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摘要：随着十二五规划的实施，以及中央1号文件的发布，中国的水利工程被放在一个前所未有的高度平台上，对于我们这些从事水利工作的人员，无疑是一次千载难逢的历练机会。改革开放以来，我国新建了大量的小型水库，因处于特定的历史时期，大部分都属于“三边”工程，存在诸多安全隐患。随着水利普查工作的开展，这些遗留的安全隐患将被一一解决。本文以卢龙县桃林营水库为例，对小型病险水库中拦河坝存在的问题及其相应的除险加固措施进行阐述。
关键词:拦河坝坝坡坝顶
中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
桃林营水库位于潘庄镇桃林营村东南，位于秦皇岛市卢龙县境内青龙河水系上，是一座以防洪、灌溉为主兼顾养殖的小（2）型水库。坝址以上控制流域面积2km2，原设计总库容85万m3，现状水库总库容53.4万m3；工程等别为Ⅴ等，建筑物级别为5级。原设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。 目前水库设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。
2拦河坝存在的主要问题
纵观上世纪50年代至80年代修建的小型水库，拦河坝出现的问题大致相同，一般有以下几种情况。第一：上、下游坝坡抗滑稳定不满足规范要求；第二：上游坝坡未护砌，或者有护砌，但经过多年运行，已风化脱落破损严重；第三：下游防渗体失效；第四：坝体、坝基渗漏；第五：坝顶高程不满足防洪标准；第七：坝顶路泥泞不堪，通行困难；第八：坝坡亏坡严重。针对以上情况，采取不同的加固措施，使拦河坝达到安全使用标准。
桃林营水库存在问题是：1. 水库防洪标准不满足30年一遇洪水设计、300年一遇洪水校核的规范要求；2. 大坝上游坝坡在正常运用期及非常运用期抗滑稳定满足规范要求；下游坝坡在正常运用期及非常运用期，抗滑稳定不能满足规范要求；3. 坝体在稳定渗流期和非稳定渗流期的各种计算工况下，浸润线均能反映坝体内的水位变化，符合渗流基本原理，但大坝坝基渗漏严重，经计算坝基不满足渗流稳定要求；4. 迎水面马道以下干砌石护坡损坏，马道以上未护坡；坝脚排水棱体破损严重，已经失效；5. 溢洪道导流墙损坏严重，无交通桥，泄洪时无法上坝；6. 输水洞闸门竖井损坏，闸门及启闭设施锈蚀变形；7. 水库无必要的安全监测及管理设施。
3拦河坝加固工程措施
3.1上游坝坡加固工程
3.1.1上游坝坡抗滑稳定加固
首先对现状坝坡进行抗滑稳定复核，检验是否满足规范要求，如满足则不再对坝坡进行加固，反之则应先对坝坡培厚放缓、压实，使坝坡满足稳定要求，再对坝坡进行干砌石护砌。对于下游坝坡亦是如此。桃林营水库经复核得知，现状水库上、下游坝坡抗滑稳定满足规范要求，因此，桃林营水库坝坡坡比维持现状不变。
3.1.2上游坝坡护砌加固
对需要进行坝坡护砌的情况，首先对坝坡进行清表，清表厚度一般为60cm，然后由下向上依次铺设15cm的中粗垫层、15cm的碎石垫层，最后在垫层上铺设30cm厚的干砌石垫层。对于第二类情况，如果是局部风化破损，仅对局部破损部位进行翻修处理，翻修方法及施工工艺与第一类情况相同；如果是坝坡全部破损，先对原干砌石护坡进行拆除，然后按第一类情况的施工方法及施工工艺对坝坡进行干砌石护砌。
桃林营水库拦河坝上游马道以下干砌石护坡砌筑质量较差，目前破损严重，马道以上无护坡。为保证大坝安全运行，对上游坝坡进行干砌石护砌。
首先对拦河坝上游马道以下干砌石护坡进行局部翻修处理，预估拆除原干砌石护坡的30%。然后对局部拆除部位进行平整夯实，铺设两层反滤料，由下向上依次厚15cm的中粗砂垫层、厚15cm的碎石垫层。马道以上也采用干砌石护坡，施工及铺设厚度同马道以下护坡。
对于拆除后的干砌石，可依实际情况进行适当回收利用，如桃林营水库上游坝坡按拆除量的30%进行回收利用。对于新砌护坡块石料要求质地坚硬、无裂纹，饱和抗压强度大于40MPa，容重大于24kN/m3，施工时要求砌筑紧密，护坡表面砌筑平整。
3.2下游坝坡加固工程
如果原拦河坝下游坝坡没有护砌，除险加固时，一般也不再对下游坝坡进行护砌。桃林水库下游坝坡加固设计维持原护坡型式和坡比，在下游坝坡进行自然草皮防护。
经复核，桃林营水库在正常蓄水位情况下拦河坝渗漏量为1.38×10-4m3/s•m，渗漏量较大，影响水库综合效益的发挥。但拦河坝在正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位情况下，最大水平渗流坡降均小于允许渗透坡降，渗透稳定满足要求，并且下游坝坡渗透稳定也满足要求，因此依据水利部“重点小型病险水库除险加固工程初步设计指导意见”，对于渗漏问题可按“允许渗漏但不允许渗透破坏”的原则采取工程措施，本次加固不在进行防渗处理，为保证拦河坝的稳定在下游坝脚处新建贴坡排水。
新建贴坡排水体高1.5m，设置两层反滤，由下向上依次为厚20cm的中粗砂和厚20cm的碎石垫层，表层为厚30cm的干砌石。在大坝下游坝脚设排水沟和外引排水沟。坝脚排水沟底宽0.6m，深0.8m，上、下游边坡分别为1：1.5和1:1.5，由30cm厚的干砌石砌筑；在坝脚排水沟水流汇集处向外引一条长25m的外引排水沟，外引排水沟底宽0.6m，高0.8 m的过水断面，采用厚30cm干砌石砌筑；坝脚排水沟和外引排水沟砌石下均设厚10cm碎石垫层。
3.3道路加固工程
3.3.1坝顶路加固
针对以上情况，小型水库坝顶一般做成泥结碎石路面，其下可鋪设三七灰土垫层，路两侧设置路缘石。桃林营水库坝顶路面泥结碎石厚20cm，两侧设置10×40×60cm的混凝土路缘石，路缘石顶面与坝顶路面齐平。单侧向下游排水，坡度1.5%。
3.3.2上坝路加固
上坝路为通往坝顶及村民的外出通道，上坝路一般采用跟坝顶一样的结构和施工工艺。桃林营水库上坝路改造采用泥结碎石路面，厚20cm，上坝路两侧设混凝土路缘石，厚10cm，高40cm。路缘石顶面与上坝路面齐平。单侧向下游排水，坡度1.5%。
3.4防洪标准加固
如果设计时遇到防洪标准不满足规范要求时，可采取下列措施；1.坝顶增设防浪墙2.拓宽溢洪道3.降低堰顶高程，以上方法可单独使用也可合并使用。具体要看水库所在地区的地基和坝体的质量。如果坝体质量较好，可优先选用坝顶增设防浪墙，这样不仅施工工艺简单而且投资相对来说比较小。反之如果坝体质量不好，可进行拓宽溢洪道或降低堰顶高程。在设计中，应根据工程的实际情况，采取较合理的加固措施，使之满足防洪标准要求。
4拦河坝及主要建筑物抗震稳定分析
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）划定，桃林营水库工程区地震动峰值加速度0.15g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相当于地震基本烈度Ⅶ度。根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000），水库主要建筑物的地震设计烈度为7度,工程设计中应进行抗震计算,主要建筑物采用结构措施进行设计。
5结语
以上是小型病险水库中拦河坝除险加固的一些基本方案措施，并不全面。有些水库可能并不完全存在以上问题，在工作中，应结合实际情况，经论证再确定合理的加固方案。随着除险加固工程的开工，施工方案可能会有新的问题出现，针对新的问题，我们应结合工程所在地情况，以安全可靠，设计合理，标准规范，提高建设资金的使用率为原则，制定新的施工方案。同时希望通过对病险水库的除险加固，能给下游的村民带来丰厚的经济回报。
参考文献
[1] 水利部办公厅、财政部办公厅文件（办规计[2011]206号）
[2]《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001） 中华人民共和国水利部发布
[3]《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）中华人民共和国水利部发布
[4]《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）中华人民共和国水利部发布
[5]《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）中华人民共和国电力工业部发布
[6] 顾辉 陈卫国. 病险水库土石坝加固设计30例. 中国水利水电出版社 2009.11.1
关键词:拦河坝坝坡坝顶
中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
桃林营水库位于潘庄镇桃林营村东南，位于秦皇岛市卢龙县境内青龙河水系上，是一座以防洪、灌溉为主兼顾养殖的小（2）型水库。坝址以上控制流域面积2km2，原设计总库容85万m3，现状水库总库容53.4万m3；工程等别为Ⅴ等，建筑物级别为5级。原设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。 目前水库设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。
2拦河坝存在的主要问题
纵观上世纪50年代至80年代修建的小型水库，拦河坝出现的问题大致相同，一般有以下几种情况。第一：上、下游坝坡抗滑稳定不满足规范要求；第二：上游坝坡未护砌，或者有护砌，但经过多年运行，已风化脱落破损严重；第三：下游防渗体失效；第四：坝体、坝基渗漏；第五：坝顶高程不满足防洪标准；第七：坝顶路泥泞不堪，通行困难；第八：坝坡亏坡严重。针对以上情况，采取不同的加固措施，使拦河坝达到安全使用标准。
桃林营水库存在问题是：1. 水库防洪标准不满足30年一遇洪水设计、300年一遇洪水校核的规范要求；2. 大坝上游坝坡在正常运用期及非常运用期抗滑稳定满足规范要求；下游坝坡在正常运用期及非常运用期，抗滑稳定不能满足规范要求；3. 坝体在稳定渗流期和非稳定渗流期的各种计算工况下，浸润线均能反映坝体内的水位变化，符合渗流基本原理，但大坝坝基渗漏严重，经计算坝基不满足渗流稳定要求；4. 迎水面马道以下干砌石护坡损坏，马道以上未护坡；坝脚排水棱体破损严重，已经失效；5. 溢洪道导流墙损坏严重，无交通桥，泄洪时无法上坝；6. 输水洞闸门竖井损坏，闸门及启闭设施锈蚀变形；7. 水库无必要的安全监测及管理设施。
3拦河坝加固工程措施
3.1上游坝坡加固工程
3.1.1上游坝坡抗滑稳定加固
首先对现状坝坡进行抗滑稳定复核，检验是否满足规范要求，如满足则不再对坝坡进行加固，反之则应先对坝坡培厚放缓、压实，使坝坡满足稳定要求，再对坝坡进行干砌石护砌。对于下游坝坡亦是如此。桃林营水库经复核得知，现状水库上、下游坝坡抗滑稳定满足规范要求，因此，桃林营水库坝坡坡比维持现状不变。
3.1.2上游坝坡护砌加固
对需要进行坝坡护砌的情况，首先对坝坡进行清表，清表厚度一般为60cm，然后由下向上依次铺设15cm的中粗垫层、15cm的碎石垫层，最后在垫层上铺设30cm厚的干砌石垫层。对于第二类情况，如果是局部风化破损，仅对局部破损部位进行翻修处理，翻修方法及施工工艺与第一类情况相同；如果是坝坡全部破损，先对原干砌石护坡进行拆除，然后按第一类情况的施工方法及施工工艺对坝坡进行干砌石护砌。
桃林营水库拦河坝上游马道以下干砌石护坡砌筑质量较差，目前破损严重，马道以上无护坡。为保证大坝安全运行，对上游坝坡进行干砌石护砌。
首先对拦河坝上游马道以下干砌石护坡进行局部翻修处理，预估拆除原干砌石护坡的30%。然后对局部拆除部位进行平整夯实，铺设两层反滤料，由下向上依次厚15cm的中粗砂垫层、厚15cm的碎石垫层。马道以上也采用干砌石护坡，施工及铺设厚度同马道以下护坡。
对于拆除后的干砌石，可依实际情况进行适当回收利用，如桃林营水库上游坝坡按拆除量的30%进行回收利用。对于新砌护坡块石料要求质地坚硬、无裂纹，饱和抗压强度大于40MPa，容重大于24kN/m3，施工时要求砌筑紧密，护坡表面砌筑平整。
3.2下游坝坡加固工程
如果原拦河坝下游坝坡没有护砌，除险加固时，一般也不再对下游坝坡进行护砌。桃林水库下游坝坡加固设计维持原护坡型式和坡比，在下游坝坡进行自然草皮防护。
经复核，桃林营水库在正常蓄水位情况下拦河坝渗漏量为1.38×10-4m3/s•m，渗漏量较大，影响水库综合效益的发挥。但拦河坝在正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位情况下，最大水平渗流坡降均小于允许渗透坡降，渗透稳定满足要求，并且下游坝坡渗透稳定也满足要求，因此依据水利部“重点小型病险水库除险加固工程初步设计指导意见”，对于渗漏问题可按“允许渗漏但不允许渗透破坏”的原则采取工程措施，本次加固不在进行防渗处理，为保证拦河坝的稳定在下游坝脚处新建贴坡排水。
新建贴坡排水体高1.5m，设置两层反滤，由下向上依次为厚20cm的中粗砂和厚20cm的碎石垫层，表层为厚30cm的干砌石。在大坝下游坝脚设排水沟和外引排水沟。坝脚排水沟底宽0.6m，深0.8m，上、下游边坡分别为1：1.5和1:1.5，由30cm厚的干砌石砌筑；在坝脚排水沟水流汇集处向外引一条长25m的外引排水沟，外引排水沟底宽0.6m，高0.8 m的过水断面，采用厚30cm干砌石砌筑；坝脚排水沟和外引排水沟砌石下均设厚10cm碎石垫层。
3.3道路加固工程
3.3.1坝顶路加固
针对以上情况，小型水库坝顶一般做成泥结碎石路面，其下可鋪设三七灰土垫层，路两侧设置路缘石。桃林营水库坝顶路面泥结碎石厚20cm，两侧设置10×40×60cm的混凝土路缘石，路缘石顶面与坝顶路面齐平。单侧向下游排水，坡度1.5%。
3.3.2上坝路加固
上坝路为通往坝顶及村民的外出通道，上坝路一般采用跟坝顶一样的结构和施工工艺。桃林营水库上坝路改造采用泥结碎石路面，厚20cm，上坝路两侧设混凝土路缘石，厚10cm，高40cm。路缘石顶面与上坝路面齐平。单侧向下游排水，坡度1.5%。
3.4防洪标准加固
如果设计时遇到防洪标准不满足规范要求时，可采取下列措施；1.坝顶增设防浪墙2.拓宽溢洪道3.降低堰顶高程，以上方法可单独使用也可合并使用。具体要看水库所在地区的地基和坝体的质量。如果坝体质量较好，可优先选用坝顶增设防浪墙，这样不仅施工工艺简单而且投资相对来说比较小。反之如果坝体质量不好，可进行拓宽溢洪道或降低堰顶高程。在设计中，应根据工程的实际情况，采取较合理的加固措施，使之满足防洪标准要求。
4拦河坝及主要建筑物抗震稳定分析
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）划定，桃林营水库工程区地震动峰值加速度0.15g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相当于地震基本烈度Ⅶ度。根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000），水库主要建筑物的地震设计烈度为7度,工程设计中应进行抗震计算,主要建筑物采用结构措施进行设计。
5结语
以上是小型病险水库中拦河坝除险加固的一些基本方案措施，并不全面。有些水库可能并不完全存在以上问题，在工作中，应结合实际情况，经论证再确定合理的加固方案。随着除险加固工程的开工，施工方案可能会有新的问题出现，针对新的问题，我们应结合工程所在地情况，以安全可靠，设计合理，标准规范，提高建设资金的使用率为原则，制定新的施工方案。同时希望通过对病险水库的除险加固，能给下游的村民带来丰厚的经济回报。
参考文献
[1] 水利部办公厅、财政部办公厅文件（办规计[2011]206号）
[2]《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001） 中华人民共和国水利部发布
[3]《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）中华人民共和国水利部发布
[4]《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）中华人民共和国水利部发布
[5]《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）中华人民共和国电力工业部发布
[6] 顾辉 陈卫国. 病险水库土石坝加固设计30例. 中国水利水电出版社 2009.11.1