摘要：山区小型水库关系到农村的农业发展状况，关系到老百姓吃水、灌溉、生态等多方面的因素。随着山区小型水库的使用期限延长，目前我国大部分山区都存在较多的小型病险水库，加固工程难度较大，没有统一的工程体系。为此，本文以玉溪市红塔区关箐水库为例进行分析，通过对大坝基本情况、现状和病险进行分析，设计出加固方案和工程总体布置，实现山区小型病险水库除险加固，具有广泛的应用价值。
关键词：小型病险水库；除险加固；枢纽工程；设计
引言
水利工程大部分是公益性的工程，投资比较巨大，目前各地财政资金都比较紧张，因此对于山区小型病险水库加固工程大多管理不到位，工程能脱就脱。随着山区小型水库建设时间的不断延长，水库较大部分都存在隐患，如不加以整治必然带来不可估计的后果。但是，在对水库进行维修过程中没有一个统一的标准和体系，维修效果得到不体现，为此，本文以玉溪市红塔区关箐水库为例，提出一种山区小型水库除险加固的统一工程体系和建设方案，为小型水库工程提供了标准，具有广泛的应用价值。
1水库大坝的基本情况
1.1坝体基本情况
大坝坝型为均质土坝，坝高30.6m，坝顶高程1723.90m，坝顶长114m，坝顶宽8m；上游坡比1：3.2，下游坡比从上到下1：2.9、1：2.9，上游无护坡，下游杂草丛生，无倒滤体。
输水高涵位于大坝顺流右岸，进口底板高程1717.70m，长78.829m，为1×1.4m浆砌石城门拱无压洞，靠坝顶下游一侧处装有0.8×0.8m平板钢闸门一套，竖井为圆形石砌断面，启闭设备为手动，现闸门老化，现状泄洪主要靠输水高涵。
输水低涵位于大坝顺流右岸，进口底板高程1706.60m，为1.0×1.4m浆砌石城门拱无压洞，进口处装有0.6×0.6m平板钢闸门一套，涵洞长133m，出口为Ф800mm预制管，长44m。
1.2大坝现状及病险情况
大坝现状防洪能力仅满足10年一遇洪水年一遇非常运用洪水标准，大坝防洪不满足规范要求。大坝无沉陷位移及测压管观测设备及渗漏量观测设施；通过抗滑稳定计算，下游坝坡稳定不满足规范要求。
大坝坝土压实度达不到现行规范要求，碾压质量差；坝土料渗透性达不到现行规范要求，防渗效果较差。据调查，正常蓄水位运行时下游坝脚有潮湿散浸现象，潮湿面积约180m2。
大坝坝基、坝肩接触段具中等透水性，枢纽区存在坝肩绕渗。
输水高涵泄流不满足要求，断面过小，抗冲刷能力低。
输水低涵洞壁潮湿渗漏，进口启闭室老化严重，砼有掉块现象，局部有裂缝。
输水高涵闸门蚀严重，锈蚀面达100%，锈蚀厚度达1～2mm，闸门启闭不灵活，止水不严，渗漏严重，渗漏量1～2L/s；启闭设备锈蚀严重，锈蚀面达100%，锈蚀厚度达1～2mm。输水低涵闸门蚀严重，锈蚀面达100%，锈蚀厚度达1～2mm，闸门启闭不灵活，止水不严，渗漏严重，渗漏量1～2L/s；启闭设备锈蚀严重，锈蚀面达100%，锈蚀厚度达1～2mm。
根据该工程《大坝安全鉴定报告书》，其病险鉴定主要结论为：工程质量不合格；运行管理差；防洪安全性评价为C级；大坝抗滑稳定评价为B级；渗流稳定评价为C级；抗震稳定评价为B级；金属结构评价为C级。关箐水库大坝为三类坝。
2大坝除险加固设计
2.1工程等别及建筑物级别
玉溪市红塔区关箐水库除险加固后总库容为293.7万m3，灌溉面积1150亩，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-200）的规定，属小（一）型水库，工程等别为Ⅳ等，其永久性主要建筑物大坝、输水涵洞、溢洪道级别为4级，临时性建筑物别为5级。
水库洪水设计标准为：
校核洪水标准为300年一遇，P=0.33%。
设计洪水标准为30年一遇，P=3.33%。
坝体施工导流洪水标准为5年一遇（枯季），P=20%。
水库除险加固后各特征水位如下：
死水位：1765.60m，相应库容：12.8万m3。
正常蓄水位：1780.00，相应库容：219.6万m3。
设计洪水位：1781.96m，相应库容：268.6万m3。
校核洪水位：1782.89m，相应库容：293.7万m3。
红塔区地处低纬高原，形成“冬无严寒，夏无酷暑，冬春干旱，夏秋多雨”的特点，属亚热带半湿润高原季风气候区。流域内水量具有山原地带多，河谷地带少的特点，降水的时空分布差异较大。
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2.2坝土、坝基及坝肩帷幕灌浆设计
根据安全鉴定，关箐水库坝体、坝基及结合部均存在渗漏，因此需对坝体、坝基及两坝肩进行帷幕灌浆，对涵洞进行补强灌浆处理。
a、灌浆方式及方法
灌浆采用循环式灌浆，坝体采用由下至上分段劈裂灌浆，基岩为充填灌浆。
b、灌浆帷幕孔的布置
帷幕灌浆坝体范围考虑单排，孔距2.0m布孔型式。涵洞延轴线增加四个灌浆孔，以形成截水环。
c、帷幕长度及深度确定
幕长：以正常蓄水位与两坝肩相对隔水层顶板线交点之间长度为帷幕长度，全长172m。
幕深：帷幕灌浆孔孔深至相对隔水层顶板搭接即基岩界线入深6m。
d、灌浆材料
坝体采用1：5（水泥：粘土）混合浆灌注，接触段采用1：1（水泥：粘土）混合浆灌注，坝基基岩采用纯水泥浆灌注；涵洞灌浆孔采用1：1（水泥：粘土）混合浆灌注。
e、工程量
大坝帷幕灌浆孔总数为87孔。总进尺2525m，坝土非灌段长839m，坝土灌浆段长608m，基岩灌浆段长958m。
2.3输水低涵加固设计
输水低涵位于大坝顺流右岸，浆砌石有一定老化，表层砂浆脱落，进口启闭室启闭不灵活。输水低涵闸门锈蚀面达100%，止水不严。
改造方案：拆除重建输水低涵进口竖井及工作桥，工作桥延伸至坝顶，设置两道0.8×0.8m平板钢闸门，闸门后与老涵洞连接采用Φ600mm玻璃钢夹砂管穿管后采用1：1水泥粘土浆灌浆回填，出口设置消力井，设置平板闸门两道分水。输水涵洞原供水对象不变，水库正常蓄水位不变，安全鉴定时复核设计过流量满足要求。
2.4新建溢洪道设计
输水高涵位于大坝顺流右岸，进口底板高程1717.70m，长78.829m，为1×1.4m浆砌石城门拱无压洞，靠坝顶下游一侧处装有0.8×0.8m平板钢闸门一套，竖井为圆形石砌断面，启闭设备为手动，现闸门老化，现状泄洪主要靠输水高涵。
新建溢洪道主要由进水渠段、控制段、收缩段、第一陡槽段、抛物线段、第二陡槽段和消力井段，全长106.372m。本着节约投资，水流条件较好的原则，在新建溢洪道布置于大坝左岸，各段设计情况分述如下：
（1）进水渠段（0-011.532～0+000.000）：长11.532m，底宽12.0m～4.0m，设计底坡i=-1/50，边墙高度1.0～3.4m，新建采用M7.5浆砌石挡墙结构，底板采用C20砼下设30cm浆砌石垫层；
（2）控制段（0+000.000～0+008.000）：长8m，净宽4.0m。溢流堰为宽顶堰，堰顶高程1780.00m，新建采用C20钢筋砼衬砌，上设8m宽交通桥，控制段采用钢筋砼箱涵结构；
（3）收缩段（0+008.000～0+043.000）：长35m，底宽4.0～2.0m，设计底坡i=1/10，边墙高3.4～2.5m，新建采用C20钢筋砼衬砌；
（4）第一陡槽段（0+043.000～0+063.000）：长20.0m，底宽2.0m，设计底坡i=1/10，边墙高2.5～2.3m，新建采用C20钢筋砼衬砌；
（5）抛物线段（0+063.000～0+071.000）：长8.0m，底宽2.0m，抛物线方程为Y=0.1X+0.026X2，边墙高2.3m，新建采用C20钢筋砼衬砌；
（6）第二陡槽段（0+071.000～0+085.840）：长14.804m，底宽2.0m，设计底坡i=1/2，边墙高2.3～1.8m，新建采用C20钢筋砼衬砌；
（7）消力井段（0+085.840～0+094.840）：长9m，底宽4，设计底板坡比i=0，边墙高6.2m，新建采用50cm厚C20钢筋砼衬砌，尾水泄入下游河床。
2.5金属结构
本工程金属结构设备为改造加固后的输水低涵洞进出口平板闸门、玻璃钢夹砂管和启闭设备。
输水低涵：拆除重建输水低涵进口竖井，设置两道0.8×0.8m平板钢闸门，闸门后与老涵洞连接采用Φ600mm玻璃钢夹砂管穿管，出口设置消力井，井上设置平板闸门两道分水。
3结论
本文以玉溪市红塔区关箐水库为例对山区小型病险水库除险加固工程进行分析，对这类水库工程流程进行统一，并设计出工程标准和体系，为此类工程做出的榜样，具有广泛的推广价值。
参考文献：
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[2] 叶晓斌.中小型水库除险加固工程设计要点分析[J].中国水运月刊，2013，13（9）：191-192.
[3] 王利兵.小型水库除险加固工程设计阶段造价的探讨[J].甘肃农业，2013（22）：101-102.
论文作者:周晓俊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/4
标签：水库论文; 大坝论文; 闸门论文; 锈蚀论文; 涵洞论文; 启闭论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第25期论文;