我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、龐大的人口基數(shù)，讓水資源面臨著越來越緊缺的局面，我國水利工程重點(diǎn)工作內(nèi)容是合理開發(fā)和利用水資源。對于目前小型病險水庫來說，水庫的調(diào)節(jié)能力較低，大部分的病險水庫都存在著滲透問題，造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，甚至能嚴(yán)重危害到水庫大壩自身的安全。另外，在實(shí)際使用中水庫的設(shè)計灌溉面積都遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于實(shí)際有效灌溉面積，使得灌溉渠道的水量使用率較低。當(dāng)遇到干旱的季節(jié)，水資源短缺時，會出現(xiàn)水庫供水能力嚴(yán)重不足的現(xiàn)象。水庫下游人們的生命財產(chǎn)安全和水庫大壩存在的安全隱患息息相關(guān)。近年來，洪澇災(zāi)害的頻發(fā)、超標(biāo)準(zhǔn)的洪水不斷出現(xiàn)等一系列問題都使病險水庫的安全問題異常突出；因此，對小型病險水庫進(jìn)行除險加固工程合理的設(shè)計是非常重要的。
1小型病險水庫工程現(xiàn)狀
目前，針對我國多數(shù)的小型病險水庫來說，大多數(shù)的水庫修建的時間較長，與科技發(fā)達(dá)的現(xiàn)在對比有一定時間上的差距，受限于當(dāng)時的技術(shù)水平、人力、物力等因素的影響，當(dāng)時的水庫工程項目多是實(shí)行邊勘測，邊設(shè)計，邊施工的“三邊”工程。絕大部分是當(dāng)?shù)氐木用裉峁﹦诹ㄔO(shè)而成，從水庫工程建設(shè)的施工程序上來看，由于受當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟(jì)水平的限制，資金投入的力度不夠、沒有先進(jìn)的技術(shù)支撐，施工作業(yè)不夠規(guī)范。一部分的水庫大壩通常都存在清基不徹底的問題，對水庫大壩基礎(chǔ)處理工作不到位、壩體填筑材料質(zhì)量不高等，多數(shù)的水庫一直以來都處在帶病運(yùn)作的狀態(tài)中；再加上相關(guān)的運(yùn)行管理部門對水庫的管理不完善，長期以來都不能充分發(fā)揮水庫的經(jīng)濟(jì)效益，針對水庫大壩存在的諸多安全隱患問題，也加劇了水庫中水資源在不同程度上的浪費(fèi)，使小型病險水庫除險加固工程設(shè)計工作陷入困境。
2小型病險水庫除險加固設(shè)計的原則
目前，在我國水庫大壩中數(shù)據(jù)比例最大的是土石壩，在水壩中危險程度最高的也是土石壩。由于水庫工程建設(shè)狀況較為復(fù)雜、施工技術(shù)以及建筑材料的選擇條件極容易發(fā)生改變，并不是所有的除險加固技術(shù)都是通用的，每一種除險加固技術(shù)都有一定的范圍適用性。因而，在對小型病險水庫除險加固工程設(shè)計時，應(yīng)遵循以下的施工原則：一方面，要分析水庫的病險情況，全方位的考慮各種水庫的加固要求，要對加固的指標(biāo)、加固的進(jìn)度、加固范圍進(jìn)行綜合考量。另一方面，對小型病險水庫除險加固工程要擬定切實(shí)可行的施工方案，根據(jù)水庫工程相應(yīng)的工程造價、施工期限、施工難度、進(jìn)度等進(jìn)行全面的對比，找出最合適的小型病險水庫除險加固工程設(shè)計方案。
3小型病險水庫除險加固工程設(shè)計的注意事項
首先，盡可能掌握水文、施工、設(shè)計等水利工程的內(nèi)容，對水庫進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。對小型病險水庫進(jìn)行現(xiàn)場勘探時，要對周圍的庫區(qū)進(jìn)行檢查，在檢查時，不能忽視大壩和附屬設(shè)施的狀況。進(jìn)行庫區(qū)檢查工作重點(diǎn)是，庫岸的巖體是否出現(xiàn)崩塌的趨勢；對大壩進(jìn)行檢查時，要注意壩基以及壩肩巖體的風(fēng)化程度；對出現(xiàn)壩體滲水、河床出現(xiàn)水流的要特別注意滲水的通道。其次，對判斷完滲透原因后，進(jìn)行深入的探查工作，最有效的方式就是對壩體以及壩基進(jìn)行深層的鉆孔取樣工作，對鉆孔以及采取的芯樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。鉆孔應(yīng)處在壩頂位置，主要在河床以及兩岸進(jìn)行布孔，鉆孔的適宜深度最好是在基面以下的位置，對于試驗(yàn)的方法來說，通常使用鉆孔壓水的試驗(yàn)或巖石常規(guī)試驗(yàn)。鉆孔壓水試驗(yàn)?zāi)軐λ畮靿误w以及壩基的透水率、大壩的建筑材料、質(zhì)量、巖體結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行初步的認(rèn)識。最后，依據(jù)取樣試驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)確得出水庫大壩的應(yīng)力、壩基材料的密度、抗壓能力、吸水率等數(shù)據(jù)，為找出水庫大壩滲漏的原因提供科學(xué)的理論依據(jù)。值得注意的是，對水庫壩體的上游面已經(jīng)設(shè)置防滲體的，水庫大壩的透水率不能看作灌漿控制的因素，針對試驗(yàn)結(jié)果和工程資料兩者之間的差異性，依據(jù)計算結(jié)果找出存在差異的原因。
4小型病險水庫除險加固工程設(shè)計存在的問題
4.1小型病險水庫除險加固工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低。根據(jù)以上的文章內(nèi)容可知，我國目前運(yùn)行的水庫大壩使用年限較長，由于當(dāng)時科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平較低，水庫建設(shè)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不高，水庫的壩頂不能滿足實(shí)際使用中的抗洪需求，有些壩頂欄桿年久失修出現(xiàn)部分的損毀和坍塌等，壩頂也沒有設(shè)置防浪墻；再加上當(dāng)時施工對水庫的清基不徹底，帷幕灌漿作業(yè)效果不能達(dá)到預(yù)期效果，有部分的壩基并沒有做固結(jié)灌漿的處理工作，水庫會出現(xiàn)壩體的浸潤、滲漏等現(xiàn)象。另外，溢洪道多是使用壩頂敞開的溢流方式，溢洪道上的混凝土出現(xiàn)不同程度的損壞和破損，導(dǎo)致溢洪道的泄流能力和實(shí)際效果不符。4.2水庫取水口的設(shè)計不合理。通常情況下，水庫的取水口多使用壩體埋管的方式，在水庫的出口設(shè)置閘閥室，閘閥室構(gòu)造較為簡陋，一些閘閥室的漏水現(xiàn)象十分嚴(yán)重，多數(shù)的防水閘閥室出現(xiàn)銹蝕情況，一部分閘閥室不能開啟。閘閥室的出口大多沒有設(shè)置消力設(shè)施，只是簡單的設(shè)消力池。對于灌溉渠道一般使用漿砌石砌筑，過水?dāng)嗝嬉话闶褂蒙皾{抹面，渠道時間較長，多數(shù)過水?dāng)嗝娴纳皾{出現(xiàn)大面積的脫落，渠道內(nèi)有較多的雜草，淤泥較多。有的渠道段，常年出現(xiàn)塌陷問題，針對垮塌的現(xiàn)象沒有及時解決。水庫取水口的設(shè)計不合理，給小型病險水庫除險加固工程設(shè)計工作的開展帶來一定的困難。4.3水庫大壩維修不及時。對于水庫大壩來說，長期以來都忽視了對它的維修養(yǎng)護(hù)工作，對小型病險水庫沒有維修、加固工作。水庫的樞紐建筑多是由當(dāng)?shù)氐墓芾韱挝缓筒糠志用窦Y進(jìn)行維護(hù)的，并沒有在根本上解決水庫大壩面臨的問題。另外，目前的小型病險水庫工程很少設(shè)置水庫大壩的安全監(jiān)測以及水情探測系統(tǒng)，水庫的防洪調(diào)度工作多依據(jù)人工的目測預(yù)報，然而，這種方式得出的結(jié)果準(zhǔn)確度和可靠性都不高。水庫多處在山區(qū)，再加上當(dāng)?shù)貙λ畮斓耐顿Y力度較小，上壩的防汛道路寬度較窄、路面的質(zhì)量差，堤壩的坡度陡峭等一系列的問題，加大了防洪調(diào)度的工作難度。
5小型病險水庫除險加固工程設(shè)計
5.1小型病險水庫工程結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計。小型病險水庫結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計主要有兩個方面的工作內(nèi)容：一方面，需要對水庫的迎水坡進(jìn)行加固設(shè)計。要對目前的護(hù)坡進(jìn)行混凝土護(hù)坡的重建，也可以保留現(xiàn)有的混凝土護(hù)坡，著重對損害的部位進(jìn)行修護(hù)。修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)就是投入的資金較少，缺點(diǎn)是混凝土面板多出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，底部墊層出現(xiàn)被掏空的空洞現(xiàn)象。此外采用拆除重建的方式，對混凝土面板肩重建能消除水庫工程存在的安全隱患，水庫工程在外觀和質(zhì)量上均能達(dá)到預(yù)期的效果。另一方面，對背水坡進(jìn)行加固，目前水庫大壩的背水坡多為草皮護(hù)坡，背水坡坡面處在長期的運(yùn)行中，通常會出現(xiàn)高低不平的現(xiàn)象，小型病險水庫除險加固設(shè)計中，需要對草皮護(hù)坡進(jìn)行局部的調(diào)平工作。5.2小型病險水庫工程防滲的加固設(shè)計。在小型病險水庫工程防滲的加固設(shè)計中，對于不同水壩壩體的填筑土，使用防滲加固設(shè)計的方式是不同的，壩體的填筑土多為花崗巖殘積土?xí)r，該壩體的壓實(shí)程度較弱，當(dāng)水庫蓄水以后，壩體出現(xiàn)滲漏等問題，需要采取有效的方式對主副壩體進(jìn)行防滲透加固設(shè)計。如果主壩體中出現(xiàn)沖擊造成粗砂層，同時，出現(xiàn)強(qiáng)透水等，可以使用以下三種方式：第一、劈裂灌漿，該項水庫的防滲加固技術(shù)投資較小，然而，施工難度較高，對水壩的壩體以及壩坡的層面會造成嚴(yán)重?fù)p害，水庫施工質(zhì)量也得不到保證。第二、高壓旋噴灌漿，相比于劈裂灌漿，該項防滲技術(shù)的投資成本較高，能有效提高建筑施工的質(zhì)量。第三、塑性混凝土防滲墻，該技術(shù)的施工步驟較為簡便，也能保證一定的施工建設(shè)質(zhì)量，工程投資較為經(jīng)濟(jì)。5.3水庫安全監(jiān)測設(shè)計。對水庫安全進(jìn)行監(jiān)測的過程中，要嚴(yán)格遵守《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則》，以及相關(guān)的安全技術(shù)規(guī)范等，主要以肉眼檢查和進(jìn)行外部觀測，對水庫大壩進(jìn)行變形監(jiān)測時，要結(jié)合本區(qū)域工程的實(shí)際施工情況，對大壩表面的沉降和發(fā)生的位移現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測，對校核基點(diǎn)、工作基點(diǎn)、觀測基點(diǎn)等進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置。另外，需要在壩前坡的固定位置進(jìn)行水尺設(shè)置，更加符合對水量觀測的需求。
6結(jié)語
目前小型病險水庫多是“三邊”工程，當(dāng)時的施工技術(shù)、機(jī)械設(shè)備等較為落后，運(yùn)行時間較長，對水庫大壩的安全檢查工作帶來一定的困難，應(yīng)對小型病險水庫除險加固工程進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計，以便全面把握水利工程的實(shí)際運(yùn)行情況。當(dāng)?shù)貐^(qū)域人們生產(chǎn)、物質(zhì)水平、區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都和水庫存在著密切聯(lián)系。因此，做好小型病險水庫除險加固工程設(shè)計工作，能保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用裆敭a(chǎn)安全，并極大推動著該區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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