摘要：随着社会经济的发展，水利工程项目日渐增多。水库在修建过程中，在给人们的生活带来巨大便利的同时，也是防洪系统的重要组成部分，因此确保水库大坝的安全性具有重大意义。本文将结合实例分析水库大坝除险加固设计，为相关工作者提供参考借鉴。
关键词：水库放水；建筑物；除险加固设计
引言
我国的病情水库数量众多，分布广泛。本文指出了近年来中国水库主要病情与危险；介绍了土坝工程的设计与研究情况；在加固方面对放水建筑物提出了一些建议。对于基层水利工程技术人员，为水库病害情况的分析研究和加固设计工作提供了一些参考。
1基本概况
1.1 工程基本特征
苦竹亮水库位于奉化区莼湖镇张夹岙村东北方向约 360 米，属于象山港流域，隶属于下陈二村。水库集雨面积 0.67km 2，水库正常库容 13.1 万 m 3，总库容 16.2 万 m 3。根据《防洪标准》（GB50201-2014）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，苦竹亮水库的工程等别为Ⅴ等工程，主要建筑物级别为 5 级。大坝的防洪标准按 20 年一遇洪水设计，200 年一遇洪水校核，是一座以灌溉为主、结合防洪的小（2）型水库。水库主要承担着下游下陈二村、张夹岙村 1500 多口人的生活生产用水和 743 亩地的灌溉用水任务。
1.2主要建筑物布置及结构型式
（1）挡水建筑物
本水库大坝为粘土心墙土坝，坝顶高程约58.07m，心墙顶高程约57.57m，最大坝高13.04m，坝顶长202m，坝顶宽约3.7m，坝顶宽窄不一，坝面高低不平。迎水坡干砌块石护坡坡比为1：1.9~3.2，上游右坝头局部一小段没有块石护坡。背水坡无护坡，坡度为1：1.9~1：3.1，背水坡坝面凹凸不平，整座大坝杂草丛生。根据现场调查，发现大坝下游坝脚与溢洪道交界处有一处渗漏点，水质均清未见流土及管涌等现象。
（2）泄水建筑物
本水库溢洪道位于大坝右岸，为正槽式溢洪道，堰型为折线形实用堰，堰顶高程为56.45m，堰顶宽12m，堰顶厚0.7m。溢洪道进水口处杂草丛生，为干砌块石勾缝护底，底部为壤土填筑，局部有掏空现象。溢洪道导墙为干砌块石勾缝结构，局部杂草丛生，压顶砼开裂，导墙整体有一定程度老化。
（3）输水建筑物
1#涵管位于桩号坝0+074.4处，为浆砌条石涵管，管长约35m，涵管进口底高程约为50.50m，出口底高程约为49.50m，闸门为切割式，操作困难，且关闭不严，目前处于废弃状态；2#涵管位于桩号坝0+142处，为浆砌条石涵管，管长约48.6m，涵管进口底高程48.27 m，出口底高程46.64m，坝顶相应位置建有一座启闭机房，用于控制平板闸门，2#涵管采用斜拉式平板闸门控制。启闭设施经多年运行，设备已严重老化。两处涵管均建于1960年，运行时间较长，在控制闸门关闭情况下，出口仍有水流出，存在渗漏等安全隐患。
2水库地质情况
2.1坝体
（1）坝体心墙土均质性一般，局部含砂（砾）量较多。心墙土中的粘粒含量不能符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）中规定的防渗体土料粘粒含量“15％~40％”的要求。心墙土为非分散性土。
（2）坝体心墙土样的塑性指数Ip＜10，不能满足《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）中规定的防渗体土料塑性指数“10~20”的要求。
（3）坝体心墙土样干密度、坝体土压实度不能满足《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）中规定的要求。
（4）心墙土渗透系数属微透水性~中等透水性，不能满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）中规定的要求。
（5）坝壳填筑土主要由含砾砂粉质粘土组成，属中等透水性。
（6）根据地勘资料，水库的渗流形式接近类均质坝。
2.2坝基
（1）根据钻孔资料大坝河床部位心墙建于强风化基岩上，两岸心墙土建于全风化基岩上。
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（2）根据现场水文试验心墙土与基岩接触段存在渗漏问题，其中右坝头接触段为强透水性，坝基含泥砂砾卵石为中等透水性，水库存在接触渗漏及坝基渗漏问题，建议设计进行渗流稳定计算，必要时进行防渗加固处理。
（3）河床及左侧坝基表部基岩属中等~弱透水性，右侧表部基岩属弱等~强透水性，存在渗漏问题，右侧存在绕坝渗漏问题，建议设置防渗帷幕，帷幕进入相对隔水层3m~5m以上，并向两岸适当延伸。
3水库除险加固需解决的问题
3.1挡水建筑物
（1）坝顶高低不平。
（2）上游坝坡较平整，常水位以上杂草丛生，右坝头局部一小段没有块石护坡；下游坝坡凹凸不平，杂草丛生，表面无护砌。
（3）根据地勘报告显示，心墙土压实度及渗透系数不能满足现行《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求，存在渗漏隐患。
（4）心墙土与基岩接触段及含泥砂砾卵石，存在接触渗漏及坝基渗漏问题。
（5）现场调查发现大坝下游坝脚与溢洪道交界处有一处渗漏点。
3.2泄水建筑物
（1）溢洪道进水口处杂草丛生，底板存在一定程度老化。
（2）溢洪道导墙为干砌块石勾缝结构，局部杂草丛生，压顶砼开裂，导墙整体有一定程度老化。
（3）溢洪道出口处有消能防冲设施，但周边无任何保护措施。
3.3输水建筑物
（1）1#涵管目前处于废弃状态，存在渗漏隐患。
（2）2#涵管在闸门关闭时仍有清水流出，存在渗漏现象。
（3）由于运行时间长，启闭机房已陈旧，启闭设施已老化，存在安全隐患。
4水库对放水建筑物除险加固设计
方案一：1#涵管位于桩号坝0+070处，设计对其进行大开挖处理，铺设DN315PE管，出水口处设1#集水井；2#涵管位于桩号坝0+140处，设计对其进行DN20PE管嵌套处理，出水口处设2#集水井，并且输水涵管进水口基座进行拆除重建，更换闸门、拉杆等启闭设施。
方案二：设计对1#涵管和2#涵管进行封堵，并于岩基内新建涵管。新建涵管进口位于坝0+030坝脚处，根据工程实际情况，设计采用水平定向钻铺管。采用非开挖铺管机在右坝头岩石钻φ400mm涵洞，长约55m，内套DN315PE管，涵洞与PE管之间采用水泥砂浆填充。涵管出口连接集水井，并在相应位置新建进水口基座和启闭机房，设闸门、拉杆等启闭设施，闸门尺寸为φ300，拉杆为φ45，铸铁抱轴为φ48，并增设拦污栅。
方案三：1#涵管位于桩号坝0+077处、2#涵管位于桩号坝0+147处，设计对两涵管进行竖井开挖拆除心墙段条石、两头用砼封堵后再充填灌浆处理；新建涵管位于桩号坝0+030处，设计对其进行大开挖处理，新放置DN500PE管，涵管基础顶部与基岩面齐平，涵管出口设置三通，分别供灌溉用水及水库放空，并在相应位置新建进水口基座和启闭机房，并设置闸门、拉杆等启闭设施。
结语
我国病情水库库数量多，分布广，危害严重。大坝诸多除险加固技术已经在许多水库中得以成功运用，并且使众多病险水库再次安全运行，造福人民。但是，仍有许多方面需要不断努力改进。中国95％以上的水库大坝都是土石坝，土石坝放水建筑物的加固非常普遍。现状基本采用：原涵洞内新PE管全线嵌套，再在心墙位置竖井开挖后设置截水环（仍为坝下涵管，存在安全隐患）；采用原涵洞（管）封堵，在两坝头适当位置开设隧洞（对地质要求较高，且造价高昂，但消除了安全隐患）；采用原涵洞（管）封堵，在坝基岩体内开挖直径小于50cm涵洞并嵌套PE管（对地质要求相对隧洞而言较低，距离较短，且消除了安全隐患）这三种形式。建议对放水建筑物的除险加固技术进行研究，提高我国土石坝放水建筑物施工的技术水平。
参考文献：
[1]田友文，皮玉红.水库大坝除险加固设计分析[J].水利科技与经济，2016，22(1)：48-49.
[2]刘星.水库大坝除险加固设计及渗流分析[J].工业b，2015，(40)：48-49.
[3]李泽英.三河口水库大坝工程除险加固设计要点分析[J].企业技术开发，2016，35(20)：165-166.
论文作者:李秋侠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/19
标签：涵管论文; 水库论文; 大坝论文; 溢洪道论文; 建筑物论文; 启闭论文; 透水性论文; 《基层建设》2019年第20期论文;