?。ǘ┬退畮斐U加固設(shè)計的常見問題和應(yīng)對措施

楊順云

【摘要】作為工程性水源的小型水庫，其正常運行關(guān)系著基層水利建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，同時也關(guān)系著人們的生產(chǎn)生活。對現(xiàn)有小型水庫而言，大多始建于上世紀(jì)60和70年代，經(jīng)過數(shù)十年的運行，到現(xiàn)在大多數(shù)小型水庫已出現(xiàn)不同程度的病險現(xiàn)象，因此對小型水庫的除險加固是現(xiàn)階段一項非常重要的工作。本文將對小型水庫的病險問題及其成因進行分析，并在此基礎(chǔ)上就其除險加固，談一下自己的觀點和認(rèn)識，以供參考。

【關(guān)鍵字】水利工程；小型水庫；除險加固；設(shè)計

在小型水庫建設(shè)過程中，除險加固是一項非常重要的內(nèi)容，關(guān)系著農(nóng)田水利灌溉以及各項用水安全和可靠，對運行年限較長的小型水庫，不少水庫已出現(xiàn)不同程度的病險現(xiàn)象，因此，在當(dāng)前的形勢下，加強對小型水庫在水利工程中的除險加固設(shè)計問題研究，有著積極的行業(yè)現(xiàn)實意義。

1.小型水庫病險問題分析

目前存在病險現(xiàn)象，并存在安全隱患的小型水庫工程，大多數(shù)建于上世紀(jì)60和70年代，經(jīng)過四、五十年的運行，到現(xiàn)在大多數(shù)小型水庫問題暴露明顯，歸納起來，最常見問題主要如下兩個：

問題一：水庫工程本身建設(shè)質(zhì)量差，存在著先天的不足。由于歷史原因，當(dāng)時的水庫工程建設(shè)過程中，從勘察設(shè)計到施工絕大多數(shù)工程存在著技術(shù)方面和施工手段的局限性，常見的現(xiàn)象是規(guī)劃、設(shè)計以及施工建設(shè)群眾共建，缺乏專業(yè)技術(shù)，施工工藝簡單，設(shè)備落后，導(dǎo)致設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，加之運行年代久遠。因此在長期的水庫服役過程中經(jīng)常會出現(xiàn)這樣那樣的問題，這也是先天不足的體現(xiàn)和原因所在。根據(jù)筆者近幾年參與的當(dāng)?shù)匦⌒退畮斐U加固設(shè)計總結(jié)，小型水庫主要病險問題為：壩體壩面不規(guī)則，部分水庫滲漏嚴(yán)重，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)偏低，處于在極限平衡狀態(tài)下運行中；行洪標(biāo)準(zhǔn)偏低；泥沙淤積嚴(yán)重大多水庫泥沙淤積面已經(jīng)高出輸水涵洞（管）進口。

問題二：水庫建成后的運維管理不到位。水庫水利工程，作為一種建筑工程項目，其設(shè)計、施工和運維管理離不開科學(xué)的制度，只有通過科學(xué)的管理才能有效確保水庫運行的安全可靠性。然而，從當(dāng)前水庫工程運維管理實踐來看，依然存在著一定問題與不足，以致于水庫除險加固和管理乏力。據(jù)調(diào)查顯示，當(dāng)前國內(nèi)水庫尤其是小型水庫管理過程中，存在著重建設(shè)、輕視管理的現(xiàn)象；往往是水庫建設(shè)時非常的積極，一旦水庫工程項目建成，在正式投用和后期的運維管理過程中，后勁不足。在水庫工程規(guī)劃設(shè)計過程中，設(shè)計人員較為重視的是該工程項目建設(shè)方案設(shè)計的科學(xué)合理性，嚴(yán)重忽視了水庫工程建成后的運維管理。

2.小型水庫除險加固設(shè)計

基于以上對當(dāng)前小型水庫的病險問題及其成因分析，筆者認(rèn)為要想有效對這些小型水庫進行除險加固，最大限度地發(fā)揮水庫的作用和體現(xiàn)其經(jīng)濟與社會效益，可從以下幾個方面著手：

2.1壩體除險加固設(shè)計

在壩體除險加固設(shè)計中，最為重要的一步是復(fù)核現(xiàn)狀壩體的滲流和穩(wěn)定，然后根據(jù)復(fù)核結(jié)果確定是否需要防滲或調(diào)坡。滲漏影響水庫正常蓄水或壩體安全時，必須考慮防滲處理措施，作為?。ǘ┬退畮旃こ蹋罎B處理措施首選帷幕灌漿或土工膜防滲方案為宜，如壩前泥沙淤積較淺，滲漏集中在壩體回填土和壩體與基礎(chǔ)接觸帶的工程，采用土工膜防滲措施較為經(jīng)濟合理。滲漏范圍含基礎(chǔ)和壩肩的，壩前泥沙淤積較大難以清至原大壩回填基礎(chǔ)面的工程，采用灌漿防滲措施更為可靠。根據(jù)壩體穩(wěn)定復(fù)核如存在穩(wěn)定不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求時，必須進行除險加固處理，如是上游壩坡不能滿足穩(wěn)定要求時，由于大多小型水庫壩前泥沙淤積較大，宜優(yōu)先考慮削緩壩坡處理方案，原因是采用培厚調(diào)坡處理勢必導(dǎo)致基礎(chǔ)清理工程量過大，并且基礎(chǔ)和上游壩體長期浸泡于水下，還極容易造成施工期間的壩體滑坡現(xiàn)象，當(dāng)然，上游壩坡削坡了，下游壩坡必須培厚才能保證整個壩體穩(wěn)定。如是下游壩坡不能滿足穩(wěn)定要求時，直接考慮增設(shè)排水棱體后培厚調(diào)坡處理方案就可以了。當(dāng)然，在原排水棱體和新排水棱體之間，需用褥墊式排水通道相連以及時排出壩內(nèi)積水。

2.2溢洪道加固設(shè)計

小型水庫中的溢洪道是較為重要的一部分，實踐中應(yīng)對設(shè)計方案進行全面的分析和研究，特別注意擴寬后的溢洪道的流態(tài)和泄流。在此設(shè)計過程中，需注意三個方面的內(nèi)容。第一，進口段的有效擴寬。對小型水庫溢洪道的出口段而言，實際加固設(shè)計過程中，建議適當(dāng)?shù)卦龃蟪隹谔幍膯螌捔髁?，并且還要特別注意不能超出護砌材料最大承載限度（極限流速值），這樣才能確保溢洪道的安全可靠性，才能不受不利影響。第二，為了能夠有效減少水庫工程項目施工建設(shè)過程中的工程量，在設(shè)計時建議對進出口段擴寬部分的坡降進行適當(dāng)?shù)母淖?，這樣可以確保泄洪過程中均勻、安全，可以有效避免因沖擊對翼墻而導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫病害。第三，溢洪道擴寬以后，下泄流量也會逐漸隨之不斷的增大。實踐中可以看到，因下游河道有效泄洪能力偏低，所以可能會出現(xiàn)泄洪掃壩腳、沖刷下游堤岸等不良現(xiàn)象。在此過程中，還要根據(jù)實際情況，適當(dāng)?shù)卦鼋ㄒ恍┮绾榈?，即利用本地實際地形條件，適當(dāng)?shù)卦鼋ǚ浅Ｒ绾榈?。通過這種設(shè)計思路和設(shè)計方案的實施，可有效避免小型水庫溢洪道護砌，減輕對溢洪道產(chǎn)生的壓力。在設(shè)計要求中，需改擴建的溢洪道，將原來的溢洪道閘房以及相關(guān)的電信基礎(chǔ)設(shè)施等有效地拆除掉，然后將原來的混凝土邊墻、石體清理干凈，最后在安排開挖基槽。在基礎(chǔ)開挖方案設(shè)計時，溢洪道溶坑、巖溶漏斗軟基，可有效確保澆筑物能夠準(zhǔn)確地坐落在堅硬巖基面紙上；邊墻澆筑、鋼筋混凝土底板澆筑之前，需對軟弱基礎(chǔ)部分進行有效的處理，建議用C15規(guī)格的混凝土對超挖部分進行回填，埋石率以20%為宜；按照設(shè)計程序，下一步要做的就是對溢洪道基礎(chǔ)底板以及邊墻進行澆筑。

2.3輸水涵洞（管）加固設(shè)計

就筆者參與的?。ǘ┬退畮斐U加固設(shè)計工作情況來看，輸水建筑物主要分為壩下涵洞和埋管兩大類，最主要的運行問題是洞前泥沙淤積嚴(yán)重，大多工程泥沙淤積面已經(jīng)高于涵洞（管）進口底板，有直接堵塞進口的，大多數(shù)為在進口形成漏斗狀，很容易就導(dǎo)致漏斗邊坡滑坡直接堵塞涵洞進口；另一問題是啟閉設(shè)施老化或啟閉方式原始費力。

對?。ǘ┬退畮旌矗ü埽┑某U加固處理，由于工程規(guī)模小，另行選線新建輸水隧洞代替其使用功能顯然成本較高，并且受地形地質(zhì)和征地困難等因素限制問題較多。對病險涵洞（管）的處理主要為進口部分，又主要為解決泥沙淤積問題，較為簡單的處理方案是在現(xiàn)洞（管）前增設(shè)井式進水口，井高根據(jù)除險加固的死水位高程確定，井壁和底板均宜采用鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)置攔污柵，這樣可在較低造價范圍內(nèi)解決涵洞的進口淤積問題。對洞（管）身斷裂、洞身堵塞已經(jīng)無法使用并且基本無法修復(fù)的涵洞（管），就不得不考慮另建相應(yīng)功能的新涵洞或隧洞代替了，如壩肩地形較為平緩，埋深小于6米的輸水洞，宜開挖成明槽建洞回填成形較為簡單和經(jīng)濟，否則，采用輸水隧洞代替更為理想。對啟閉設(shè)施老化或啟閉方式原始費力，一般按現(xiàn)有常規(guī)設(shè)備和處理措施應(yīng)對即可。

3.總結(jié)語

總而言之，小型水庫除險加固是一項非常系統(tǒng)的工程，也不是一蹴而就的，需要長期的堅持和努力，立足該水庫工程項目實際情況，加強運維管理，將除險加固工作落實到實處，只有這樣才能確保水庫的正常運行，才能發(fā)揮其應(yīng)用的價值和作用。

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