小型病险水库除险加固设计实践与思考

2016-03-19吴南方岳阳市水利水电勘测设计院湖南岳阳414000

低碳世界 2016年30期

关键词：溢洪道概算除险

吴南方（岳阳市水利水电勘测设计院，湖南岳阳414000）

小型病险水库除险加固设计实践与思考

吴南方（岳阳市水利水电勘测设计院，湖南岳阳414000）

通过对岳阳市砂岩、毛泗洞等小型水库除险加固工程的具体设计，归纳总结小型水库除险加固设计中需注意的几个主要问题，经过剖析与思考，提出几点认识。

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引言

小型水库是小（1）型水库和小（2）型水库的统称，库容在100～1000万m3的称为小（1）型水库，库容在10～100万m3的称为小（2）型水库。小型水库多数是为了农业灌溉而修建的，且多由村镇、甚至村民小组管理和使用。由于勘测、施工等方面的缺陷，或因多年的运行管理不善，大多数水库都存在不同程度的安全隐患，一遇暴雨山洪，容易发生溃坝灾害，严重威胁人民群众的生命财产安全，造成巨大损失。本人在做砂岩、毛泗洞等水库的除险加固设计中，发现并总结了一些需注意的问题，在此提出来与同行们共同探讨，希望能对今后的设计工作起到有益的作用。

1 小型水库除险加固工程设计的特点

小型水库除险加固工程设计是从根本上解决水库安全隐患问题的一个关键环节，有着自身的特点，主要表现在以下两个方面：

1.1 设计阶段

全省小型水库除险加固工程数量大、时间紧，不做可行性研究，直接进行初步设计。

1.2 设计内容

小型水库除险加固工程设计包括以下内容：水文计算、工程地质、除险加固工程设计、水土保持和环境保护、施工组织设计、投资概算等9大部分，其中：水文计算、除险加固工程设计、投资概算是主要内容，除险加固工程设计主要是对大坝、溢洪道、输水涵管（洞）三大部分的加固设计。

2 小型水库除险加固设计中需要注意的问题

之前的小型水库除险加固设计中存在一些问题，这其中既涉及到设计自身方面也有其他的外在因素。下面分水文计算、除险加固工程设计、投资概算三个主要部分进行剖析。

2.1 水文计算

小型水库除险加固工程一般都缺乏实测的水文气象资料，目前是采用湖南省水利厅编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》查算暴雨均值和变差系数，采用图解分析法推求设计暴雨，再由设计暴雨求出各频率下的洪水过程线，然后通过水位-库容曲线与水位-泄量关系曲线进行调洪演算，从而得出相应频率下的水位，再根据坝顶高程复核计算得出最终的设计水位和校核水位，成果基本符合要求，但据此推求的设计洪水有时候会偏大，使得调洪后的设计、校核水位偏高，相应水位下的下泄流量偏大，进而造成工程除险加固的投资加大。

造成上述问题的原因是查读暴雨参数时取值偏大，地形参数、汇流参数计算取值偏大。在今后小型水库的除险加固工程设计中，设计人员要对暴雨参数、集雨面积等数值做到合理的读取，要重视一些地区流域的相互平衡，采用经验公式法或水文比拟法进行分析计算，得到相对合理的结果。

2.2 除险加固工程设计

2.2.1 大坝加固设计

大坝加固设计一般包括：坝顶高程复核、坝体渗流稳定分析计算、除险加固措施等内容。这些内容的设计基本上都是参照《湖南省小型水库除险加固工程初步设计导则》（以下简称《导则》）的要求进行的，但主要还存在如下一些问题：①对大坝加固的设计方案（比如现浇混凝土护坡、混凝土预制块护坡等）未作充分的比较论证就草草确定，对方案存在的不足论证不充分，导致施工阶段设计变更较多；②在坝体防渗处理设计方面，未弄清渗漏的具体原因，或在地质勘探资料不详的情况下，对坝基、坝身、坝肩一起进行灌浆处理，导致投资增加。

2.2.2 溢洪道加固设计

溢洪道的主要尺寸是根据调洪演算、结构计算等成果综合选定的。设计中溢洪道尺寸的确定还存在一定的随意性，具体有如下几个方面的问题：①在确定溢洪道尺寸时，很少有详细的方案比较，导致工程规模与溢洪道尺寸大小不匹配；②进行调洪演算时，未合理处理好溢洪道尺寸与水库水位的对应关系，出现了溢洪道宽度过小而坝顶高程增加过大的不合理现象；③溢洪道的泄流断面尺寸偏大，侧墙高度取值偏于保守，结构上还有优化的余地。

2.2.3 输水涵管（洞）加固设计

20世纪60、70年代建造的水库，其坝下涵大都存在裂缝和漏水等严重危及大坝安全的隐患，对输水涵管（洞）的加固，最彻底又稳妥的处理措施是拆除重建，但存在投资费用是否合理的问题，因此，输水涵管（洞）的加固设计是重、难点。

尽管虹吸式放水涵管的使用是经济的，但结合实际，出于施工及运行管理的方便，有些坝高较高的水库，在不新开隧洞的情况下，还是要采取破坝重建的稳妥可靠方案。设计上在保证安全的前提下要力求创新，采用新材料，推广新技术，比如对原洞身进行补强可采用在洞内内衬PE管、钢管或SCL W35252锚固型防渗膜、再对洞身和内衬管（膜）之间的空隙进行灌浆填充。

2.3 投资概算编制

投资概算是设计的重要内容，必须严格依据湖南省水利厅文件湘水建管［2008］16号文颁发的《湖南省水利水电工程设计概（估）算编制规定》进行编制。①通用项目执行已规定的统一标准，如：管理用房面积、防汛公路及物资、白蚁防治、观测设施等；②不应计列的项目及费用不计列，如：临时供电线路及费用、永久及临时征地、拆迁、青苗补偿等费用。

3 关于小型水库除险加固设计的几点认识

3.1 要参照相关规范进行设计

小型水库的除险加固设计既要确保排除安全隐患，使水库效益得到正常发挥，又要确保投资概算合理，但目前国家没有出台小型水库除险加固设计规范。作为一名设计人员，我们除了要参考《导则》外，还应参照碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）等相关规范进行设计。

3.2 要不断加强学习教育

作为工程技术人员，我们必须坚持学习，不断更新知识，跟上时代发展的步伐；要经常参加跟设计有关的学习培训，不断地充实自己，掌握技术发展方向，推广应用新材料、新技术。应该要注意一些新、旧规范的衔接，注意新规范对于一些标准、理论等方面的更新或补充。

3.3 要做好设计跟踪服务和加强设计质量管理

小型水库除险加固涉及的边界条件多、情况复杂，前期勘察精度一般，对于坝基处理等一些隐蔽工程，有很多情况不能完全反映出来，在施工过程中，发生一些设计变更就不可避免。因此，设计负责人要经常深入施工现场，以便及时了解工程的进展情况，对前期工作深度不够、设计方案不合理、工程建设内容和工程量不符等问题，立即组织整改。

3.4 要认真做好环境保护和水土保持设计工作

随着经济的发展，人们对自然资源的开发更加频繁，所以要特别做好水土保持和环境保护。水土流失治理应采取工程措施和生物防治措施相结合的模式。水土保持工程的实施，应与工程施工同步进行，特别是工程措施，必须与施工同步，避免施工过程中的水土流失。生物防治措施则应在工程完工后立即进行，以营造一个良好的生态环境，促进人与自然和谐共生。