病險水庫除險加固設計新方法及新思路

王宏達

深圳市廣匯源環境水務有限公司梅州分公司 廣東 梅州 514000

現階段，一部分水庫在長時間超負荷運轉以及連續應用的狀況下，產生了堤頂高度不足、開裂、腐蝕等質量問題，這些問題不但會對水庫外觀造成影響，還會降低水庫結構強度以及運行安全性。對此，為了提升水庫質量，保障水庫可以發揮出應有的作用，相關工作人員就應該提高對病險水庫的關注，做好對水庫加固除險設計工作，在多個方面著眼，把控設計要點，結合實際情況，進行水庫所處區域環境的勘測分析，確保除險加固工作的進行高質高效，提升水庫運行實效性。

1 加固設計需要注意的問題

1.1 原始資料不完善

水庫原始資料涵蓋了運行管控監測、地質環境、水文信息等，因為我國大部分水庫都是在二十世紀五十至七十年代建設完成的，該階段建設的水庫沒有嚴格的規范要求，并且水庫工程也缺少科學高效的管控體系，水庫工程運維責權不明確，這樣一來就使得病險水庫初始資料不齊全，基礎資料較少，甚至還會產生部分水庫根本沒有初始建設資料，亦或是只能憑借工作人員回憶整理的情況[1]。病險水庫基礎資料不完善，在一定程度上提升了水庫加固設計工作的復雜性與難度，導致水庫加固設計方案不科學。初始資料是評估水庫安全級別的關鍵指標，不具備全面的基礎信息，也將沒有辦法精準認定與評價水庫險情，特別是水下環境以及地下建筑物資料信息的缺失，導致無法完善掌握建筑物實際情況與構造模式，工作人員難以確定水庫的安全性；缺少完備的監測信息，也無法分析確定水庫病因。

1.2 地質勘察工作進行不到位

對水庫展開地質勘測工作，是加固設計與安全評估的基礎根據。在對水庫展開除險加固的進程中，因為初期階段資金費用不充足、工期緊張等因素，導致沒有展開良好高效的地質勘測工作。勘測工作進行不完善、深度不足，導致實際情況與地質資料信息之間具有偏差，水庫加固設計不規范，嚴重情況下還會出現設計質量問題。勘測工作中主要存在的問題有：

因為水庫運行管控不完備等原因，在一般情況下，溢洪道亦或是涵管等構筑物運行較少，沒有產生顯著的病險特征，這就使得工作人員對這些構筑物的地質勘測工作進行不完善，最終造成無法精準掌握這些建筑物存在的問題。

因為勘測工作周期較短，投放的資金費用、人力資源較少，沒有規劃充足的勘測鉆孔，鉆孔設計不科學，使得地質指標不精準。地質勘測信息對于各類構筑物的物理力學特點與實際的結構沒有辦法精準反應，造成水庫加固施工階段產生較多次設計變更問題，使得水庫加固完畢后，沒有排除其病險情況，而出現嚴重的跨壩事故[2]。

因為時間緊任務重，并且因為水庫水位等原因的影響，使得工作人員無法全方位掌握庫區岸坡穩定情況以及區域地質特點，無法全方位對大壩基礎進行勘測。

1.3 設計方案與實際情況不符

因為我國幅員寬廣，地質遼闊，水庫分布也顯現出了廣泛性特點，水庫的壩基條件較為復雜，壩型較多，其中存有較大的水文特點差別，水庫加固措施也具有一定的不同，并且加固病險水庫的進程中，是在水庫帶病運行時進行，加固條件較為特殊。在水庫加固設計、施工進程中遇到的主要問題為：

近幾年以來，因為水庫加固工作任務繁重，很多區域環境的監理以及施工力量較為薄弱，投放的物力資源與人力資源不足，無法滿足設計階段提出的要求，最終使得施工質量難以保障。

不達標的大壩加固方案導致大壩整體構造產生了一定的隱患問題，一部分水庫在施工進程中，將壩頂作為交通道路以及建設平臺，使得壩體出現開裂、下游滑坡等事故。

因為工作人員沒有全方位掌握大壩的滲漏狀況，導致水庫防滲加固的方案科學性較差，在水庫加固工作進行完畢以后，依舊具有一定的滲漏問題，或者因為防滲加固方案太過保守，使得浪費問題出現。

在展開除險加固工作時，部分水庫依舊需要進行灌溉以及給水工作，沒有辦法全部放空，使得加固時水庫的管理與規劃、施工方案具有顯著矛盾與沖突。在展開一部分水庫的加固工作時，相應部門要求水庫的水位不可降低，以此確保水庫下游人、畜用水與土地澆灌工作得以保證，這就對加固方案的落實造成了嚴重影響。

2 病險水庫除險加固設計措施

2.1 全面收集資料與信息

水庫基礎資料的全面收集與歸納，是病險水庫加固設計工作順利進行的基礎根據。因為早年間進行水庫工程建設時，會受到多方面內容的影響與干擾，所建設完畢的水庫也大多為“三邊工程”。所謂三邊工程，簡而言之就是一邊勘察，一邊規劃，一邊建設，水庫的基礎資料不完備，建設信息不全面[3]。這些因素都會使得病險水庫在加固設計進程中受到影響與制約，并且加固設計工作量較大，設計工作難度較大，提升了病險水庫設計工作困難性。由此可見，在加固設計前期階段做好對信息資料的全面收集與歸納是十分必要的，資料收集水平的高低將會直接關系著水庫設計質量的優劣，相關工作者必須對資料收集與整理工作提高關注。

2.2 壩頂工程加固設計

在展開壩頂加固設計工作的進程中，設計者應該全面考量壩頂路面的排水能力，在壩頂下游位置側鋪路緣石，同時規劃與壩坡橫向排水溝相互連接的排水口，這樣一來可以使得壩頂路面向下游傾斜大概百分之三左右。依據壩頂高程的實際測量成果，如若設計壩頂高程小于當前的壩頂高程，而寬度無法符合規范標準時，工作人員可以使用削低壩頂的措施，以此確保壩頂的寬度以及高程符合規范標準。

表1 壩頂寬度取值

2.3 壩坡工程加固

大壩邊坡比的確定，應該依據壩體所承載的壓力、大壩基礎以及壩體所具備的物理力學特點、大壩高程、大壩類型這幾種因素來展開壩坡滲漏以及抗滑穩固性的計算分析，確定是否可以達成壩坡穩定性的要求。工作者可以結合實際情況，確定是否需要在上下游壩坡的位置規劃戧臺，對于小規模水庫來說，通常只需要在下游位置規劃一個戧臺即可[4]。展開大壩上游坡護坡設計工作的進程中，設計者應該秉持便于施工、安全穩定、經濟適用的原則，使用預制混凝土塊、干砌石等護坡方式；對于下游壩坡就可以應用草皮作為護坡。工作者應該結合反濾以及抵抗風浪沖擊的標準來確定上游反濾層以及護坡的厚度。處于安全方面的考量，混凝土塊護坡應該規劃充足的排水孔以及縱橫縫，迎水面混凝土塊應該設置成為高低狀，上游壩坡應該規劃護坡坡腳基座。

2.4 壩體以及壩基截滲加固設計

壩體應該高效地將滲流量控制在允許的變化范圍中，還應該確保滲流穩定的目標得以達成。對于壩基截滲的處理工作來說，一般可以選用將截水槽規劃在上游壩腳位置的措施，也可以應用高壓旋噴土墻、混凝土防滲墻等措施展開處理。防滲墻的厚度主要經由抗滲性能、施工設施、墻體形變、應力、防滲標準等多方面因素決定，其中最為關鍵的是構造強度以及抗滲持續度這兩個內容。低水頭情況下防滲墻的厚度如若應用高、中水頭條件的厚度，在工藝技術方面來看是完全沒必要的，在經濟方面來看也是不合理的[5]。特別是在當前時期，混凝土制備技術以及防滲墻技術都有了一定的優化與進步，高質量、先進設備的研究與應用，特別是超薄型成槽機的產生，更加使得薄型防滲墻技術在實際應用進程中可以發揮出應有的價值效用，其對于低水頭防滲工作而言有著效果優異、經濟適用的優點，在病險水庫溢洪地基加固工作中有著良好的使用前景。

2.5 提升設計方案合理性

全方位掌握病險水庫的病險情況，在水庫整體規模、水庫功能方面來對加固水庫工作詳細分析，設計與施工方案應該在全面研究水庫運行調度的基礎上，做好可行性與科學性論證比對選擇。應該強化對新技術、新工藝的推廣力度，特別是綜合治理技術。全方位意識到地方上對于水庫運行調度的標準，設計與施工建設方案應該全面考慮當地地區對于水庫加固進程中灌溉以及給水的依賴性，為了規避因為水庫干旱缺水對廣大群眾實際生活造成的不良影響，應該在輸水隧洞之中添加人畜用水管，之后展開設計方案科學性與實效性比對選擇，確保水庫加固設計、建設方案可以兼顧當地地區要求，切實減少施工作業進程中不必要的設計變更問題出現幾率[6]。

2.6 提高對水庫加固設計重要性的認知

只有在思想認知方面提高對水庫加固設計工作的理解，才可以在行動上更好地落實加固設計行為。應該將提高水庫加固設計實效性為基礎，促使設計者更加自主地展開科學高效、嚴謹規范的設計工作，在端正加固設計工作態度的前提下，高效規避與預防加固設計進程中存在的隱患問題與漏洞問題，使用先進新穎的措施與手段提高水庫設計工作整體質量，力求水庫加固設計方案可以更好地指導后續工作的開展。

2.7 強化管理檢查力度

在加固設計工作開展進程中，工作者應該強化對現場的管控與檢查力度，創設現場管理工藝系統、走訪工作制度，全面了解水庫歷史情況，有指向性地提升水庫加固細節以及技術含量、管理含量，重點規范壩體施工、構筑物建設、檢查測驗等多個環節與技術細節，促使現場的信息在設計途徑以及路徑方面形成技術控制體系，全方位掌握關于水庫病因內容與相應要素，提高水庫加固設計合理性。

2.8 重視安全鑒定報告的作用

在水庫加固設計進程中，工作者應該提高對安全鑒定報告的應用力度，這是提高水庫加固設計實效性的基礎，也是提升水庫加固設計有效性的保障。應該重點控制水庫安全深度的鑒定指標，規范進行水庫加固工程地質環境勘測與水文監察，將干擾與阻礙水庫加固工程的問題顯現出來，經由質量規劃以及解構設計方式，提升除險加固工作的功能性與安全性。應該將鑒定報告為核心，創設起設計優化系統，對于病險水庫形成的特征與規則，合理認識到病險的類別與不良影響，切實強化水庫加固設計中的質量目標以及安全目標。在鑒定報告利用中，水庫加固設計應該顯現出水庫所具備的功能、設計意圖以及病險類別等多種內容，對工程建設人員以及管理人員提供清楚明確的參考，促使水庫除險加固工作順利進行。

2.9 強化外部環境干預

外部環境因素是水庫加固設計工作開展進程中必須考量的內容，其對于水庫加固工程的質量、成本有著重要影響。在水庫加固設計工作中，應該分析市場波動、成本變化、施工環境等因素，在設計工作初期階段就需要分析外部環境帶來的影響，在水庫加固設計中達成對外部環境的初期干預。只有全面分析環境因素，將環境因素考慮進來，才可以確保設計工作的進行合理高效，促使設計與施工之間處于相適配的狀態，外部環境變化調整適宜的設計空間與范圍，提高水庫加固設計實效性[7]。

2.10 強化對加固設計的總結

對水庫加固工程設計展開歸納總結，是水庫加固工程建設的基礎要求，也是檢測水庫加固設計成效與效益的有效途徑，還是形成體系化、合理化水庫除險設計認知的基礎保障。應該重視設計目標的實現，重點對水庫隱患是否消除、水庫加固經濟效益水平，加固設計與方案是否科學等環節進行分析與歸納，指導后續水庫加固設計工作的開展與進行。對于設計進程中存在的缺陷與不足，應該通過可觀嚴謹的態度，探求問題存在的邏輯因果與出現原因，規避此種問題在加固設計中再次發生。

2.11 強化地質勘測工作

地質勘測屬于水庫工程開展實效性與科學性分析論證的前提，也是對病險水庫加固展開安全性評估和設計工作的基礎根據。在地質勘測工作之中，首先，應該強化對勘測工作的資金投放力度，延長勘察工作周期，全方位精準掌握區域地質以及庫區岸坡穩固性等情況，保障勘測成果與實際情況相符合，同時具有良好的精確度。其次，應該科學規劃地質勘測點，加大鉆孔深度，掌握更多地質信息，全方位精準掌握水庫大壩各個建筑構造與物理指標等基礎情況。最后，對于應用較少的水工建筑來說，也應該進行全方位的地質勘察工作。

3 結束語

綜上所述，在高負荷運轉、地質環境復雜的情況下，一部分水庫顯現出了病險問題，其不但影響水庫調蓄功能的發揮，還會導致水庫運轉過程中的安全隱患。對于病險水庫問題來說，在設計與規劃方面應該加大力度，工作人員應該結合實際情況，選擇適宜的設計措施，更進一步掌握水庫信息，消除水庫病險危機，為水庫價值效用的全面發揮提供助益，本文也對于病險水庫加固設計的措施展開了研究，希望在筆者的研討下，可以為相關工作人員提供建議，并為社會的發展做出貢獻。