小型病險水庫除險加固設計實踐與思考

吳南方（岳陽市水利水電勘測設計院，湖南岳陽414000）

小型病險水庫除險加固設計實踐與思考

吳南方（岳陽市水利水電勘測設計院，湖南岳陽414000）

通過對岳陽市砂巖、毛泗洞等小型水庫除險加固工程的具體設計，歸納總結小型水庫除險加固設計中需注意的幾個主要問題，經過剖析與思考，提出幾點認識。

小型病險水庫；除險加固設計；主要問題；思考；認識

引言

小型水庫是?。?）型水庫和?。?）型水庫的統稱，庫容在100～1000萬m3的稱為小（1）型水庫，庫容在10～100萬m3的稱為?。?）型水庫。小型水庫多數是為了農業灌溉而修建的，且多由村鎮、甚至村民小組管理和使用。由于勘測、施工等方面的缺陷，或因多年的運行管理不善，大多數水庫都存在不同程度的安全隱患，一遇暴雨山洪，容易發生潰壩災害，嚴重威脅人民群眾的生命財產安全，造成巨大損失。本人在做砂巖、毛泗洞等水庫的除險加固設計中，發現并總結了一些需注意的問題，在此提出來與同行們共同探討，希望能對今后的設計工作起到有益的作用。

1 小型水庫除險加固工程設計的特點

小型水庫除險加固工程設計是從根本上解決水庫安全隱患問題的一個關鍵環節，有著自身的特點，主要表現在以下兩個方面：

1.1 設計階段

全省小型水庫除險加固工程數量大、時間緊，不做可行性研究，直接進行初步設計。

1.2 設計內容

小型水庫除險加固工程設計包括以下內容：水文計算、工程地質、除險加固工程設計、水土保持和環境保護、施工組織設計、投資概算等9大部分，其中：水文計算、除險加固工程設計、投資概算是主要內容，除險加固工程設計主要是對大壩、溢洪道、輸水涵管（洞）三大部分的加固設計。

2 小型水庫除險加固設計中需要注意的問題

之前的小型水庫除險加固設計中存在一些問題，這其中既涉及到設計自身方面也有其他的外在因素。下面分水文計算、除險加固工程設計、投資概算三個主要部分進行剖析。

2.1 水文計算

小型水庫除險加固工程一般都缺乏實測的水文氣象資料，目前是采用湖南省水利廳編制的《湖南省暴雨洪水查算手冊》查算暴雨均值和變差系數，采用圖解分析法推求設計暴雨，再由設計暴雨求出各頻率下的洪水過程線，然后通過水位-庫容曲線與水位-泄量關系曲線進行調洪演算，從而得出相應頻率下的水位，再根據壩頂高程復核計算得出最終的設計水位和校核水位，成果基本符合要求，但據此推求的設計洪水有時候會偏大，使得調洪后的設計、校核水位偏高，相應水位下的下泄流量偏大，進而造成工程除險加固的投資加大。

造成上述問題的原因是查讀暴雨參數時取值偏大，地形參數、匯流參數計算取值偏大。在今后小型水庫的除險加固工程設計中，設計人員要對暴雨參數、集雨面積等數值做到合理的讀取，要重視一些地區流域的相互平衡，采用經驗公式法或水文比擬法進行分析計算，得到相對合理的結果。

2.2 除險加固工程設計

2.2.1 大壩加固設計

大壩加固設計一般包括：壩頂高程復核、壩體滲流穩定分析計算、除險加固措施等內容。這些內容的設計基本上都是參照《湖南省小型水庫除險加固工程初步設計導則》（以下簡稱《導則》）的要求進行的，但主要還存在如下一些問題：①對大壩加固的設計方案（比如現澆混凝土護坡、混凝土預制塊護坡等）未作充分的比較論證就草草確定，對方案存在的不足論證不充分，導致施工階段設計變更較多；②在壩體防滲處理設計方面，未弄清滲漏的具體原因，或在地質勘探資料不詳的情況下，對壩基、壩身、壩肩一起進行灌漿處理，導致投資增加。

2.2.2 溢洪道加固設計

溢洪道的主要尺寸是根據調洪演算、結構計算等成果綜合選定的。設計中溢洪道尺寸的確定還存在一定的隨意性，具體有如下幾個方面的問題：①在確定溢洪道尺寸時，很少有詳細的方案比較，導致工程規模與溢洪道尺寸大小不匹配；②進行調洪演算時，未合理處理好溢洪道尺寸與水庫水位的對應關系，出現了溢洪道寬度過小而壩頂高程增加過大的不合理現象；③溢洪道的泄流斷面尺寸偏大，側墻高度取值偏于保守，結構上還有優化的余地。

2.2.3 輸水涵管（洞）加固設計

20世紀60、70年代建造的水庫，其壩下涵大都存在裂縫和漏水等嚴重危及大壩安全的隱患，對輸水涵管（洞）的加固，最徹底又穩妥的處理措施是拆除重建，但存在投資費用是否合理的問題，因此，輸水涵管（洞）的加固設計是重、難點。

盡管虹吸式放水涵管的使用是經濟的，但結合實際，出于施工及運行管理的方便，有些壩高較高的水庫，在不新開隧洞的情況下，還是要采取破壩重建的穩妥可靠方案。設計上在保證安全的前提下要力求創新，采用新材料，推廣新技術，比如對原洞身進行補強可采用在洞內內襯PE管、鋼管或SCL W35252錨固型防滲膜、再對洞身和內襯管（膜）之間的空隙進行灌漿填充。

2.3 投資概算編制

投資概算是設計的重要內容，必須嚴格依據湖南省水利廳文件湘水建管［2008］16號文頒發的《湖南省水利水電工程設計概（估）算編制規定》進行編制。①通用項目執行已規定的統一標準，如：管理用房面積、防汛公路及物資、白蟻防治、觀測設施等；②不應計列的項目及費用不計列，如：臨時供電線路及費用、永久及臨時征地、拆遷、青苗補償等費用。

3 關于小型水庫除險加固設計的幾點認識

3.1 要參照相關規范進行設計

小型水庫的除險加固設計既要確保排除安全隱患，使水庫效益得到正常發揮，又要確保投資概算合理，但目前國家沒有出臺小型水庫除險加固設計規范。作為一名設計人員，我們除了要參考《導則》外，還應參照碾壓式土石壩設計規范（SL274-2001）等相關規范進行設計。

3.2 要不斷加強學習教育

作為工程技術人員，我們必須堅持學習，不斷更新知識，跟上時代發展的步伐；要經常參加跟設計有關的學習培訓，不斷地充實自己，掌握技術發展方向，推廣應用新材料、新技術。應該要注意一些新、舊規范的銜接，注意新規范對于一些標準、理論等方面的更新或補充。

3.3 要做好設計跟蹤服務和加強設計質量管理

小型水庫除險加固涉及的邊界條件多、情況復雜，前期勘察精度一般，對于壩基處理等一些隱蔽工程，有很多情況不能完全反映出來，在施工過程中，發生一些設計變更就不可避免。因此，設計負責人要經常深入施工現場，以便及時了解工程的進展情況，對前期工作深度不夠、設計方案不合理、工程建設內容和工程量不符等問題，立即組織整改。

3.4 要認真做好環境保護和水土保持設計工作

隨著經濟的發展，人們對自然資源的開發更加頻繁，所以要特別做好水土保持和環境保護。水土流失治理應采取工程措施和生物防治措施相結合的模式。水土保持工程的實施，應與工程施工同步進行，特別是工程措施，必須與施工同步，避免施工過程中的水土流失。生物防治措施則應在工程完工后立即進行，以營造一個良好的生態環境，促進人與自然和諧共生。

4 結語

小型水庫除險加固工程項目意義重大，關系到人民的生命財產安全，這些水庫加固后，可以改善當地的灌溉供水條件，提高養殖等效益，同時可以提高下游的防洪標準，防洪效益較大，對當地農副業的發展也有一定的促進作用。我們設計人員要認真落實科學發展觀，更好地為小型水庫工程建設服務。

［1］《碾壓式土石壩設計規范》（SL274-2001）.

［2］《湖南省小型水庫除險加固工程初步設計導則》.

［3］《水利水電工程環境保護設計規范》（SL492-2011）.

TV697.3

A

2095-2066（2016）30-0082-02

2016-8-26

吳南方（1982-），男，工程師，本科，主要從事水利水電工程設計工作。