淺談水利工程除險加固設(shè)計

徐利輝

摘 要：本文分析了水利工程除險加固設(shè)計中需注意的問題，并針對性地提出了加強水利工程除險加固設(shè)計的措施。

關(guān)鍵詞：水利工程 除險加固 設(shè)計

1、前言

水庫是綜合防洪減災(zāi)體系的重要組成部分，每到汛期來臨，病險水庫便成為防洪減災(zāi)中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，水庫除險加固的意義重大，目的在于將排除水庫原有存在的隱患，加固大壩壩體安全，保證水庫正常運行，保障人民生命財產(chǎn)。

2、水利工程除險加固設(shè)計中需注意的問題

2.1做好水庫除險加固的地勘工作。目前，水利工程除險加固工程初步設(shè)計工程地質(zhì)勘察工作，安全鑒定階段工程地質(zhì)勘察資料較為充分、不影響初設(shè)階段工程地質(zhì)結(jié)論的成立、不存在影響工程安全的特殊工程地質(zhì)問題時，可適當(dāng)簡化初設(shè)階段的地質(zhì)勘察工作，并可根據(jù)前期試驗資料結(jié)合工程類比原則提出巖土體物理力學(xué)建議參數(shù)。勘察設(shè)計單位要認真學(xué)習(xí)和執(zhí)行工程建設(shè)強制性標(biāo)準(zhǔn)。作為除險加固工程，由于原有資料不齊全，因此，在條件允許的情況下，在設(shè)計前期加大投入，將工程隱患徹底查清，使工程設(shè)計有充分依據(jù)，從而確保設(shè)計質(zhì)量。

2.2注意新、舊設(shè)計規(guī)范的銜接。新規(guī)范相繼頒布，例如：土工織物、抗凍、高噴等方面規(guī)范；水庫規(guī)模、防洪標(biāo)準(zhǔn)、工程管理、土壩、水工混凝土結(jié)構(gòu)、水土保持、溢洪道等規(guī)范也有一些標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計理論和方法方面的補充和更新，因此，在部分工程初設(shè)和所有工程的施工圖階段，一定要采用新規(guī)范，對其中與新規(guī)范不符的內(nèi)容要進行修正。各級建設(shè)行政主管部門，要高度重視勘察設(shè)計工作，加強領(lǐng)導(dǎo)強化管理及培訓(xùn)工作，抓好勘察設(shè)計人員對新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、強制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的學(xué)習(xí)，使他們理解并正確使用。

2.3做好環(huán)境保護與水土保持設(shè)計工作。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對自然資源的開發(fā)更加頻繁。由于在開發(fā)過程中未采取有效的水土流失的防治措施，肆意開山炸石，任意棄渣，造成了嚴重的水土流失，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境。水土流失使大量泥沙俱下，堵塞下游河道，削弱河道泄洪能力，降低了水庫調(diào)蓄洪水能力，加劇了防洪壓力。在這種情況下，水庫除險加固設(shè)計中必須重視做好環(huán)境保護與水土保持設(shè)計工作。水土流失治理應(yīng)采取工程措施和生物防治措施相結(jié)合，全面規(guī)劃、綜合治理。水土保持工程的實施，應(yīng)與工程施工同步進行，特別是工程措施，必須在施工同時進行，避免施工過程中的水土流失。

3、加強水利工程除險加固設(shè)計的措施

3.1壩頂和壩坡工程加固設(shè)計。設(shè)計階段的第一步就是壩頂和壩坡的設(shè)計，壩頂必須額外承擔(dān)合理排水的任務(wù)，所以大壩的壩頂路面必須進行合理的排水設(shè)計。合理的路面設(shè)計應(yīng)當(dāng)是壩頂路面作適當(dāng)?shù)膬A斜處理，路面的傾斜度大約是向下游方向傾斜2%左右，主要是為了讓壩坡橫向排水溝與排水系統(tǒng)的排水口連接，可以適當(dāng)?shù)脑谙掠挝恢娩佋O(shè)路緣石。除了壩頂路面的排水設(shè)計，壩頂高程也應(yīng)當(dāng)引起加固工程設(shè)計者的高度關(guān)注，務(wù)必保證壩頂高程與寬度達到安全標(biāo)準(zhǔn)。壩頂?shù)母叱虘?yīng)該經(jīng)過精確的計算之后得出，高程也是一個至關(guān)重要的設(shè)計部分，會直接影響堤壩的安全使用。根據(jù)一些數(shù)據(jù)的分析可以知道，大中型水利大壩的邊坡比可根據(jù)壩高與壩型、壩基與壩體的物理學(xué)原理進行精確的計算。壩坡滲流和抗滑穩(wěn)定性是根據(jù)壩體所承受的重力或壓力進行詳細的計算來確定壩坡是否能夠滿足穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的基本要求。水利上游和下游的壩坡應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際需要設(shè)置戧臺。戧臺作為戧堤的頂面，進一步加大了大壩的橫斷面積，此外大壩建設(shè)時由于各種條件的限制未曾進行碾壓加固，均為人工擔(dān)挑堆砌而成，其穩(wěn)定性很難保證，而增設(shè)的戧臺工程施工時卻非常嚴格，會事先清基、鋪土、碾壓、測量土壤密度和含水率等，彌補了大壩的缺陷，加固了壩體。在對水利大壩上游的壩坡進行施工時要注意4個原則：①節(jié)約原則，采用最經(jīng)濟節(jié)約的施工方法，盡量減少建壩坡的資金，做到合理適度就好。②合理利用周邊資源，盡量就地取材，從施工場地周圍尋找原材料就地取材。③科學(xué)合理設(shè)計，最大程度降低施工的難度，同時盡量縮短工期，減少資金的投入。 ④在經(jīng)濟節(jié)約的基礎(chǔ)上要保證壩坡是安全穩(wěn)定的。要注意的是需要設(shè)置足夠的排水口與縱橫縫來預(yù)制干砌石護坡保證排水，同時在坡腳設(shè)置基座。

3.2壩基和壩體截滲加固設(shè)計。壩基截滲一般可采用在上游壩腳處做截水槽， 也可采用混凝土截滲板墻、高壓旋噴混凝土墻等方法處理。巖基采用帷幕灌漿處理。壩基截滲處理方法要與壩體截滲相結(jié)合考慮，經(jīng)方案比較后擇優(yōu)確定。壩體（防滲體）應(yīng)滿足將滲流量控制在允許范圍以內(nèi)，并滿足滲流穩(wěn)定要求。防滲體與壩基、岸坡或混凝土建筑物的連接應(yīng)滿足抗?jié)B要求。

3.3壩體反濾與排水體加固設(shè)計。在壩下埋管末端周邊等滲流出逸處， 宜設(shè)置反濾層或過渡層。反濾層厚度應(yīng)根據(jù)材料的用途及施工方法等情況確定。在滲流出逸的范圍，均需設(shè)置排水體。排水體可采用貼坡排水，貼坡排水的頂部應(yīng)高出浸潤線出逸點，超出高度應(yīng)使壩體浸潤線在凍土深度以下， 且不小于0.50m。坡腳處應(yīng)設(shè)置集滲溝、排水溝。

3.4壩面排水設(shè)計。下游壩坡常用草皮護坡；除干砌石或堆石護坡外，均必須設(shè)壩面排水。應(yīng)包括壩頂、壩坡、壩頭及壩下游等部位的集水、截水和排水措施。除堆石壩與基巖交坡處外，壩坡與岸坡連接處均必須設(shè)排水溝，其集水面積應(yīng)包括岸坡集水面積在內(nèi)。排水溝結(jié)構(gòu)可采用漿砌石、預(yù)制混凝土等，但應(yīng)注意防滲及不透水性。

3.5放水洞加固設(shè)計。①洞身拆除重建方案：洞身宜按無壓明流設(shè)計，可常用混凝土矩形涵、圓涵等型式。斷面尺寸除滿足用水要求，還應(yīng)考慮到檢修維護方便。洞身應(yīng)滿足強度、剛度、穩(wěn)定、變形、抗裂或裂縫寬度等要求。②混凝土矩形涵洞身加固方案：一是洞身補強、補漏方案，常對隱患部位進行剔鑿，補摸高強砂漿、環(huán)氧砂漿、樹脂、各種防水涂料， 或貼高強布等；二是洞內(nèi)內(nèi)襯鋼管、玻璃鋼管、PE 管等， 對內(nèi)襯管與原放水洞間的空隙，利用混凝土填筑。③進口控制段，可采用加固、拆除重建或砂漿回填等方法。

3.6溢洪道加固設(shè)計。①溢洪道宜優(yōu)先采用開敞式，且不宜設(shè)置閘門，堰頂高程宜與正常蓄水位齊平。溢洪道宜選擇在巖石地基上，建筑物的護砌長度取決于地形、地質(zhì)條件、水流條件和防沖要求。軟基溢洪道應(yīng)修建在密實土層上，做好進出口、泄槽的防護和消能設(shè)施，以及建筑物的防滲排水。②溢洪道軸線宜取直線，如需轉(zhuǎn)彎，宜在進水渠或出水渠段內(nèi)設(shè)置彎道；在土石壩樞紐中，當(dāng)溢洪道靠近壩肩時， 與大壩連接的接頭、導(dǎo)墻、泄槽邊墻等必須安全可靠。

4、結(jié)束語

水庫作為農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源和城市供水的重要水源，在應(yīng)對干旱缺水、保障城鄉(xiāng)供水安全方面發(fā)揮著主要作用。因此，水庫安全運行關(guān)乎人民群眾的生命安全，水庫除險加固工程的質(zhì)量需要建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位和監(jiān)督部門多方面的配合努力，落到實處，政府及相關(guān)部門也要高度重視，把好質(zhì)量關(guān)。只有科學(xué)的規(guī)劃建設(shè)才能真正保證除險加固項目的質(zhì)量，才能真正地造福于民。

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