水利工程除险加固设计的探讨

水利工程除险加固设计的探讨

摘要：在我国国民经济快速发展的同时，也加大了对水利工程的建设力度。然

而在水利工程的建筑中仍存在着不少的问题，本文主要对水利工程中的除险加固

设计进行简要的分析探讨。

关键词：水利工程；除险加固；规划设计

前言：水利工程的建设及实施对我国国民经济的发展有着较大的影响，因而

水利工程建设地正常运行也就显得十分重要。我们必须采取科学的建设措施，提

高水利工程的建设质量。本文主要根据实例工程的案例，对水利工程的除险加固

设计进行探讨。

一、案例工程概况分析

本文主要根据实际工程案例对水利工程的除险加固方式进行简要的介绍，该

水库是一个综合性的大型水库，总容纳量大约为1.25亿m3，可以用来防洪、灌

溉以及发电，对该地区的经济及社会的发展有着十分重要的作用。水库的主要建

筑物为发电站、主坝、副坝以及溢洪道等。

二、水利工程除险加固设计中需注意的问题

1、做好水库除险加固的地勘工作

目前，水利工程除险加固工程初步设计工程地质勘察工作，安全鉴定阶段工

程地质勘察资料较为充分、不影响初设阶段工程地质结论的成立、不存在影响工

程安全的特殊工程地质问题时，可适当简化初设阶段的地质勘察工作，并可根据

前期试验资料结合工程类比原则提出岩土体物理力学建议参数。勘察设计单位要

认真学习和执行工程建设强制性标准。作为除险加固工程，由于原有资料不齐全，因此，在条件允许的情况下，在设计前期加大投入，将工程隐患彻底查清，使工

程设计有充分依据，从而确保设计质量。

2、注意新、旧设计规范的衔接

新规范相继颁布，例如：土工织物、抗冻、高喷等方面规范；水库规模、防

洪标准、工程管理、土坝、水工混凝土结构、水土保持、溢洪道等规范也有一些

标准、设计理论和方法方面的补充和更新，因此，在部分工程初设和所有工程的

施工图阶段，一定要采用新规范，对其中与新规范不符的内容要进行修正。各级

建设行政主管部门，要高度重视勘察设计工作，加强领导强化管理及培训工作，

抓好勘察设计人员对新的技术标准、强制性标准规范的学习，使他们理解并正确

使用。

3、做好环境保护与水土保持设计工作

随着经济的发展，人们对自然资源的开发更加频繁。由于在开发过程中未采

取有效的水土流失的防治措施，肆意开山炸石，任意弃渣，造成了严重的水土流失，严重破坏了生态环境。水土流失使大量泥沙俱下，堵塞下游河道，削弱河道

泄洪能力，降低了水库调蓄洪水能力，加剧了防洪压力。在这种情况下，小水库

除险加固设计中必须重视做好环境保护与水土保持设计工作。水土流失治理应采

取工程措施和生物防治措施相结合，全面规划、综合治理。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，必须在施工同时进行，避免施工过程

中的水土流失。

三、水利工程建筑中所存在的缺陷

1、不能满足主坝坝体的规范要求

（1）主坝的壳体及心墙的填筑压实度未达到规范要求。2009年，我国对库

区主坝进行了实地勘察，希望能够详细的了解主坝坝体的填筑情况，在勘查过程中我们采取了钻孔、探井以及物探等方式。得出的结论是主坝的平均压实度为0.86，坝壳为0.91，两项都未达到要求。除此之外，在调查中发现，坝体土的均匀性很差，局部还出现了坍塌现象，对水利工程的安全威胁很大。

（2）近坝库岸十分不稳定。该水利工程近坝库的边坡采用的是花岗岩以及风化土，土层的厚度通常大于5m，在风化和水侵蚀的作用下坡度已经大大下降了，对岸坡的稳定性破坏极大。

2、未彻底清理主坝坝基和坝肩

随着使用时间逐渐加长，坝基和坝肩的岩石会受到一定腐蚀，这就需我们及时将坝基和坝肩上的沙土清理掉，否则会造成水坝透水现象。这对大坝的安全、稳定性破坏极大。

3、结构稳定性不满足要求

水库大坝结构的稳定性不满足要求主要表现为溢流坝闸墩结构产生裂缝、变形，下游的冲刷破坏较严重，涵管出现漏水、裂缝甚至断裂等现象。产生这些现象的主要原因有：1）溢流坝闸墩结构单薄，混凝土的强度又低；2）输水隧洞衬砌结构施工质量差，强度低或设计不完善；3）涵管基础差，易产生不均匀变

四、加强水利工程除险加固设计的措施

1、坝顶和坝坡工程加固设计

设计阶段的第一步就是坝顶和坝坡的设计，坝顶必须额外承担合理排水的任务，所以大坝的坝顶路面必须进行合理的排水设计。合理的路面设计应当是坝顶路面作适当的倾斜处理，路面的倾斜度大约是向下游方向倾斜2%左右，主要是为了让坝坡横向排水沟与排水系统的排水口连接，可以适当的在下游位置铺设路缘石。除了坝顶路面的排水设计，坝顶高程也应当引起加固工程设计者的高度关注，务必保证坝顶高程与宽度达到安全标准。坝顶的高程应该经过精确的计算之后得出，高程也是一个至关重要的设计部分，会直接影响堤坝的安全使用。根据一些数据的分析可以知道，大中型水利大坝的边坡比可根据坝高与坝型、坝基与坝体的物理学原理进行精确的计算。坝坡渗流和抗滑稳定性是根据坝体所承受的重力或压力进行详细的计算来确定坝坡是否能够满足稳定标准的基本要求。水利上游和下游的坝坡应当根据实际需要设置戗台。戗台作为戗堤的顶面，进一步加大了大坝的横断面积，此外大坝建设时由于各种条件的限制未曾进行碾压加固，均为人工担挑堆砌而成，其稳定性很难保证，而增设的戗台工程施工时却非常严格，会事先清基、铺土、碾压、测量土壤密度和含水率等，弥补了大坝的缺陷，加固了坝体。在对水利大坝上游的坝坡进行施工时要注意4个原则：（1）节约原则，采用最经济节约的施工方法，尽量减少建坝坡的资金，做到合理适度就好。

（2）合理利用周边资源，尽量就地取材，从施工场地周围寻找原材料就地取材。

（3）科学合理设计，最大程度降低施工的难度，同时尽量缩短工期，减少资金的投入。

（4）在经济节约的基础上要保证坝坡是安全稳定的。要注意的是需要设置足够的排水口与纵横缝来预制干砌石护坡保证排水，同时在坡脚设置基座。

2、坝基和坝体截渗加固设计

坝基截渗一般可采用在上游坝脚处做截水槽，也可采用混凝土截渗板墙、高压旋喷混凝土墙等方法处理。岩基采用帷幕灌浆处理。坝基截渗处理方法要与坝