探讨大坝除险加固工程施工设计优化

探讨大坝除险加固工程施工设计优化

摘要：水库具有防洪抗灾、蓄水灌溉的作用，但是水库一旦出现险情也会给人

们的生命安全带来巨大的威胁，因此本文将从水库除险加固的现状、水库除险加

固中存在的问题以及水库除险加固的方式策略三个方面进行研究，以此来为我国

水库工程的良性发展提供一定的思路和建设方案。

关键词：大坝；除险加固工程；设计优化

一、概述大坝除险加固的工程概述

某县国土面积3810km2，其中澧水占近1/3余为沅水区。集雨面积在5km2

以上的河流71条，现有中小型水库116座，其中中型水库4座,小（1）型水库

21座，小（2）型水库91座，大坝主要为匀质土坝和粘土心墙坝。水库大多修建于20世纪60～70年代，属边测量、边设计、边施工的“三边”工程，由于当时没

有设计水文资料、又受生产水平、施工工艺、工程技术的限制，大部分水库建成

后设计标准不达标，施工质量差等；现经过几十年的运行，大大超过工程的使用

期限，加之因年久失修，工程设施老化和损毁，管理经费不足，管理不到位等原因，使水库普遍存在着防洪标准偏低、工程本身质量差、工程老化失修等多种问题，因而多数水库工程不能正常运行，时常威胁着下游人民生命财产的安全，不

能充分发挥工程效益，形成了病库、险库，因此急需进行除险加固。这样才能加

快水库除险加固进度，早日使工程发挥更大的效益。通过分析病险水库除险加固

工程项目企业及运行中存在的问题,阐述了项目企业在病险水库除险加固工程中应

履行的主要任务,包括完善企业内部机构,提高企业业务水平,做好招投标的组织管

理工作,落实监理责任制,合理管理制。

二、建立多元化、多层次、多渠道的投资体系

从我县的病险水库除险加固工程建设情况上看，资金短缺是制约水库除险加

固进程的主要原因。水库除险加固工程具有建设投资大、施工周期长、社会效益

显著等特点，因其具有重要的社会效益和国民经济效益，所以水库除险加固主要

工程的建设资金应以公共投入为主。但是，仅靠国家投资和省匹配资金投入是远

远不能解决所有的病险水库，必须建立与完善多元化、多层次、多渠道的工程投

资体系。必须要解放思想，走出一条新路。为此，建议大家根据病险水库现状和

各地的实际情况，采取不同的融资政策：

2.1将大型病险水库列入国家基建项目，主要依靠国家投资；

2.2对位于经济发达地区或水库除险加固后经济效益较好的中型险库，可利用贷款或是发行债券，以及股份合作等方式筹资建设；

2.3对经济欠发达地区或主要体现社会效益（防洪保安）的中型病险水库除险加固，还应以国家投入为主，地方或受益地区也应该匹配一部分建设资金；

2.4小型水库的除险加固，则应以地方投资为主，国家可给予一定数量的补贴或采用以奖代补的政策。同时，结合病险水库治理，积极稳妥地搞好小型水库的

产权制度改革。在防汛责任制得到切实落实的前提下，可采取拍卖、租赁、承包、股份合作等方式筹集除险加固建设资金。

三、根据实例水库除险加固工程施工设计与技术改进方法

为了确保某水库安全、稳定运行，并保障水库下游群众的人身安全和发挥水

库最大的效用，该水库除险加固设计提出思路及方案，以期改善水库运行现状，

促进水库工程可持续发展

3.1大坝防渗加固处理对大坝进行防渗加固处理，能够保证水库的安全稳定，

使水库安全得到保障，让水库大顼的经济效益得到充分发挥。

3.1.1针对水库上游坝坡的防护体不够健全且坝顶存在不平整现象，可以对坝

体迎水面采取护面或进行防渗护理，在大坝背水面坝基设置排水棱体，并进行坝

顶的整平处理以及路面的新建。

3.1.2对于性能较差的放水管地基，由于在地下水位下运行时经常会出现渗透

问题并且存在地基沉降现象，从而导致放水管损坏。为了避免放水管损坏，可以

拆除财管并对其进行重建，之后加固处雜水管地基。

3.1.3该水库溢洪道存在不足，导致很难正常实施泄洪。因此，为了使水库安

全运行，可以对溢洪道进行新，从而使泄洪能力得到提升，水库安全得到良好保障。

3.1.4该水库建立时间较长，自建立至今，没有对其进行过清淤处理，从实际

情况来看，水库库区的淤积现象十分严重，很难正常在水位下运行，经过计算可知，水库库容难以达到下游灌溉要求，水库运行存在安全隐患，另外水库效益很

难充分发挥，因此进行水库清淤工作十分必要。

3.1.5加强水库的安全监测，并将水库运行、调度管理工作落实到位。

3.2坝坡、坝顶的加固施工设计

坝坡的加固施工设计对坝体的稳定性起着极大影响，需要在上下游坝坡位置

设置戗台，来增大坝体的横断面积，起到加固大坝的作用，增强坝体的稳定性。

坝顶与水库的安全和排水有着密切联系，在坝顶加固施工设计中，首先，要做好

排水设计工作，坝顶路面不应是完全平直的，需要有向下游2%以内的倾斜角度，确保坝顶不会出现积水，排水性能良好；其次，还要重视坝顶工程的设计，根据

水库当地的水文资料、洪水历史记录等，精确计算出一个合理的高程值，并要保

证高程、宽度在安全标准以内。下面以主坝及副坝加固为例做以下分析：

3.2.1大坝坝顶高程复核

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，坝顶在水库静水位

以上的超高按下式确定：

y=R+e+A

式中：y---坝顶超高，m；

R---最大波浪在坝坡上的爬高，m；

e---最大风雍水面高度，m；

A---安全加高，m。按《碾压式土石坝设计规范》表5.3.1确定。本工程A设

计=0.7m、A校核=0.4m；平均波浪在坝坡上的爬高按下式计算：

式中：KΔ---斜坡的糙率渗透系数，根据大坝迎水坡护面类型按按《碾压式土

石坝设计规范》表A.1.12-1确定。本工程取KΔ=0.75；

Kw---经验系数。按《碾压式土石坝设计规范》表A.1.12-2确定。

m---单坡的坡度系数，本工程为m=2.5

hm---平均波高，m；

Lm---平均波长，m；

因为本工程地处丘陵地区，按《碾压式土石坝设计规范》规定，hm、Lm按

鹤地水库公式计算：

式中：W---计算风速，设计情况w=33.59m/s，校核情况w=22.39m/s；

D---风区长度(m),D=1200m；