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【摘 要】长期以来，我国大部分的中小型水库由于建设周期短，很多水库都是一边设计一边施工，这样就造成了部分中小型水库出现险情，对周围人民的生产以及生活带来了很大的破坏，因此，对中小型水库除险加固工程的设计显得尤为重要。文中对中小型水库目前存在的问题进行分析，以安徽省长丰县的陶老坝水库作为例子，来分析中小型水库出现病险的原因，探讨如何加强中小型水库除险加固工程的设计。
【关键词】中小型；水库；除险加固；工程设计；要点分析
引言
据调查研究发现，在我国水资源丰富，河流众多，由于地质和气候的影响，出现降水东多西少的情况，为了满足不同地区的需求，各个中小型水库相继修建，中小型水库对防洪蓄水，改善农业水利条件以及解决人们日常所需用水起着重要的作用。
然而，由于中小型水库在建设过程中，缺少对地质条件的勘探以及建设人员的技术水平限制，甚至没有图纸设计等相关水库资料，致使水库的除险加固工程的艰难，还存在着安全隐患。因此，必须加强中小型水库的除险加固工作，从而确保中小型水库的工程质量，保证周围人们的生活。
一、中小型水库存在问题
1、水库防洪标准低。由于当时特定的历史条件，全市中小型水库大多存在“三边”现象，原设计防洪标准低，经水库大坝安全鉴定，水库实际抗御洪水能力不满足现行部颁防洪标准中的校核洪水标准。个别小型水库由于缺少必要的泄洪设施或由于当时投资所限，泄洪设施未按原设计完建，或已完建但不具备启用条件。如龙山水库除设计标准偏低外，溢洪道没有完建，虎山水库非常溢洪道不具备启用条件。
2、大坝抗滑稳定安全系数低。主要表现在水库大坝坝体断面不足、坝坡或坝体抗滑不稳定、坝体裂缝等。例如，寿山水库大坝上下游坝坡在正常蓄水位824.80m时，最小抗滑稳定安全系数为1.195和0.923，小于规范值1.25；在校核蓄水位827.78m时，最小抗滑稳定安全系数为1.132和0.839，小于规范值1.15，大坝抗滑稳定要求不满足规范要求。
3、大坝坝体、坝基渗漏严重。全市中小型水库大多为土坝，个别水库如中解水库、石门沟水库为堆石坝。根据水库大坝安全鉴定结论，绝大多数水库不同程度地存在坝基渗漏、绕坝渗漏、管涌等问题。如郭家寨水库坝基未作防渗处理，坝体填筑质量差，坝后存在管涌，危及大坝安全。
4、输（放）水建筑物不能正常运行。由于维修管护经费不足、技术力量薄弱，大多数水库运行几十年来，未能及时开展维修养护工作，灌溉洞存在渗漏问题，溢洪道破坏严重、无防冲消能设施等，闸门、启闭机老化、锈蚀等，导致正常运转困难。如寿山水库灌溉洞由于基础沉陷，漏水严重；溢洪道为建于水库左岸黄土崖上人工开挖形成的土槽，泄洪不安全。
二、除险加固措施
1、坝体、坝基防渗处理
水泥土防渗墙是利用多头小直径深层搅拌机将水泥喷入土体并强制搅拌，使软土和水泥发生一系列物理—化学反应后，软土硬结改性成具有一定强度、抗渗性能好的隔水帷幕———水泥挡水墙。水泥挡水墙压缩性、渗水性较天然土大为降低，具有显著的整体性和稳定性。如双乳山水库1号副坝和东西副坝均采用水泥土防渗墙，选用多头桩机钻头，有效成墙厚度30cm，布置在迎水面坡脚，连续转孔成墙，桩位偏差±5cm，墙体垂直度不大于1/200，为保证墙体均匀，相邻桩搭接长度为10cm，搅拌叶轮直径保证套接，钻机钻进速度0.5～1m/min，提升速度1～1.5m/min，墙体深度穿过坝基中粗砂含砾层和亚砂土，并深入其下亚黏土1m或达到坝基基岩为止。完工一年来，经观测和数据分析，渗透系数满足规范要求。
高喷防渗墙是利用钻机凿孔将带有喷头的灌浆管下至预定位置的地层，用高压水泵将经过灌浆管所形成高压水、气射流从喷嘴中同轴喷射，直接冲击、切割粉碎、剥蚀地层，地层破坏层剥落下来的土石料湿化崩解，升扬置换，而灌注的水泥浆或其他复合料浆液中，胶凝颗粒表面的强烈吸附活性与破坏地层的土石颗粒之间发生充分的强制性掺搅混合，凝结硬化，充填挤压，移动包裹，从而构成坚固的凝固体，凝结成结构密实、强度大、有足够防渗性能的多种材料凝结体或结石。
如五台县郭家寨水库大坝高喷防渗墙防渗，采用三介质直摆式自下而上双向喷射的注浆方法，整个防渗墙轴线沿大坝上游坡脚布置，孔距1.2m，按先疏后密、中间插补的两序孔进行施工，摆角30°，喷射轴线与防渗墙轴线夹角呈30°，形成折线式板墙，墙厚不小于20cm，最大墙深22.7m，底部伸入黏性土相对不透水层0.5m，长150.5m，防渗面积2257m2。经多年运行观测，水库大坝下游坝脚无渗漏现象。
2、大坝加固
上游坝坡采用混凝土预制块护坡，下设土工布，与防渗墙相连共同形成一道防渗屏障，可降低坝体浸润线，延长坝基及坝体渗径。下游坝坡采用加高培厚，增设干砌石排水棱体，防止坝坡土料的渗透变形，加速孔隙水压力消散，减少渗透逸出比降，增加下游坝坡稳定性。如五台县郭家寨水库大坝加固对上游坝坡掏刷部位用土进行碾压补填，采用15cm厚C20预制混凝土嵌固块护坡，下设一层两布一膜防渗土工布，上游坝脚有防渗墙处设1m×1m现浇C20混凝土防渗墙墙帽，无防渗墙处设50cm×50cm现浇C20混凝土护脚，将土工布同防渗墙连为一体，并作为混凝土护坡的护脚，提高其稳定性；坝体从下游培厚后，增设高1.5m、长89m的干砌石排水棱体。
3、输（放）水建筑物改建
为保证水库的灌溉效益和防洪效益，对灌溉洞进行了维修加固，对溢洪道进行了改建或重建。如寿山水库灌溉洞漏水严重，溢洪道基础为黄土、进口无控制，未做任何防冲消能设施，无法泄洪。此次除险加固在灌溉洞直径500mm的钢管内穿外径315mm、厚15mm的PE管120m，與新增400mm的钢管采用法兰连接，洞内钢管与PE管重复段两端各设50cm的发泡聚胺酯堵头，进口处设C20混凝土镇墩，预留两根直径38mm的充填灌浆钢管，进行钢管与PE管间水泥填充灌浆，涵洞自坝顶上游32m范围内沿洞两边线布置2排充填灌浆孔，灌浆材料为黏土，孔间距2m，共34个孔，孔底高程802m，并在距原灌溉洞进口部位36.6m处修筑混凝土进水塔，由0.6m×0.6m铸铁闸门控制，5t手电两用螺杆启闭机启闭。溢洪道布置于左岸原溢洪道位置，引渠段呈对称的喇叭口形式，长16.3m，横断面采用梯形，底宽4m，边坡1∶2。首部控制段采用宽顶堰控制，堰顶高程821.172m，堰顶宽4m，长12.5m，控制段顶部设4m宽的上坝公路交通桥。陡槽段长244.75m，纵坡1/36.15，在桩号0+019.5处设弯道，夹角17.42°，转弯半径20m，在桩号0+118.1处设弯道，夹角63.79°，转弯半径50m，在桩号0+257.25处过公路桥涵送入下游同河。
4、增设大坝观测设施
为了解土坝内浸润线形成特性和土坝在运行中坝基渗透情况和渗透压力变化，以便论证坝基渗透稳定性，保证工程安全，在坝体内设浸润线观测管、大坝沉陷和位移观测点。如龙山水库原坝体没有观测设施，缺乏长期观测资料，除险加固设浸润线观测3排，每排设观测管4根，分别布置在坝顶上游、坝顶下游及下游坝坡马道上；设坝基渗透压力观测3排，每排设5个观测孔，分别位于坝顶两侧、下游坝坡马道及排水棱体下游；在坝顶及坝下游坝坡增设21个位移观测标点，每隔50m布设一排5个位移观测标点，大坝两侧分设10个工作基点和10个校核基点。
结束语
在科技日新月异的今天，我们需要不断提高科学管理水平，增加自身实力，确保工程质量，使用科学的施工技术和施工方法才能更好地为我国的水利水电工程建设服务。本文针对实例的概况、存在的问题、出险加固的措施进行简要分析，仅供参考。
参考文献：
[1]李立新.浅谈如何做好中小型水库除险加固工程项目设计[J].现代物业（上旬刊），2011，10：30-31.
[2]叶晓斌.中小型水库除险加固工程设计要点分析[J].中国水运（下半月），2013，09：191-192.
[3]罗启亮.水库除险加固工程质量监督存在的问题及对策[J].技术与市场，2012，06：334-335.
【关键词】中小型；水库；除险加固；工程设计；要点分析
引言
据调查研究发现，在我国水资源丰富，河流众多，由于地质和气候的影响，出现降水东多西少的情况，为了满足不同地区的需求，各个中小型水库相继修建，中小型水库对防洪蓄水，改善农业水利条件以及解决人们日常所需用水起着重要的作用。
然而，由于中小型水库在建设过程中，缺少对地质条件的勘探以及建设人员的技术水平限制，甚至没有图纸设计等相关水库资料，致使水库的除险加固工程的艰难，还存在着安全隐患。因此，必须加强中小型水库的除险加固工作，从而确保中小型水库的工程质量，保证周围人们的生活。
一、中小型水库存在问题
1、水库防洪标准低。由于当时特定的历史条件，全市中小型水库大多存在“三边”现象，原设计防洪标准低，经水库大坝安全鉴定，水库实际抗御洪水能力不满足现行部颁防洪标准中的校核洪水标准。个别小型水库由于缺少必要的泄洪设施或由于当时投资所限，泄洪设施未按原设计完建，或已完建但不具备启用条件。如龙山水库除设计标准偏低外，溢洪道没有完建，虎山水库非常溢洪道不具备启用条件。
2、大坝抗滑稳定安全系数低。主要表现在水库大坝坝体断面不足、坝坡或坝体抗滑不稳定、坝体裂缝等。例如，寿山水库大坝上下游坝坡在正常蓄水位824.80m时，最小抗滑稳定安全系数为1.195和0.923，小于规范值1.25；在校核蓄水位827.78m时，最小抗滑稳定安全系数为1.132和0.839，小于规范值1.15，大坝抗滑稳定要求不满足规范要求。
3、大坝坝体、坝基渗漏严重。全市中小型水库大多为土坝，个别水库如中解水库、石门沟水库为堆石坝。根据水库大坝安全鉴定结论，绝大多数水库不同程度地存在坝基渗漏、绕坝渗漏、管涌等问题。如郭家寨水库坝基未作防渗处理，坝体填筑质量差，坝后存在管涌，危及大坝安全。
4、输（放）水建筑物不能正常运行。由于维修管护经费不足、技术力量薄弱，大多数水库运行几十年来，未能及时开展维修养护工作，灌溉洞存在渗漏问题，溢洪道破坏严重、无防冲消能设施等，闸门、启闭机老化、锈蚀等，导致正常运转困难。如寿山水库灌溉洞由于基础沉陷，漏水严重；溢洪道为建于水库左岸黄土崖上人工开挖形成的土槽，泄洪不安全。
二、除险加固措施
1、坝体、坝基防渗处理
水泥土防渗墙是利用多头小直径深层搅拌机将水泥喷入土体并强制搅拌，使软土和水泥发生一系列物理—化学反应后，软土硬结改性成具有一定强度、抗渗性能好的隔水帷幕———水泥挡水墙。水泥挡水墙压缩性、渗水性较天然土大为降低，具有显著的整体性和稳定性。如双乳山水库1号副坝和东西副坝均采用水泥土防渗墙，选用多头桩机钻头，有效成墙厚度30cm，布置在迎水面坡脚，连续转孔成墙，桩位偏差±5cm，墙体垂直度不大于1/200，为保证墙体均匀，相邻桩搭接长度为10cm，搅拌叶轮直径保证套接，钻机钻进速度0.5～1m/min，提升速度1～1.5m/min，墙体深度穿过坝基中粗砂含砾层和亚砂土，并深入其下亚黏土1m或达到坝基基岩为止。完工一年来，经观测和数据分析，渗透系数满足规范要求。
高喷防渗墙是利用钻机凿孔将带有喷头的灌浆管下至预定位置的地层，用高压水泵将经过灌浆管所形成高压水、气射流从喷嘴中同轴喷射，直接冲击、切割粉碎、剥蚀地层，地层破坏层剥落下来的土石料湿化崩解，升扬置换，而灌注的水泥浆或其他复合料浆液中，胶凝颗粒表面的强烈吸附活性与破坏地层的土石颗粒之间发生充分的强制性掺搅混合，凝结硬化，充填挤压，移动包裹，从而构成坚固的凝固体，凝结成结构密实、强度大、有足够防渗性能的多种材料凝结体或结石。
如五台县郭家寨水库大坝高喷防渗墙防渗，采用三介质直摆式自下而上双向喷射的注浆方法，整个防渗墙轴线沿大坝上游坡脚布置，孔距1.2m，按先疏后密、中间插补的两序孔进行施工，摆角30°，喷射轴线与防渗墙轴线夹角呈30°，形成折线式板墙，墙厚不小于20cm，最大墙深22.7m，底部伸入黏性土相对不透水层0.5m，长150.5m，防渗面积2257m2。经多年运行观测，水库大坝下游坝脚无渗漏现象。
2、大坝加固
上游坝坡采用混凝土预制块护坡，下设土工布，与防渗墙相连共同形成一道防渗屏障，可降低坝体浸润线，延长坝基及坝体渗径。下游坝坡采用加高培厚，增设干砌石排水棱体，防止坝坡土料的渗透变形，加速孔隙水压力消散，减少渗透逸出比降，增加下游坝坡稳定性。如五台县郭家寨水库大坝加固对上游坝坡掏刷部位用土进行碾压补填，采用15cm厚C20预制混凝土嵌固块护坡，下设一层两布一膜防渗土工布，上游坝脚有防渗墙处设1m×1m现浇C20混凝土防渗墙墙帽，无防渗墙处设50cm×50cm现浇C20混凝土护脚，将土工布同防渗墙连为一体，并作为混凝土护坡的护脚，提高其稳定性；坝体从下游培厚后，增设高1.5m、长89m的干砌石排水棱体。
3、输（放）水建筑物改建
为保证水库的灌溉效益和防洪效益，对灌溉洞进行了维修加固，对溢洪道进行了改建或重建。如寿山水库灌溉洞漏水严重，溢洪道基础为黄土、进口无控制，未做任何防冲消能设施，无法泄洪。此次除险加固在灌溉洞直径500mm的钢管内穿外径315mm、厚15mm的PE管120m，與新增400mm的钢管采用法兰连接，洞内钢管与PE管重复段两端各设50cm的发泡聚胺酯堵头，进口处设C20混凝土镇墩，预留两根直径38mm的充填灌浆钢管，进行钢管与PE管间水泥填充灌浆，涵洞自坝顶上游32m范围内沿洞两边线布置2排充填灌浆孔，灌浆材料为黏土，孔间距2m，共34个孔，孔底高程802m，并在距原灌溉洞进口部位36.6m处修筑混凝土进水塔，由0.6m×0.6m铸铁闸门控制，5t手电两用螺杆启闭机启闭。溢洪道布置于左岸原溢洪道位置，引渠段呈对称的喇叭口形式，长16.3m，横断面采用梯形，底宽4m，边坡1∶2。首部控制段采用宽顶堰控制，堰顶高程821.172m，堰顶宽4m，长12.5m，控制段顶部设4m宽的上坝公路交通桥。陡槽段长244.75m，纵坡1/36.15，在桩号0+019.5处设弯道，夹角17.42°，转弯半径20m，在桩号0+118.1处设弯道，夹角63.79°，转弯半径50m，在桩号0+257.25处过公路桥涵送入下游同河。
4、增设大坝观测设施
为了解土坝内浸润线形成特性和土坝在运行中坝基渗透情况和渗透压力变化，以便论证坝基渗透稳定性，保证工程安全，在坝体内设浸润线观测管、大坝沉陷和位移观测点。如龙山水库原坝体没有观测设施，缺乏长期观测资料，除险加固设浸润线观测3排，每排设观测管4根，分别布置在坝顶上游、坝顶下游及下游坝坡马道上；设坝基渗透压力观测3排，每排设5个观测孔，分别位于坝顶两侧、下游坝坡马道及排水棱体下游；在坝顶及坝下游坝坡增设21个位移观测标点，每隔50m布设一排5个位移观测标点，大坝两侧分设10个工作基点和10个校核基点。
结束语
在科技日新月异的今天，我们需要不断提高科学管理水平，增加自身实力，确保工程质量，使用科学的施工技术和施工方法才能更好地为我国的水利水电工程建设服务。本文针对实例的概况、存在的问题、出险加固的措施进行简要分析，仅供参考。
参考文献：
[1]李立新.浅谈如何做好中小型水库除险加固工程项目设计[J].现代物业（上旬刊），2011，10：30-31.
[2]叶晓斌.中小型水库除险加固工程设计要点分析[J].中国水运（下半月），2013，09：191-192.
[3]罗启亮.水库除险加固工程质量监督存在的问题及对策[J].技术与市场，2012，06：334-335.