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浅谈小型水库除险加固工程设计中存在的问题及对策摘要：水库作为农业灌溉的重要水源和城市供水的重要水源，在应对干旱缺水、保障城乡供水安全方面发挥着主要作用。但是，由于许多小型水库存在病险问题，许多水库防洪标准低、大坝稳定性差、坝体坝基渗漏、建筑物老化损毁、金属结构和机电设备不能正常运行等问题突出，难以发挥正常的防洪效益、经济效益和社会效益。本文针对鹤山市有病险的小型水库进行除险加固加以分析研究，并提出设计建议。关键词：水库；除险加固；设计引言目前，鹤山市小型水库共有79座，其中小（1）型水库18座，小（2）型61座。这些水库大多数建于20世纪五六十年代，限于当时的技术经济和施工条件，不少水库设计和施工质量“先天不足”，加上工程设施年久失修、老化严重，许多小型水库存在安全隐患，影响水库的正常使用，因此，重点对病险小型水库进行及时加固设计十分迫切和重要。近年来，鹤山市十分重视小型水库除险加固工程建设，因为水库一旦失事，将会给人民群众生命财产带来巨大损失，影响经济发展和社会稳定。1.病险水库主要存在问题第6页共6页n根据工程排查和安全鉴定，水库主要存在的问题有：（1）洪水标准低于国家现行规范《防洪标准》（GB50201-1994）的下限要求；（2）根据调洪演算，现状坝顶高程不满足设计洪水要求；（3）坝坡较陡，不满足滑、抗震稳定计算要求；（4）溢洪道开挖断面不足，不满足泄洪要求；（5）上游无护坡石，抗风浪冲刷能力差；（6）坝顶宽度不满足规范要求；（7）坝顶渗漏严重，存在渗漏变形的隐患；（8）下游坝顶无坡面排水，多处塌陷；（9）放水涵闸门漏水严重，拉杆和阀门锈蚀，不能正常运行；（10）溢洪道与大坝连接处无裹头，泄洪时冲刷严重。2.除险加固主要建设内容水库除险加固工程的建设内容主要包括：大坝、溢洪道、放水涵三大枢纽工程维修、加固、改造；坝顶路面、主要防汛道路新建；标准化管理房建设；照明、水文观测设施建设等。3.除险加固工程设计分析3.1流域面积与流域参数流域面积与流域参数的确定：一是对水库原始资料进行复核，了解水库建设原形航测图；二是分析随着时间变更，主河道流域参数是否准确，是否存在外流引水等现象，避免流域面积与流域参数误差。使用万分之一航测图进行流域面积和流域参数的复核，保证各种数据的准确性关系到水库洪水计算成果。3.2设计洪水及调洪计算第6页共6页n小型水库一般位于山脚下，实际的流域面积较小、河道较短，但因早期技术水平与经验的限制，单纯套用计算公式得出结果往往汇流时间偏长，完全不符合小型水库的实际情况。运用现代化的电脑进行调洪计算，考虑到地表地形、流域参数、周边建筑、植被、等有关参数，提高设计洪水及调洪数据的准确度。通常情况下，小型水库的调洪计算时段小于10min。3.3防渗形式和渗流分析土坝防渗体主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等，设置防渗设施的作用是：减少通过坝体和坝基的渗流量；降低浸润线，增加下游坝坡的稳定性；降低渗透坡降，防止渗透变形。大坝防渗主要采取坝体防渗和坝基防渗相结合的方式。鹤山的小型水库主要是均质坝。整个坝体就是一个大的防渗体，它由透水性较小的黏性土筑成。渗流分析内容包括确定坝体内浸润线和确定渗流量。渗流分析目的在于：①土中饱水程度不同，土料的抗剪强度等水力学特性也相应的发生变化。分析将为坝体内各部分土的饱水状态的划分提供依据；②确定对坝坡稳定有较重要影响的渗流稳作用力；③进行坝体防渗布置与土料配置，根据坝体内部的渗流参数与渗流逸出比降，检验土体的渗流稳定性，防止发生管涌和流土，在此基础上确定坝体及坝基中防渗体的尺寸和排水设施的容量和尺寸；④确定通过坝体的渗水量损失，为坝坡稳定分析打下基础。3.4排水设施设计第6页共6页n土石坝排水设施的形式有贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水和综合式排水。坝体排水的作用是降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏。在排水设施与坝体、土基接合处，都应设置反滤层。其中贴坡排水和棱体排水最常用。（1）贴坡排水。紧贴下游坝坡的表面设置，它由1～2层堆石或砌石筑成。贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点，保证坝体浸润线位于冰冻深度以下。贴坡排水构造简单、节省材料、便于维修，但不能降低浸润线，且易因冰冻而失效，常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。（2）棱体排水。在下游坝脚处用块石堆成棱体，顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于波浪沿坡面的爬高，并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。应避免棱体排水上游坡脚出现锐角，顶宽应根据施工条件及检查观测需要确定，但不得小于1m。棱体排水可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷，多用于河床部分（有水）的下游坝脚处。3.5反滤层技术设计为避免因渗透系数和材料级配的突变而引起渗透变形，在防渗体与坝壳、坝壳与排水体之间都要设置2～3层粒径不同的砂石料作为反滤层。材料粒径沿渗流方向由小到大排列。3.6放水涵加固设计在水库加固设计中放水涵可分为两类：一类为坝前控制；一类为坝后控制。土石坝一般都是坝前控制，砌石坝一般都是坝后控制。4.除险加固工程设计建议（1）收集整理水库基层资料，核定水库特征值，为进一步的水库安全复核奠定基础，为准备、客观地评价水库性能提供保障。第6页共6页n（2）勘测资料是设计的重要依据，但不能全盘照搬照套，有一些系数的取值要根据经验和规范选择使用。测量不能仅对水库情况进行测量分析，也应对水库周边房屋建筑等进行数据测量。为此，值得一提的是测量中要提高测量技术水平，增加测量精度，保证测量准确度。（3）灌浆施工工艺在小型水库除险加固工程中比较讲究，不同水库、不同结构及不同建筑材质的水库除险加固灌浆工艺存在明显差异，应根据实际情况保证灌浆施工的安全性。在加固灌浆过程中，钻孔是一个重要影响因素和手段。为保证灌浆顺利进行，应对钻孔位置、钻孔冲洗、数据及检测进行详细数据记录与分析，并由施工监理部门进行技术与工艺复核检查。（4）工程设计人员在进行工程设计之前一定要对水库进行实地考察全面细致的了解水库的整体情况，找出水库的问题所在结合病险水库的实际情况综合考虑，最后作出最优设计。设计中要充分考虑施工条件、施工道路、施工工作面、料场分布、取土、弃土等因素，这些都是确保工程顺利实施的决定因素。5.结语第6页共6页n水库是综合防洪减灾体系的重要组成部分，每到汛期来临，病险小型水库便成为防洪减灾中的薄弱环节。因此，小型水库除险加固的意义重大，目的在于将排除水库原有存在的病险，加固大坝坝体安全，保证水库正常运行，保障人民生命财产。小型水库除险加固不单纯是修补水库的实施过程，它不仅要以测量人员实地测量数据为支撑，还要设计人员进行数据分析以及精确的计算结果，更需要施工人员严格执行施工工艺，监理部门有效监测和水行政主管部门对项目的认真审核，做好工程建设的每一个关键环节，才能保证小型水库除险加固设计工作更好更顺利完成。参考文献：[1].代兴兰.谈小水库安全现状及存在问题[J].大众科学・科学研究与实践，2007（23）；[2].聂郁林.小型水库除险加固设计问题探讨[J].西部地矿资讯，2012（6）；[3].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）。第6页共6页