中小型病险水库存在问题及除险加固措施

《河南水利与南水北调》2012年第18期

1.工程概况

该水库自然集雨面积０．０８ｋｍ２，蓄水主要以自然集雨区径流囤蓄。坝址以上主河道长０．３２ｋｍ，河槽比降１６４．１‰，原设计总库容２０．６０万ｍ３，有效库容１８．６０万ｍ３，死库容２万ｍ３。大坝下游影响人口约９００多人，耕地４６．７ｈｍ２。１９７３年工程竣工并投入运行使用，是一座以灌溉为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益的小（２）型水库。

该水库大坝为均质土坝，最大坝高２５ｍ，坝顶高程６５４．７０ｍ，坝顶宽３．５ｍ，大坝全长１１２ｍ。大坝上游坝坡实测坡比１：２．２，下游坝坡为两级，实测坡比自上而下分别为１：０．９１、１：１．２５，上下游坝坡均为草皮护坡，下游无排水设施；溢洪道位于大坝左侧，为正堰进口溢洪道，堰顶宽２．５ｍ，堰顶高程６５３．２０ｍ，侧墙及底板均采用浆砌石衬砌，溢洪水流经消能后泄入下游河道；放水管位于大坝右岸，属砌石无压平涵，梯级卧管取水。涵洞尺寸０．６ｍ×０．６ｍ。放水洞底坎高程６３４．７０ｍ，最大放水流量０．１５ｍ３／ｓ。

2.工程存在的问题

总体而言，枢纽总体布置比较合理，大坝顶多处轻微纵向裂缝、缝宽０．２～１ｃｍ，大坝内坡迎水面出现纵向裂缝，宽０．５～３ｃｍ，有内滑坡迹象；大坝内坡衬砌及坝坡损坏严重，影响大坝安全；大坝外坡较陡，排水系统不规范，没有贴坡排水系统和坡面排水沟；溢洪道泄洪能力不足，遇特大暴雨有漫决危险；坝顶未硬化已严重破坏，雨天有积水隐患且不利于防汛巡查；２００３年大坝外坡表层曾发现白蚁，经专业处理后近几年未再发现，需专业调查并防治。

3.除险加固的设计依据及设计原则

水库除险加固设计的主要依据一般是：国家及行业有关的相关规程；水库安全鉴定报告及审批部门的鉴定意见；水库原设计文件以及与本工程有关的文件、资料等。

水库除险加固设计按照原工程任务、原工程规模及原设计标准进行除险加固设计，也就是“三原”原则。如果个别水库确实需要改变工程任务、工程规模及设计标准的则需作充分论证。在水库的除险加固设计过程中首先应达到工程除险的目的，同时也要合理的控制工程投资。

虽然土石坝是常见的坝型，但是其工程情形复杂，材料等条件多变，并且各项具体的除险加固方法很多，这些方法都有其特定的适用范围和局限性。因此，对每一工程病害都应进行仔细的分析。应从实际工程病害情况出发，结合除险加固要求（包括加固后工程应达到的各项指标、加固范围、加固进度等）、工程费用以及材料来源等各方面进行综合考虑。确定土石坝加固方案时，应根据工程病害的具体情况对几种加固方法进行技术、经济、施工等比较，选择技术上可靠，经济上合理，且能满足施工要求的除险加固方案。4.工程的除险加固设计

４．１挡水建筑物的设计

根据水库保护对象及其重要性，参照有关规范，确定该水库的工程等别为Ⅴ等，主要建筑物工程级别为５级。

该土石坝的坝顶宽度为３．５ｍ，根据《碾压式土石坝设计规范》ＳＬ２７４－２００１、《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》ＳＬ１８９－９６和《水利工程水利计算规范》ＳＬ１０４－９５的有关规定，考虑工程构造、安全、防汛抢险、交通、新农村建设等需要，设计加宽坝顶至５ｍ，并以泥结碎石硬化，路面宽４ｍ，厚１０ｃｍ，以２％横向坡度由上游侧向下游侧倾斜，在坝顶加设０．３ｍ防浪墙，坝内坡采用干砌石防护。干砌石厚度３０ｃｍ，基础采用抛石体压脚，为顶宽２ｍ、高２ｍ的平行四边形。砌石下铺１５ｃｍ砂砾石垫层，再下层铺设０．５ｍｍ厚的复合土工膜（两布一膜），护砌到坝顶路面高程６５４．７０ｍ。坡面两侧及坝肩部位设Ｍ７．５浆砌石护边或压顶，尺寸均为０．５ｍ×０．６ｍ（宽×高）。

大坝外坡培厚至１：２．５，设计马道宽２ｍ，位于坝脚堆石排水棱体以上６４４．７０ｍ高程处。坡面采用干砌石护砌，干砌石厚度３０ｃｍ，干砌石下铺１５ｃｍ砂砾石垫层，再下层铺设３５０ｇ／ｍ２

中小型病险水库存在问题及除险加固措施

□丁艳□黄珂（中牟县水务局）

□纪淑庆（灵宝市黄河河务局）

摘要：根据某水库工程的缺陷与隐患，提出了中小型水库土石坝的除险加固的依据与原则，设计原理及其方法，并选择了适合该工程的除险加固设计方案。实践证明，该工程加固效果较好，有效发挥了其以灌溉为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益。

关键词：水库；土石坝；除险；加固

工程设计

《河南水利与南水北调》2012年第18期

的无纺土工布，护砌至６５４．７０ｍ高程。排水沟布置于６５４．７０ｍ高程以下至排水棱体间的下游坝坡四周及马道内侧，相互贯通，两侧均与下游河道贯通，内径均为０．３ｍ×０．３ｍ，壁厚０．３ｍ，Ｍ７．５浆砌石水泥砂浆抹面结构。

加固前上游坝坡１：２．２，下游坝坡１：０．９１、１：１．２５，根据大坝形状、土质及损坏情况，进行渗流分析，抗滑稳定分析，认为不满足相关要求；本次设计大坝游坝坡衬砌且铺设防渗土工膜，坝顶硬化，下游坝坡培厚修筑贴坡排水反滤层、排水沟等，工程实施后可消除坝体渗漏及裂缝隐患，因此不再进行渗透稳定计算。４．２泄水建筑物的设计

水库洪水标准按２０年一遇洪水设计，２００年一遇洪水校核。经复核，校核水位时溢洪道最大泄量为２．４３ｍ３／ｓ，而其最大允许泄量为２．７３ｍ３／ｓ，故现溢洪道过洪能力在遇设计标准洪水时不能满足规范要求，为保证大坝防洪安全，设计在坝顶加设０．３ｍ高防浪墙。

４．３放水建筑物的设计

现状放水设施为梯级式斜卧管，浆砌条石结构，漏水严重，放水时需人工下水开启放水孔，有人身安全风险，运行极为不便，本次拟改造成折悬臂闸门表层放水斜卧管。工作水深１８．５ｍ，分６级，每级最大水头３ｍ，卧管为方形，断面尺寸为０．４ｍ×０．５ｍ（宽×高），侧墙厚０．１５ｍ，底板厚０．４ｍ，底板坡度为１：２。放水孔为圆形，直径为０．６ｍ，孔口垂直。底板采用Ｃ２０现浇混凝土，盖板和边墙采用Ｃ２０现浇钢筋混凝土，边墙采用Ｍ７．５浆砌条石。放水设备控制采用０．８ｍ×０．８ｍ铸铁闸门，８ｔ手动葫芦启闭。４．４其它

由于该大坝２００３年外坡表层曾发现白蚁，经专业处理后近几年未再发现，需专业调查并防治。白蚁治理一般采用如下措施：一是开沟截路取巢，通过开沟来截断坝体上的蚁巢，分析判断选出主蚁巢，追挖主管槽取出巢体，填实巢穴；二是用白蚁预防药剂，进行大坝表层处理；三是设置土隔墙，堵断穿坝蚁道的形成，以免山丘白蚁对大坝产生蔓延危害。

5.结语

通过分析该工程的隐患所在，依据规范及标准对大坝进行渗流分析及稳定分析，对坝体尺寸进行重新设计，经过比较论证，加固方案选择合理，在节省投资、使用方便等方面达到了和谐的统一。工程加固后至今运行良好，实践证明其所采取的除险加固措施取得了较好效果，值得推广。

参考文献

[1]王世夏.水工设计的理论和方法[M].北京：中国水利水电出版

社，2000.

[2]孙继昌.中国水库大坝安全管理[J].中国水利，2008（20）:10-14.

收稿日期：2012-07-23

1.引言

生态水利工程是水利工程的一个分支，它主要研究水利工程在满足人类需求的同时，如何兼顾水域生态系统健康与可持续性的原理与技术的工程学。生态水利工程的内涵是：对新建工程除了进行传统的水利建设以外，同时兼顾河流生态修复的目标。对已建工程进行生态修复。生态水利工程的建设，可以对人类的经济、社会和生态环境起到巨大的推动作用。

2.生态水利工程的概述２．１生态水利工程的概念

传统水利工程主要以水文学、水力学、岩石力学、结构力学为主的工程力学体系。生态水利工程更加注重人与自然的和谐发展，更加关注人工工程对水体的影响，吸收了部分生态学的理论与环境工程学的技术方法，成为一个跨领域的工程体系，具有极强的综合性。２．２生态水利工程的分类

生态水利工程主要分两种：第一种是按期服务的防洪水利工程，如三峡工程；第二种是农田水利工程，如小浪底工程。

论生态水利工程的基本设计原则

□禹博(河南省泌阳县水利工程队)

摘要：生态水利工程通过对水体进行治理、调配和开发利用，从而达到除害兴利的目的。建造生态水利工程不仅能满足人类社会的发展需求，而且能达到保护自然的目的。文章介绍了生态水利工程的概念、特点及功能，分析了生态水利工程设计的基本原则，期望能对大家有所帮助。

关键词：生态水利工程；功能；原则

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工程设计