关于中小型水库除险加固设计探讨

关于中小型水库除险加固设计探讨

吴俊杰 440825199509101714

摘要：中小型水库主要分布在农村地区，这些水库的建设年代较为久远，在设计上本身就有较强的局限性，再加上水库日常管理存在欠缺，导致很多中小型水库都出现了病害情况。如果不及时处理这些病害，就会导致中小型水库很难发挥较好效果，甚至会带来不必要的安全事故。本文先分析了中小型水库建设现状，接着探索了中小型水库的现存问题，最后从坝基渗漏、坝体渗漏、坝体稳定性差、溢洪道设计漏洞、输水涵设计漏洞等五个方面，探讨了中小型水库病害类型以及除险加固的有效措施。

关键词：中小型水库；除险加固；坝基渗漏；坝体渗透

引言

中小型水库具有灌溉、防洪等多种功能，是我国水利体系的重要组成部分。但由于年久失修、设计欠缺等多种因素的影响，我国很多中小型水库在运行过程中都存在较多质量问题与安全隐患，导致中小型水库无法发挥正常作用。在这种情况下，就有必要结合中小型水库的病害情况，设计针对性较强的除险加固方案。但是中小型水库除险加固设计工作也是非常复杂的，需要设计人员关注多个方面的细节内容才能够取得较好效果。下面也以此为切入点，谈一谈中小型水库除险加固的设计策略。

1我国中小型水库建设现状

我国中小型水库的建设数量规模是非常大的，目前占据所有水库数量的97%。中小型水库是我国水利基础设施的重要组成部分，同时在改善生态环境、水力发电、防洪灌溉、供水养殖等多个领域都发挥了较高的效果。但是需要注意的是，我国当前建成的中小型水库中，存在明显病害的水库非常大，占比大致为35%。这也说明了我国中小型水库的建设现状不容乐观，需要进行针对性的处理与整治。

2中小型水库现存问题

2.1 病险率高

我国中小型水库的病险率是非常高的，特别是位于农村地区的中小型水库往往都存在程度不一的病害情况。虽然说目前大部分中小型水库的病害并没有阻碍水库的正常使用功能，但是也给水库带来了较为显著的安全隐患。一些年久失修的水库已经存在较为突出的风险，必须要在后续时间里进行针对性的维修养护处理。

2.2 管理存在漏洞

我国中小型水库在管理方面也存在较多漏洞，导致水库无法在日常运行过程中得到较好的维护保养。目前较多中小型水库的管理责任人不清晰，甚至还没有形成日常管理的制度。即便部分中小型水库制定了相关制度内容，但是无法正常运行，整体上流于形式，不利于保证水库的运作效果。

3中小型水库病险类型及加固设计策略

3.1 坝基渗漏及除险方式

在中小型水库运行过程中，坝基渗漏情况是非常常见的，同时也会直接影响中小型水库的安全性与稳定性。结合当前我国关于中小型水库坝基渗漏的实践处理经验来看，可以考虑采用帷幕灌浆法进行除险加固。在灌浆工作开始之前，需要先完成钻孔工作。这里也要求除险加固施工团队能够对中小型水库的水文地质情况进行勘察，并设计切实可行的钻孔方案，保证成孔的科学性与合理性。在使用帷幕灌浆法进行施工的时候，主要秉承分序加密的原则，先进行下游和上游的使用，然后再进行中游的施工。施工人员在进行每一段的灌浆活动中，主要使用了灌浆浆液替代孔内泥浆的方法，一直到孔口出浆浓度跟灌浆浆液基本一致就可以完成施工。在灌浆结束以后，就可以进行封孔等操作。

3.2 坝体渗漏及除险方式

坝体渗漏也是中小型水库的主要病害之一，需要在除险加固工作中引起充分重视。在实际工程中，可以采取两种加固出现方式。第一，增加粘土斜墙。对于那些防渗体土料差、透水性大的水库，如果发生坝体渗漏情况，可以考虑在水库上游增设粘土斜墙，形成一道新的防渗体。这种方式的整体投资是非常小的，同时处理效果也比较好。但在具体使用粘土斜墙的时候也应该注意多个方面的问题，即施工人员需要处理好坝体基础与两岸的结合面，同时还要保证土料经过层层碾压，具有较强的密实性。第二，灌浆加固。如果遇到水库当地缺乏粘土材料等情况，可以考虑使用灌浆加固工艺来解决坝体渗漏病害。通常来说，对于那些病害性质与程度都非常明显的坝体渗漏情况，可以直接使用填充式灌浆法，可以快速取得较好效果。而对于那些病害不明显的坝体渗漏情况，则可以考虑使用劈裂式灌浆法。目前我国大部分中小型水库的坝体渗漏加固除险活动都使用了劈裂式灌浆法，通过研究坝体病害情况，引入水力劈裂原理，施加一定的灌浆压力，有计划性劈裂坝体，并灌入相应的浆液，使得坝体内部的裂缝、孔洞、疏松层等病害都可以得到较好的填充与压实，提高坝体除险加固的效果。

3.3 坝体稳定性差及除险方式

中小型水库坝体稳定性较差的影响因素有很多，比如软弱夹层、水位上升、复杂地质条件、地震活动等。在进行除险加固的时候，可以结合实际情况采取针对性的处理方法。第一，清基回填法。这种方法主要应用于软弱夹层较多的水库，主要将那些软弱夹层等不稳定模块全部清理干净，并使用混凝土回填，显著提高坝体的抗剪强度和抗滑稳定性。第二，振冲碎石桩加固法。这种方法主要使用振冲器进行钻孔操作，并将碎石放入到孔中，最终能够形成透水性强、密实度高、强度大的碎石桩，显著提高了坝体的整体强度。除此之外，这种方法还增加了排水通道，进一步提高了软弱夹层的排水效率，增强了坝体的稳定性。第三，改变坝体的结构。在除险加固的时候，施工团队也可以考虑增加坝体的高度与厚度，提升坝体的整体防御强度，也就能够增强坝体的稳定性。除此之外，施工团队也可以根据实际情况考虑设计放缓边坡，降低水对坝体的冲击力，避免水位上升导致坝体承受过多压力而出现不必要的安全事故。

3.4 溢洪道设计漏洞及除险方式

在以前的中小型水库设计过程中，溢洪道设计相对来说比较粗糙，存在较多漏洞，导致溢洪道在实践应用中无法发挥预期的作用。因此在水库除险加固的时候，也应该做好溢洪道的优化设计。第一，溢洪道引流段可以设计为喇叭形状，而基于成本考量，不必设计过长的引流段。如果受到地形限制必须设计弯道，那么也应该尽可能保证弯道的平缓。第二，施工团队一定要保证溢洪道控制段的泄洪流畅性，并通过布设渐变段来连接堰口与上游引流段，同时收缩角也要控制在12°左右。第三，在进行泄流段的除险加固施工中，应该将其布设在岩基上，避免水流速度过高而带来风险。在消能工设计中，主要将其布设到泄水段末端位置，并在末端设置海漫段消除余能，以此保证下游群众的安全用水。在除险加固的时候，需要结合水库的实际情况选择具体类型以及优化布设方式，保证其能够取得较好效果。

3.5 输水涵设计漏洞及除险方式

由于中小型水库建设年代比较久远，较多水库都存在设计层面的问题，在输水涵方面也比较显著，导致输水涵因为设计漏洞而存在强度不足，应该在后续时间里进行针对性的改善。在输水涵问题整治的时候，需要施工团队吸纳对输水涵洞结构存在的裂缝、孔洞等质量病害问题进行全方位的现场勘察与调研，在充分掌握这些情况以后可以对病害区域进行专项除险加固。在具体除险的时候，施工团队也可以考虑在输水涵洞管壁外部增设一些截水环装置，并使用倒挂井施工工艺提高整治水平。在此之中，如果输水涵洞结构两侧回填土没有充分碾压夯实而导致地质沉降等问题，则需要使用填充灌浆等方式进行除险加固。

结束语

综合来看，我国中小型水库病害情况是非常显著的，同时也带来了一定的负面影响，应该在后续时间里引起充分重视，并积极设计开展除险加固方案，使得中小型水库可以发挥相应的作用。这也要求设计人员能够先了解中小型水库病害的实际情况，并做好水文地质调查，研究水库除险加固的整体方案。在设计除险加固工作的时候，工程团队也要做好各项加固施工活动的过程控制工作，充分保证除险加固施工的整体质量。这样以后，中小型水库的病害问题就可以得到较好的解决，使得水库在未来较长一段时间内能够实现长远稳定运作。

参考文献

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