用是坝坡抗滑能力下降，发生滑坡坍塌，造成上游坝坡破坏；下游无排水体，在下游无水体排出时，坝坡冻胀将会使浸润线下降，导致坝脚经受尾水的淘刷，对坝体稳定性造成很大的影响。对坝坡的处理技术主要有：①按照粘土的性质的不同，坝坡采用分级不同的坡度，当粘性土占据坝体土壤的绝大部分时，采用上陡下缓的坡型，当非粘性土占据坝体土壤的绝大部分时，坡度可以采用一个固定的值；②上下游采用不同的护坡方法，上游坝坡以砌石护坡方法为主，下游坝坡以草皮护坡方法为主；③土坝高度超过10m的坝坡，做排水体，结合水库实际资料，在水库坝背坡坡脚采用堆石棱体进行排水，堆石棱体顶面高出下游最高水位0.5m以上。

3.2 大坝渗漏处理技术

水库蓄水后，收到坝体收到水库中水头长年累月的作用，往往会产生渗漏等不利影响，不进行及时修缮，随着渗漏水量的增大，坝体渗漏范围也将扩大，极易导致险情的初选，酿成溃坝的惨痛结果。目前大坝渗漏处理技术主要有：粘土斜墙法、土工膜与粘土综合结合防渗斜墙法、坝体防渗灌浆法、粘土截水槽法、帷幕灌浆法。

3.3 放水洞改造技术

放水洞目前主要存在断裂和漏水两方面的问题，针对这方面的问题，已经形成了一套相关的技术方法。首先查找放水洞形成的来源，在此基础上，在放水洞中套加钢管，实现对洞内结构改造，使无压放水洞向有压放水洞的转变，从而为水库在运行中充分利用水库水力压头发展管灌、喷灌和滴灌等先进的节水灌溉形式奠定基础。防水懂改造的实际操作中，需要细致的工作清除洞壁上粘附的各种碎屑杂物，为套管创造良好的基础。套管工艺结束后，在新管和老管的管壁之间以压填骨料充填，保证放水洞改造后的安全性。

4. 结语

地质资料的勘察工作是进行小型水库除险加固设计的基础工作，是进行准确设计计算的保障。目前小型水库除险加固工作仍然在灌浆施工工艺、建筑物的加固等方面存在问题，在实际施工中坝坡处理技术、大坝渗漏处理技术、放水洞改造技术已经较为完善。

参考文献

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