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浅论小型水库大坝除险加固工程设计[摘要]新中国成立以来我国大部分小型水库大坝建设受当时经济条件、技术条件的限制修建水库均存在不同程度安全隐患为保证水库下游人民群众生命财产安全对病险水库进行除险加固是十分必要的。本文选取典型水库作为例子来分析水库大坝出现病险的原因探讨如何加强水库大坝除险加固工程的设计。[关键词]小型水库；除险加固；设计中图分类号：P343.3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）18-0103-01一、小型水库基本情况新中国成立以来我国已建成小型水库近8.2万座其中坝体结构为土石坝的占95%以上大部分水库修建于50～70年代。小型水库功能主要以灌溉、防洪、供水、发电为主受当时经济条件、技术水平的限制建成大坝经过多年运行此类小型水库普遍存在防洪标准低、坝体单薄、渗漏、启闭设施老化、库区淤积等问题造成水库大坝存在不同程度的安全隐患严重威胁到下游人民群众的生命及财产安全。二、水库大坝存在问题及成因分析水库在建设初期因受当时的经济条件、技术条件的影响修建的水库都以投工投劳的方式进行机械化水平低施工质量难以得到保证致使其先天不足存在不同程度的安全隐患。1.大坝结构存在安全问题分析影响大坝结构安全原因主要以下几点：①坝顶高程不能满足防洪标准要求土石坝一旦出现漫顶极易引起溃坝；②坝体单薄坝顶宽度偏小、坝坡偏陡不能满足规范要求存在滑坡的安全隐患；③坝体填筑质量差坝体未设防渗体防渗性能差导致浸润线出逸点高渗流量大易形成渗透破坏；④坝基接触带渗漏此类水库由于建设年代久远建设初期未进行地质勘查坝基覆盖层为较厚强透水层水库坝体填筑时坝基清理不彻底截水槽开挖深度不够导致坝基接触带渗漏严重易产生管涌、流土破坏。2.溢洪道结构存在安全问题分析目前多数水库溢洪道均存在以下几个问题：①溢洪道进口溢流宽度不足不满足安全泄洪要求；②由于水库运行年数较久溢洪道两侧受洪水冲刷风化、坍塌现象严重；③溢洪道下游未设消能设施泄槽末端受洪水冲刷严重。3.输水设施结构安全问题分析由于水库运行多年启闭设施年久失修影响输水设施结构安全主要体现在以下几点：①日常运行管理薄弱水库库区淤积严重放水设施进水口淤积导致放水启闭设施无法正常启闭；②小型水库多数输水设施为坝下埋管涵管基础多未至基岩槽内涵身未设截水环导致涵管管壁易形成渗漏通道；③启闭机金属结构锈蚀严重严重影响正常运行启闭机房墙体破损屋顶漏水。4.无安全监测设施无水情测报系统无防汛抢险通道①由于水库建设年代久当时建设过程中水库未设置相应的位移观测设施及沉降观测点所以水库坝体出现位移与沉降均无法及时观测；②没有水情测报系统一旦洪水出现管理人员不能及时掌握库区内的水情变化情况一旦出险管理人员不能及时发现险情及时抢险后果不堪设想。③水库没有防汛抢险通道导致水库抢险物资部能及时运到险情现场。三、水库大坝除险加固工程的设计1.水库坝体加固针对上述坝体普遍存在的防洪标准不满足规范要求、坝体单薄、坝体填筑质量差无防渗体及坝基接触带渗漏四个问题采取以下几项加固措施进行处理：①坝顶高程不满足规范要求可以从两点出发进行加固设计：第一点通过拓宽溢洪道进水口宽度改善溢流堰水流条件加大下泄流量降低库区洪水位；第二点通过加高堤顶高程、在迎水坡面设置防浪墙已达到防洪标准要求。②坝体单薄坝顶宽度偏小坝坡过陡可以通过加宽坝顶宽度坝体培厚、放缓坝体坡使坝体结构稳定计算值满足规范要求。③坝体填筑质量差未设防渗体防渗性能差坝体渗漏土坝防渗加固工程设计须遵循“上堵下排”原则“上堵”坝体防渗措施可采用下面三个措施进行防渗处理：a如水库附近有粘土料场粘土含量丰富可采用粘土斜墙防渗处理方案在坝坡迎水坡回填粘土采用碾压机械碾压密实形成封闭防渗体粘土斜墙施工过程须注意两侧岸坡接触带及截渗齿槽建基面基岩破碎层的清理彻底；b沿大坝中心线或上游布置冲抓套井防渗心墙适用于坝高在30m以内的心墙坝、均质坝和类均质坝在低水位条件下进行套井深度要求进入基岩层内套井开孔孔径1.1m孔距0.75～0.8m开孔后回填粘土通过夯击压实后形成连续的防渗心墙达到防渗目的。c坝体低弹模砼防渗墙适用与坝顶较宽有足够的工作面大坝防渗施工防渗墙深度进入弱风化基岩以下0.5m。“下排”位于坝体下游坝脚设置排水棱体同时位于内侧设施反滤层可有效的降低坝体浸润线。④坝基接触带渗漏可采用以下两种措施处理：如坝基建基面为强透水基岩层可采用帷幕灌浆进行防渗处理；如坝基存在4m以上强透水粉砂层帷幕灌浆可灌性差可采用高压旋喷灌浆形成连续水泥旋喷桩墙达到防