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[摘 要]水利是水利产业的重要基础实施，是农业的命脉；而小型水库的修建是农业灌溉和发电、水利等发展的需要，在对目前这些小型病险水库进行除险加固时，加固工程的设计是很重要的。本文主要对小型水库的除险加固设计应注意的问题进行研究
[关键词]小型水库；除险加固；注意问题
中图分类号：TV145 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0285-01
1溢洪道设计注意的问题
溢洪道主要存在泄洪能力小、结构不安全的问题，具体表现在溢洪道控制段不规则、断面尺寸偏小；无消能防冲设施、出口泄流没有通道；基岩风化，冲刷严重，岸坡不稳、无衬砌或标准低、破坏严重等。相对大坝来说，溢洪道的加固处理设计更简单明了。小型水库溢洪道控制段加固设计宜采用开敞式无闸控制的实用堰或明渠，平面布置宜顺直。溢洪道泄洪能力不足时，可扩宽加大断面尺寸，渠式控制段降低底板改建成堰流（堰顶保持与原底板高程一致）增加泄流能力。视地形地质水流条件和防冲要求，无消能防冲及出口通道的，适当考虑新开挖设置泄槽、消力池，保持出口与河道平稳连接；冲刷严重、岸坡不稳的，底板采用混凝土，边墙采用浆砌石或混凝土进行衬护。溢洪道靠近土石坝坝肩时，临溢洪道坝头段及上下游应加强衬护，确保安全可靠。
2引水系统注意的问题
引水系统主要存在结构不安全的问题，体现为：裂缝、剥蚀、漏水；洞（涵）外围接触性破坏，有渗漏通道；进水口闸门及启闭设备老化、控制失灵等。引水系统加固设计应结合工程现状综合分析确定方案，除内径1.0m以上的可采用内套管或直接加固原洞（涵）进行处理外，基本应拆除重建。重建一般又有易址重建、破坝重建、顶管三种方案。优先采用易址坝外开挖隧洞、虹吸管，使引水系统与大坝彻底分开，消除坝下人工建筑隐患；当坝高在10m以下时，可考虑破坝挖除老涵、重新浇筑混凝土新涵；坝高大于10m又没有条件易址并新开隧洞时，建议采用顶管的方法在坝下新建引水涵管。进水口闸门启闭设备基本无利用或维修价值，应结合洞涵的加固情况改建进水口、置换全新设备，进水口主要有垂直和斜拉两种形式，推荐采用塔式垂直启闭进水口、选用适当规格的铸铁闸门和螺杆启闭机进行控制，安全美观；如果引水流量较小、无防洪要求时也可采用斜拉闸门进水口，施工易造价省。
3加固措施缺少方案比较
某些设计在复核水库的防洪标准不满足规范要求后，没有进行方案比较就确定加高大坝或拓宽溢洪道甚至降低溢洪道底板高程来满足水库的防洪标准要求，其实许多水库的溢洪道控制段的侧墙和底板均为圬工结构的浆砌石墙，通过拆除原浆砌石结构，改用混凝土挡墙和底板，再结合其他的顺直等整治措施，溢洪道的泄洪能力就能满足要求，无须大动干戈地去加高坝顶。当然对坝址附近土料丰富价廉、交通运输方便，填筑质量有保证的地方，经技术经济比较证明加高坝顶可行的，也可加高坝顶。降低溢洪道底板高程会减少水库的兴利库容，一般不应采用此措施，但如果拓宽整治溢洪道不能满足防洪要求，加高坝顶又不经济、不合理，而水库本身的灌溉、養殖功能已弱化了，降低溢洪道底板后，水库的兴利库容仍能满足工程的实际需要，才可考虑降低溢洪道底板高程。
4防渗土工膜设置不当
（1）重视坝体本身防渗，忽视坝体与两岸山体结合部的防渗。不少加固设计在土坝迎水坡铺设土工膜时，设置土工膜的范围为坝体本身，土工膜只铺设到坝体与两岸山体的交界处，这样只解决了坝体本身的防渗问题，但坝体与两岸山体的结合部成了渗漏的突破口，根据小型水库的现场安全检查结果，不少水库坝体与两岸山体的结合处都存在绕渗现象，因此防渗土工膜的铺设应从两坝头顺山体向上游延伸5～10m，并锚入山体岩石的相对不透水层，才能解决两坝头的渗漏问题。
（2）土工膜的锚固设计不完善。尽管土工膜具有良好的防渗性能，但是由于土工膜与坝基、放水底涵、溢洪道周边、两岸山体的锚固设计不完善、不合理，使得上述部位成为水库渗漏的新的渗入点，造成坝体防渗效果不佳。对于土工膜与两岸山体的锚固，应在土工膜的末端，开凿顺坡截渗槽，槽底应深入岩体相对不透水层200～300mm，然后浇筑混凝土截渗墙，将土工膜伸入截渗墙200mm；在坝基部位，土工膜应顺坝坡延伸至坝基的相对不透水层，再开凿截渗槽，浇筑截渗墙，将坝基处土工膜锚入坝基截渗墙的混凝土中；放水涵及溢洪道的进口，均应采用现浇混凝土结构，使其周边的土工膜均锚入现浇混凝土内200mm，这样就能使坝体防渗措施严密、可靠，确保防渗效果良好。
5缺乏加固设计合理性复核
不少加固设计，在采取大坝上游面土工膜防渗、下游面增加戗台、培厚坝体、放缓下部坝坡等措施后，未重新进行渗流计算和加固后的结构稳定计算，使得下游坝脚处排水棱体的设置缺乏依据，而是凭经验拟定断面，造成浪费，导致初设概算的膨胀，因此，应认真进行采取加固措施的条件下的渗流和稳定计算，在满足规范要求，确保工程安全的前提下，尽量减小加固工程量，节约投。
6设计图过于简略
水库加固设计图的设计深度应能基本满足概算工程量的计算复核要求，否则将给工程概算的审核带来很大困难，不少设计图只示出一个加固断面，使得工程量的计算误差太大，造成初设概算与工程实际差距较大，增加了加固工程的投资控制难度，甚至影响工程的工期。一般而言，在坝体与坝基交线的转折处，均应剖切断面，标注详尽尺寸，各断面均应在坝轴线上标明编号和桩号，便于工程量计算和施工放样控制。另外，对于溢洪道侧墙、放水涵等也应在平面图中标注桩号，便于施工放样定位。
7缺乏必要的施工技术要求说明
小型水库除险加固工程为了避免破坝，不少采用了圬工放水涵内衬PE管防渗及大坝迎水面土工膜防渗等加固措施，但PE管的选择、接头处理、截渗环的设置（位置）、PE管与圬工涵间空隙的填充处理、施工的质量控制措施等，都应在设计说明书中详尽叙述，提出明确的技术要求和指标；对土工膜厚度的确定、膜下土的填筑要求、膜的焊接技术要求、施工环境要求、质量检查方法、土工膜周边的锚固施工方法、膜上保护层的施工注意事项等，均应作出相应的规定和要求，这样才能确保各项加固措施落到实处，便于现场施工人员的操作和现场监理的质量控制。细节决定成败，只有每一项加固设计，都有明确的技术要求和切实可行的施工方法，才能使加固设计达到预期效果，才能确保质量目标的实现。
8结语
小型水库除险加固工程因牵涉面广、情况复杂、资料缺乏、交通不便、设计任务繁重、设计周期短等诸多因素的影响，造成工程设计存在许多实际困难，设计成果难免存在一些问题和缺陷，但勘察设计是工程建设的龙头，设计成果的质量直接关系到小型水库除险加固这项民生工程的成败，因此，如何准确查明工程病险，提出切实可行的除险加固方案，确保工程设计质量是广大设计人员必须面对的一个严肃而紧迫的问题。
参考文献
[1]谭界雄，任翔.我国小型病险水库病害特点及除险加固技术[J].中国水利，2011（14）.
[2]张莉，郝丰玉，刘洪杰.小型水库除险加固设计中应注意的问题[J].山东水利，2010（9）.
[关键词]小型水库；除险加固；注意问题
中图分类号：TV145 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0285-01
1溢洪道设计注意的问题
溢洪道主要存在泄洪能力小、结构不安全的问题，具体表现在溢洪道控制段不规则、断面尺寸偏小；无消能防冲设施、出口泄流没有通道；基岩风化，冲刷严重，岸坡不稳、无衬砌或标准低、破坏严重等。相对大坝来说，溢洪道的加固处理设计更简单明了。小型水库溢洪道控制段加固设计宜采用开敞式无闸控制的实用堰或明渠，平面布置宜顺直。溢洪道泄洪能力不足时，可扩宽加大断面尺寸，渠式控制段降低底板改建成堰流（堰顶保持与原底板高程一致）增加泄流能力。视地形地质水流条件和防冲要求，无消能防冲及出口通道的，适当考虑新开挖设置泄槽、消力池，保持出口与河道平稳连接；冲刷严重、岸坡不稳的，底板采用混凝土，边墙采用浆砌石或混凝土进行衬护。溢洪道靠近土石坝坝肩时，临溢洪道坝头段及上下游应加强衬护，确保安全可靠。
2引水系统注意的问题
引水系统主要存在结构不安全的问题，体现为：裂缝、剥蚀、漏水；洞（涵）外围接触性破坏，有渗漏通道；进水口闸门及启闭设备老化、控制失灵等。引水系统加固设计应结合工程现状综合分析确定方案，除内径1.0m以上的可采用内套管或直接加固原洞（涵）进行处理外，基本应拆除重建。重建一般又有易址重建、破坝重建、顶管三种方案。优先采用易址坝外开挖隧洞、虹吸管，使引水系统与大坝彻底分开，消除坝下人工建筑隐患；当坝高在10m以下时，可考虑破坝挖除老涵、重新浇筑混凝土新涵；坝高大于10m又没有条件易址并新开隧洞时，建议采用顶管的方法在坝下新建引水涵管。进水口闸门启闭设备基本无利用或维修价值，应结合洞涵的加固情况改建进水口、置换全新设备，进水口主要有垂直和斜拉两种形式，推荐采用塔式垂直启闭进水口、选用适当规格的铸铁闸门和螺杆启闭机进行控制，安全美观；如果引水流量较小、无防洪要求时也可采用斜拉闸门进水口，施工易造价省。
3加固措施缺少方案比较
某些设计在复核水库的防洪标准不满足规范要求后，没有进行方案比较就确定加高大坝或拓宽溢洪道甚至降低溢洪道底板高程来满足水库的防洪标准要求，其实许多水库的溢洪道控制段的侧墙和底板均为圬工结构的浆砌石墙，通过拆除原浆砌石结构，改用混凝土挡墙和底板，再结合其他的顺直等整治措施，溢洪道的泄洪能力就能满足要求，无须大动干戈地去加高坝顶。当然对坝址附近土料丰富价廉、交通运输方便，填筑质量有保证的地方，经技术经济比较证明加高坝顶可行的，也可加高坝顶。降低溢洪道底板高程会减少水库的兴利库容，一般不应采用此措施，但如果拓宽整治溢洪道不能满足防洪要求，加高坝顶又不经济、不合理，而水库本身的灌溉、養殖功能已弱化了，降低溢洪道底板后，水库的兴利库容仍能满足工程的实际需要，才可考虑降低溢洪道底板高程。
4防渗土工膜设置不当
（1）重视坝体本身防渗，忽视坝体与两岸山体结合部的防渗。不少加固设计在土坝迎水坡铺设土工膜时，设置土工膜的范围为坝体本身，土工膜只铺设到坝体与两岸山体的交界处，这样只解决了坝体本身的防渗问题，但坝体与两岸山体的结合部成了渗漏的突破口，根据小型水库的现场安全检查结果，不少水库坝体与两岸山体的结合处都存在绕渗现象，因此防渗土工膜的铺设应从两坝头顺山体向上游延伸5～10m，并锚入山体岩石的相对不透水层，才能解决两坝头的渗漏问题。
（2）土工膜的锚固设计不完善。尽管土工膜具有良好的防渗性能，但是由于土工膜与坝基、放水底涵、溢洪道周边、两岸山体的锚固设计不完善、不合理，使得上述部位成为水库渗漏的新的渗入点，造成坝体防渗效果不佳。对于土工膜与两岸山体的锚固，应在土工膜的末端，开凿顺坡截渗槽，槽底应深入岩体相对不透水层200～300mm，然后浇筑混凝土截渗墙，将土工膜伸入截渗墙200mm；在坝基部位，土工膜应顺坝坡延伸至坝基的相对不透水层，再开凿截渗槽，浇筑截渗墙，将坝基处土工膜锚入坝基截渗墙的混凝土中；放水涵及溢洪道的进口，均应采用现浇混凝土结构，使其周边的土工膜均锚入现浇混凝土内200mm，这样就能使坝体防渗措施严密、可靠，确保防渗效果良好。
5缺乏加固设计合理性复核
不少加固设计，在采取大坝上游面土工膜防渗、下游面增加戗台、培厚坝体、放缓下部坝坡等措施后，未重新进行渗流计算和加固后的结构稳定计算，使得下游坝脚处排水棱体的设置缺乏依据，而是凭经验拟定断面，造成浪费，导致初设概算的膨胀，因此，应认真进行采取加固措施的条件下的渗流和稳定计算，在满足规范要求，确保工程安全的前提下，尽量减小加固工程量，节约投。
6设计图过于简略
水库加固设计图的设计深度应能基本满足概算工程量的计算复核要求，否则将给工程概算的审核带来很大困难，不少设计图只示出一个加固断面，使得工程量的计算误差太大，造成初设概算与工程实际差距较大，增加了加固工程的投资控制难度，甚至影响工程的工期。一般而言，在坝体与坝基交线的转折处，均应剖切断面，标注详尽尺寸，各断面均应在坝轴线上标明编号和桩号，便于工程量计算和施工放样控制。另外，对于溢洪道侧墙、放水涵等也应在平面图中标注桩号，便于施工放样定位。
7缺乏必要的施工技术要求说明
小型水库除险加固工程为了避免破坝，不少采用了圬工放水涵内衬PE管防渗及大坝迎水面土工膜防渗等加固措施，但PE管的选择、接头处理、截渗环的设置（位置）、PE管与圬工涵间空隙的填充处理、施工的质量控制措施等，都应在设计说明书中详尽叙述，提出明确的技术要求和指标；对土工膜厚度的确定、膜下土的填筑要求、膜的焊接技术要求、施工环境要求、质量检查方法、土工膜周边的锚固施工方法、膜上保护层的施工注意事项等，均应作出相应的规定和要求，这样才能确保各项加固措施落到实处，便于现场施工人员的操作和现场监理的质量控制。细节决定成败，只有每一项加固设计，都有明确的技术要求和切实可行的施工方法，才能使加固设计达到预期效果，才能确保质量目标的实现。
8结语
小型水库除险加固工程因牵涉面广、情况复杂、资料缺乏、交通不便、设计任务繁重、设计周期短等诸多因素的影响，造成工程设计存在许多实际困难，设计成果难免存在一些问题和缺陷，但勘察设计是工程建设的龙头，设计成果的质量直接关系到小型水库除险加固这项民生工程的成败，因此，如何准确查明工程病险，提出切实可行的除险加固方案，确保工程设计质量是广大设计人员必须面对的一个严肃而紧迫的问题。
参考文献
[1]谭界雄，任翔.我国小型病险水库病害特点及除险加固技术[J].中国水利，2011（14）.
[2]张莉，郝丰玉，刘洪杰.小型水库除险加固设计中应注意的问题[J].山东水利，2010（9）.