小型水庫除險加固設計分析

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摘要：對于中國這個有著960m2的國家來說，雖然國家擁有的水資源比較豐富，但也有分布不均勻的情況，所以對水資源的需求就比較大，基于這種情況我國很重視水庫的建設。從新中國成立至今天，建成的水庫的數量已經越來越多。雖然各地的水庫建筑形式不大一樣，但具體的功能都是一致的，主要是為人們提供生活用水，有時也兼顧提供工業用水，當然除了提供水源外，它在防御洪水災害也有一定的作用。雖然水庫在一定程度上保障了人們的安全，但如果水庫的建筑方面存在問題則會帶來大的危害，所以一定要加強對水庫的除險加固設計，只有這樣才能最大限度的發揮水庫的作用。

關鍵詞：小型水庫；除險加固；設計小型水庫

作為我國水庫中一種最常見的類型，其安全問題越來越受到政府和人們的重視，近年來國家和地方政府也越來越重視小型水庫的除險加固設計。就對小型水庫的除險加固設計做了研究，從小型水庫的現狀、小型水庫除險加固設計應注意的問題和小型水庫的除險加固設計三個方面分析了這個問題，并以某小型水庫為例具體闡述了這個問題。

1我國小型水庫工程現狀

1.1小型水庫的界定。水庫是一種水利工程建筑物，主要作用就是攔洪蓄水和調節水流，在灌溉、發電、防洪和養魚等方面都有應用。水庫就是一種人工湖泊，主要是通過在山溝或河流的狹口處建造攔河壩形成的。水庫規模通常按庫容大小劃分，分為小型、中型、大型等。小型水庫是指庫容在10萬m3和1000萬m3之間的水庫。其中，庫容在100～1000萬m3的為小Ⅰ型水庫，庫容在10～100萬m3的為小Ⅱ型水庫。1.2小型水庫工程的現狀。中國作為一個地域遼闊的大國，擁有的小型水庫的數量非常的多，主要是為人們提供生活用水和農業用水，有時也兼顧提供工業用水，同時在防御洪水災害也有一定的作用，可以說小型水庫在日常生活中發揮著非常重要的作用。但由于很多小型水庫存在的時間比較長，修建時采用的技術也不是很先進，并且隨著使用過程有了損耗，導致現存的很大一部分小型水庫在一定程度上都存在一定的安全問題。基于此種情況及其可能帶來的危害，人們來越重視小型水庫的除險加固設計。圖1為小型水庫的整體圖。

2小型水庫除險加固設計中應注意的問題

我國的小型水庫由于修建的時間比較早，修建不大合乎規范，存在著許多問題，比如說水庫的壩體坡度設計過大、透水性較強、碾壓不實，壩頂的高度及寬度與要求不一致，壩腳排水結構有明顯漏洞，閘門銹蝕變形等問題。這些問題的出現為水庫的除險加固設計帶來了一些挑戰。基于此種情況在對小型水庫進行除險加固設計時，應對以下問題引起注意。2.1溢洪道泄流能力的計算。在對溢洪道的泄流能力進行計算時，通常情況下會采用寬頂堰的泄流計算公式來計算溢洪道的泄流能力。但在實際情況中，小型水庫由于處于不同的地理位置，溢洪道的實際長度與理論公式的計算結果中存在著一定程度的差別。基于此種情況，在計算小型水庫溢洪道的過流能力時，應該針對不同的情況選擇合適的方法，并根據實際情況作出相應的調整，也就是說不同類型針的溢洪道應該選擇對應的計算公式進行計算，以免得到錯誤的計算結果從而影響水庫的除險加固設計，給其帶來不利之處，使壩體的安全質量不能得到保證帶來危險。2.2除險加固設計缺乏方案比較。在利用除險加固設計對水庫的防洪能力進行改造時，往往只會提出一個方案，沒有從多方面出發提出多樣性的解決方案，這樣單一的的方案帶有一定的不確定性，同時也為水庫的除險加固設計帶來一些潛在的危險。2.3防滲土工膜設計不完善。在進行小型水庫的除險加固設計時，需要先對小型水庫的土工膜的鋪設作出研究，再對其進行相應的規劃，但在進行這項工作時，大部分情況下都是比較重視水庫壩體的防滲能力，經常會忽視兩岸山體與壩體結合處的問題，比如經常對兩者之間的防滲問題不太在意。為了解決這個問題，應該從水庫的防滲土工膜出發加大對其的鋪設范圍，將這個范圍一直擴大到兩岸山體與壩體結合處這兩者結合處的上游，同時也要使錨進入到山體的內部。同時還要注意善錨固點的設計，并且要不斷完善這種設計，在此基礎上就要根據實際選擇最優的錨固方案，避免錨固點變為滲入點，從而導致壩體防滲的效果變低。

3小型水庫的除險加固設計

3.1水庫的除險加固測量。水庫的除險加固測量是由庫區地形測量、壩址地形測量、壩體橫斷面測量、排洪河道橫縱斷面測量等幾部分組成的，如果這個水庫還兼顧農業灌溉的功能，這個時候就還需要測量渠道的橫縱斷面。在測量水庫的各項數據時，還要注意一些問題。首先，在對水庫的壩體進行測量的時候，要選擇壩體軸線作為基準，這時還要選擇合適的間距布設控制點，通常會選擇50m作為間距布設控制點，通常還會將控制點設為橫斷面，然后對其進行相應的測量，這樣做是為了使測量的準確度與精確度得到提高，從而可以保證壩體的橫斷面能不偏離軸線。其次，在對縱斷面的控制點進行設計時，如果涉及的位置有滲漏的情況出現，或者是一些設備設施存在問題，比如說輸水洞、溢洪道有問題，這時為了解決這個問題，就應該適當地對斷面的數量進行改變，通常都是增加其數量，這樣也為工程的設計提供了更多的依據。最后，在進行測量工作時，尤其是在測量排洪河道的縱斷面時，這時就要對斷面所處的位置進行設置，要求是設置在在河床的最低點上，這樣可以保證河道比降的穩定性。3.2水庫的工程勘察。在對水庫進行工程勘察時，應當重點加強對某幾個地方的勘察，這幾個地方就包括壩體與兩岸山體的結合處、壩體與壩基的滲漏處、壩體裂縫成因、可能出現山體滑坡的地點和重點監測的斷面，這樣在對水庫進行除險加固設計時，就可以有足夠的數據來進行支撐了。3.3水庫除險加固的設計。在對小型水庫進行除險加固設計時，必須要使設計涉及的各項內容都要符合國家對此的一些標準，我們知道國家對病險水庫除險加固工程非常重視也做出了非常多的規定，對于這些規定在進行設計時一定要嚴格遵守，對水庫的實際情況必須十分了解，還要考慮到水庫所在地的氣候類型和環境情況，基于此種情況，就要采取合理的計算方法與設計策略，同時還要比較不同的方案，尤其是要從經濟型與可行性兩方面重點考慮，這樣既可以使水庫的安全得到保證，又可以使施工難度得到降低和使工程造價合理化。

4某小型水庫的除險加固設計

為了加大對水庫除險加固設計的了解，以某一個小型水庫的除險加固方案為例進行了詳細的說明。4.1小型水庫的工程概況。某一個小型水庫于1957年年底開始修建，在1958年建成然后就開始使用，它的總庫容是184萬m3。這個小型水庫是一個綜合型的水庫，既提供農業用水，又為水產養殖業提供用水，是兼具農業灌溉與水產養殖的綜合型水庫。這個小型水庫存在的時間比較久，修建時采用的設計比較落后，在很多方面都有一些潛在的安全風險，在使用過程中發生過很多危險情況。這個水庫的很多地方都存在滲漏的情況，像水庫的壩體、壩基、壩腳排水溝都存在這種情況。壩體的質量不能得到保障，并且它的壓實度有點不均勻，壩頂也沒有排水溝。因為水庫的壩體右側曾經發生過沉陷，導致壩頂的高程有了一些變化，同時水庫壩體內坡護坡石由于各種原因也有了損毀，并且損毀程度比較嚴重。水庫的溢洪道被浪蝕的情況非常嚴重，底板也因為一些情況長滿了青苔，這些問題使它的泄洪能力有所降低，輸水涵管也存在滲漏的情況。因為建成時間有些久，這個水庫的很多設施都已經老化，沒有辦法進正常的運行。4.2小型水庫的除險加固方案。首先，對壩體、壩基進行防滲處理。對水庫壩體、壩基進行防滲處理的方案有很多，但現在大多會選擇灌漿與帷幕灌漿結合一起填充的方案，這時會先確定孔距，孔距的長度一般為1.5m，在這之后就要對壩體進行鉆孔灌漿的處理，在基巖面以下至相對抗水線間進行灌漿，灌漿一般是使用帷幕灌漿的方法，但要注意的是帷幕灌漿的深度是有要求的，即要求深入基巖的高度至少要大于5m，這樣才可以降低壩體的滲透同時又能夠修復壩基的巖溶裂隙。圖2是常見的帷幕灌漿施工方法的示意圖。其次，要增設內外壩的坡擋土墻，這樣既可以對壩面進行修改又可以保護坡面，在此之后就要改變壩頂的寬度和高程，對一些雜物和無用之物進行清除，在坡面變平后就要進行護坡工作，這時主要是采用混凝土六棱塊去進行這項工作，工作結束后內坡坡比應該是1:2。在所有的工作都結束之后就要進行壩頂的相關工作，并采用一定的方法去處理，一定要清楚的用最優的方法去進行相關工作，最后再對一些有問題的部分進行修繕。第三，對水庫的溢洪道進行修整。通過一些記載和相關計算，可以知道該水庫的溢洪道泄洪能力沒有問題且符合標準，因此只用選用一些好的石材對邊坡進行加固等處理,并用混凝土板對渠底進行防滲和護襯處理，然后對水庫的其他部分進行清理與平整。最后，重新修建輸水系統。由于這個水庫原有的輸水系統在不同程度上都有損害，并且當時采用的設計方法也有一些問題，所以我們需要重新建立一個輸水系統，并對原來的系統進行處理。重新修建的輸水系統在壩體左岸壩肩的位置，它的進水口是用漿砌石構造而成的，并且這個輸水系統整體呈喇叭型設計。系統的引水暗涵與出水暗涵都是采用的鋼筋混凝土，在出水暗涵處設置消力池與原灌溉渠連接。

5結語

通過對小型水庫進行除險加固設計，能夠使水庫的使用時間變得更長，既可以使人們的生活變得更加方便，又可以使周邊百姓的安全得到保障，還可以促進地區經濟的發展，是一件利國利民的事情，所以一定要重視水庫的除險加固設計。

作者:金艷 單位:蘭州市水電勘測設計院

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