水库改建加固设计论文

【摘要】本文针对屋顶山塘水库在除险加固设计施工中遇到的困难进行分析，对一些山塘的溢洪道、溢流堰放水涵管改建方案进行分析，并提出一些比较及处理方法。【关键词】山塘；除险；加固；难点；分析；处理1.概述随着近十年的水库除险加固，全市大部分小（二）型以上病险已逐步被除险加固。今天小编为大家精心挑选了关于《水库改建加固设计论文 (精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

水库改建加固设计论文 篇1：

浅析小型水库除险加固工程设计

【摘要】水库除险加固的设计，直接影响到工程的安全、投资及效益，是水库能够安全平稳运行的最重要的保障之一。

【关键词】小型水库;除险加固;设计

水库经过多年运行，部分设施老化破坏，其防洪标准已无法满足目前的防洪要求，所以水库进行除险加固是十分必要的。而且为水库进行除险加固工程不仅仅能提升水库的安全系数，确保防洪体系，还能够带来巨大的社会效益及经济效益。但是水库的病险问题也相当的严重，水库除险加固问题就显得尤为重要。

1.小型水库除险加固的特点

1.1 除险加固工程设计深度

小型水库除险加固工程数量大、时间紧，所以规定设计不分可行性研究和初步设计阶段，统称为设计报告书阶段，要求设计报告书应达到初步设计阶段的深度。

1.2 除险加固工程设计内容

小型水库除险加固工程设计包括如下内容：水文水利计算、工程地质、工程加固设计、其他项目设计、工程管理、施工组织设计、投资概算等七大部分，其中：水文水利计算、工程加固设计是主要部分，工程加固设计主要是对大坝工程、溢洪道两大件的加固设计。

2. 存在问题

2.1 病险率高，病害严重。据统计，现有中小型病险库三百多座，占中小型水库总数的40%左右。防洪标准低、大坝渗漏、裂缝和坝坡滑塌、溢洪道泄洪标准不够、放水建筑物不能发挥正常功能等问题普遍存在。

2.2 缺乏大坝安全观测、水情测报和防汛抢险设施，工程盲目运行，极易失事。

2.3 管理工作薄弱，特别是乡村管理的小型水库，日常管理和养护工作无人负责，安全管理责任无法落实。

3.小型水库除险加固工程设计

3.1小型水库除险加固设计的前期准备工作

做好一个小型水库除险加固的设计工作，重视测量工作是必不可少。测量是在对小型水库进行除险加固之前对小型水库进行全面了解的最好方式。很多小型水库当初设计的图纸可能都已经没有办法找到，所以必须在除险加固设计之初要对小型水库做一个全面的数据的测量，通常情况下可以委托一个专业的测量机构对小型水库进行测量，需要得出的數据主要有：水库所处的区域地形数据，水库大坝的横断面以及纵断面参数，泄洪道以及灌溉渠道的具体参数。

3.2对坝体除险加固的总体结构设计

1)对坝顶的设计方面，不仅要考虑到交通需要，还要考虑到其稳定性。因此，在不增加较大工程量的情况下，通常将坝顶的宽度设计为原坝体的宽度。同时为了不让输水隧洞的出口与下游坝脚石互相影响，新建出水口消力池。

2)由于上游坝坡易变形，所以将适当对缓坡进行整治，对上游的坝坡的坡面设现浇砼板护坡，后坡培土加厚，直播种草护坡，并修筑岸坡排水沟，坡脚排水棱体修整完善。以增强下游坝坡的稳定性。

3)通过反滤排水设计来有效改善坝体渗流情况，具体是在新老坝体接合处设一层混合砂砾过渡层。如在在排水棱后面采用块石料填筑的堆石，将坝体渗水经过混合砂砾过渡层、水平排水褥垫排向了下部的排水体，再通过在排水体接一铸铁管，坝体和坝基的渗水就被顺利引到了下游。

3.3对主坝的除险加固设计

1)通过排渗减压减小坝基的压力从而增加坝体的稳定性，一般是通过在坝后地基上设计减压井，减压井的类型主要有6种，第I类型是从地表贯穿透水层直接到达不透水层，第II类型是只贯穿透水层的一部分，第III类型只是探究不透水层表土层，井的底部到达透水层，第IV类型是挖穿不透水表层并且深入到透水层内的沟，第V型是沟的底部达到透水层，挖穿不透水表土层的沟，第VI是将浅沟和不完整井结合起来。

2)对坝壳进行翻压放坡

坝壳翻压底高程的长度是由水下抛石的施工可行性并结合在遇到洪水时仍然不影响力工程施工确定的。一般情况下，坝上游坝壳选择含土砾的粗砂，翻压的范围是高程到坝顶上游部分的坝壳，新增加的坝壳料要求为砂砾料。

3)对坝脚进行抛石压重

在土石坝的加固工程当中，抛石压重应用非常广泛。由于在水库建成之后，水深和过水断的面积不断增大，流速也渐渐变小，挟沙能力随之减弱，因此泥沙就沉积在水库底部而粗颗粒沉积在上游，细颗粒沉积在下游，从而形成淤积三角洲。三角洲的形成将会导致库水变得浑浊，细颗粒沉入库底，形成坝前淤积。而坝前淤泥的抗剪强度低、具有流变性等特点，完全适合抛石压重。

4)对下游的坝脚进行压重

通常压重的范围为0+100～1+050，压重体为平行四边形。为了方便排水，要在压重体的内侧和底部做一个排水带，并且在下游做排水沟。在施工前，还应该将坝体内而的草皮、底部的植物土壤都清除干净。对下游的坝脚进行压重可以非常有效地预防雨水对坝脚的冲刷，并且对下游坝坡的稳定性起到非常有效的作用。

5)采用防渗土工膜对水库防渗

在复合土工薄膜的主膜上，若采用复合土工薄膜作为防渗材料，其渗透系数比粘性土和混凝土的渗透系数要小很多，且复合土工薄膜较大的弹性和塑性变形等特点使它更能够适应因为土体的沉降、胀缩或偶然滑坡、超载、渗漏造成的过量位移和变形。除此之外，还有泥浆槽防渗墙、岩层水泥灌浆、化学材料灌浆、砂砾层水泥粘土灌浆等多种防渗漏加固方法。

(5)应用混凝土面板

混凝土面板安全稳定性良好，尤其表现在抗滑、渗透的稳定性以及抗震性。经过碾压后的现代混凝土面板，因压实堆石坝体给混凝土面板提供了一个支撑，所以其渗漏稳定性好。再者，混凝土面板适用于各种不同的地形，对所建处的地质条件没有苛刻的要求，也不易受到气候条件的影响，在扩建和改建方面都较为容易。

对小型水库的除险加固设计，除了要注重对坝体的除险加固设计和对主坝的除险加固设计以外，还要注重对副坝、溢洪道和输水隧洞的除险加固设计。此外，在对建坝或修坝的材料选择上，切不可选用质量不合格的原材料，且要杜绝一切偷工减料的行为。只有这样，我国的小型水库的安全问题才能得以保障。

3.4合理的设计处理方案

1)方案的当否决定工程的成败。正确的方案能够一次性彻底解决问题，不当的方案不仅造成资金浪费，还挫伤了除险加固的积极性，这方面的正反例子各地皆有。病险水库最主要的不病征是渗透问题，有地基(包括坝肩)渗透和坝体渗透。根据不同的坝型、坝基和病因情况，采取不同的处理方法。较常见的是均质和芯墙土坝的渗漏，常用的处理方法有冲挖，劈裂灌浆，压力灌浆。病因有清基不彻底，防渗料抗渗性差，蚁窝等。在了解水库的基本地质情况的前提下，可根据实际情况采取合适可靠的办法处理隐患。但在实际工作中，往往对方案的争议较大。

2)例如小型水库心墙和均质土坝防渗处理大多采用冲挖法，成功的事例较多，但失败的例子也不少。使人们对其产生怀疑。笔者认为冲挖对处理隐患的效果是不应怀疑的，怀疑的是具体设计与施工的问题。我们在实践中发现，单排孔往往出问题较多，而双排孔的问题出的少。单排孔即使有问题，但处理后比未处理症状要减轻。这就说明冲挖是有效的。因为资金问题，不便作双排冲挖，我们可在出水较多的孔段加作双排孔，相当于做了一个施工围堰，以保证主要防渗体的施工质量。这样即增加不了多少开支，又达到设计效果。

4.结语

小型水库数量众多，占病险水库的比重较大，存在的病险问题多，出事后的后果较为严重。设计工作是作好水库除险加固的前提条件，一定要充分认识到设计工作中的困难和风险，结合小型病险水库的自身特点，重视设计工作质量和后期服务工作，提出合理、实用、可靠的加固处理方案，才能使除险加固工作真正达到消除工程安全隐患、保证工程长治久安、发挥水库效益的目的。

作者：白丽娟

水库改建加固设计论文 篇2：

浅析部分屋顶山塘水库除险加固中的难点

【摘要】本文针对屋顶山塘水库在除险加固设计施工中遇到的困难进行分析，对一些山塘的溢洪道、溢流堰放水涵管改建方案进行分析，并提出一些比较及处理方法。

【关键词】山塘;除险;加固;难点;分析;处理

1.概述

随着近十年的水库除险加固，全市大部分小(二)型以上病险已逐步被除险加固。这二年来已将部分除险加固工作的重点转移到屋顶山塘水库上，主要原因是屋顶山塘水库虽然库容量只有几千立米到十万立方米以下，一旦发生倒坝事故，同样会直接影响下游人民生命财产的安全，给国家和人民生命财产造成巨大损失。这些不上规模的山塘水库工程基本上都是初建于上世纪六七十年代，没有设计和规范的施工，相当一部份不具备完善的泄洪、调控能力，这些山塘水库平时被重视的程度也不象小(二)型以上的水库，出险的概率远远高于小(二)型以上水库。所以，对这些山塘水库进行除险加固的重要性丝毫不低于小(2)型以上水库。这些长期管理不善的山塘水库在除险设计、施工及上坝抢险道路建设中的难度较小(二)型以上水库大得多。

2.山塘水库存在的主要问题及除险难度

2.1溢洪道狭窄或无、泄洪不畅。因大部分山塘水库都是在人民公社时代由农村社员自发组织挑成;用就地的泥土堆积而成;随后进行逐步加高、加宽而成。没有设计、没有正确施工，山塘水库缺少完善的溢洪道，已有溢洪道也只是水沟一条，狭、浅、杂草纵深，泄洪不畅或不能满足规范要求的泄洪宽度，除险加固施工中大都需要拓宽，挡墙需要完善或重做。大多工程量不大但需要开山放炮，施工难度相对比较大。溢洪道是山塘水库的主要泄洪部分，不论任何情况下，设计、施工中都应当保证溢洪的能满足防洪要求。

2.2坝下放水涵管漏水。由于建设年代、技术条件的限制，需要进行除险加固的山塘水库基本上都在坝下埋设放水涵管，这些涵管大多以条石砌筑而成，经过这些年的运行，渗漏、断裂等现象十分严重，直接威胁到坝体的安全。大多山塘水库大坝仅有50～80M左右，坝高在7～18M左右，更换放水涵管时基本上将整条大坝完全开挖，而且开挖的土方也无处堆放。除有些条件较好的地质可以通过新打隧洞取代放水涵管外，仍的一些山塘水库需要通过大开挖来更换原放水涵管。造成加固费用的增加和施工工期的延长。坝下放水涵管是山塘水库进行防洪调控的主要部分，也是农田灌溉中放水的主要部件，在除险加固中应该给予足够的重视，对于大坝较短、较高和坝端山体岩基条件较好的山塘水库，建议最好能采用隧洞的方式进行除险加固，这样可以防止大坝下涵管与坝体接触部位发生接触性渗漏，也可以避免大坝的大开挖及堆土难的问题。有时虽然眼前工程造价有些提高，但能消除工程加固后的后患。对于确实没有办法打隧洞的山塘水库，在对涵管接触体进行处理时，建议采取满管混凝土褒管再加设止水节环的方式。并保证涵管进口端基础的结构稳定。

2.3除险加固的山塘水库无上坝道路。需要除险加固的屋项山塘水库大都处在村庄上游的山体间，上坝道路大多只能行人徒手上去，距离村庄近则数几米，远则数公里。而且有些山塘水库处在群山之间，悬崖之上，人行都相当困难，道路施工需要绕行，费用惊人。如丰惠镇的仰天湖山塘水库，上坝一趟单程需要行走四十分钟，打通上坝道路需要绕行数座山体，目前道路只能走人不能通行机械，没有电力线，施工机械和材料只有通过驴运至。运输成本远远高于工程加固直接费用，工程已敖2010年加固计划，但到目前尚未能正常开工，被卡部位就是施工道路的打通。又如岭南乡的倒臼岙山塘，没有人行道路，如不修建施工道路，施工机械、物资根本无法运到山塘现场。而修建一条能上山的施工道路的费用需要占到工程总费用的60%左右，按库容单方投资计算，每立方除险加固费用将在百元以上，远远超出小型水库工程除险加固费用。在山塘水库除险加固中，上坝道路是必不可少的，这不仅仅是解决施工的问题，更为重要的是解决加固后的管理和防洪抢险。本人认为，只要是需要的山塘水库，必须保证道路的畅通，就是本年度不能进行除险加固，也应先打通上坝道路，将加固计划推后到道路打通后的年度中进行实施。对一些库容量很小、使用功能不大、效益不显的山塘水库应当根据社会发展的需要给报废。

2.4除险加固施工用电困难。由于这些需要除险加固的山塘水库远离村居，没有电力设施，所以如果进行施工，需要解决动力和生活照明用电的问题，有的需要从村庄架设数档电源线路，有的需要架设数公里电源线路，更有的根本无法架设，只能靠自发电解决，这样一来电力线架设和自发电的成本在整个加固费用中将占据很大的比例，而且电力线路架设时间难受控制。造成工程费用的急骤上升和时间难以保证。远离电力源的山塘水库加固，因其施工时间较短，而且施工完成后这些电力线路又没有用，本人认为对这类情况可以优先考虑自发电施工，但发电成本应该按实际发生的费用列入工程造价。

2.5当地原材料的缺乏。山塘水库虽地处山区，按理说应该有大量的矿山资源作为山塘水库加固的原材料，但由于资源管理部门和爆破管理方面的原因，在工程除险加固中却遇到当地材料的缺乏和审批手续增加施工工期和难度，很多山塘水库除险加固只能采用混凝土或混凝土制品进行加固，造成部分工程费用的增加。山塘水库除险加固中，对于迎水坡表面的处理，本人建议还是采用块石干砌，一方面干砌块石的强度比混凝土制品高，相对耐久性也比混凝土制品好，其次是干砌石表面比较毛，一旦有人落水，某种程度上可以起到停止作用。

2.6库容小，加固单方费用高。有的屋顶山塘水库库容仅一千余方到二万方之间，而除险加固费用却在50万元以上，单方加固费用大于200元/M3，按照省厅对小(2)型以上水库加固单方为10～15元/M3的指导费用，这个费用远远超出除险加固标准，给地方财政增加相当大的资金压力。如陈溪乡黄公祠山塘，正常库容0.17万方，总库容0.23万方。建议对一些库容量很小、使用功能不大、效益不显、经济效益不大、社会效益不明显的山塘水库应当给报废以防后患。

3.结束语

3.1我市共有屋顶山塘近200座。屋顶山塘一旦出险，将给下游人民生命和财产造成无法估量的损失。山塘水库工程的安全关系到国济民生，社会的和谐稳定。在对山塘水库工程加固中，应当严格按照建设程序规范地进行工程建设;认真做好工程前期的各项准备工作;协调好勘察、设计、监理、施工单位;协调好政府主管部门的审批、监督关系，抓好每一个环节，争取更多的施工时间，同时保护好水库的环境、生态资源，使施工的山塘水库工程顺利地完成。

3.2部分山塘水库在承担调洪、拦洪、抗旱的同时，还承担着下游居民生活饮用水的问题。通过山塘水库的除险加固，也解决了下游居民的生活用水，生畜用水。

3.3山塘水库除险加固工程的全部投资目前都有地方和国家财政完成，在对山塘水库工程进行除险加固实施中要做到“加固一座，脱险一座，摘帽一座，销号一座，将山塘水库病险率降低到零。”也就是确保每一座通过除险加固的山塘水库，要保证在设计寿命内的安全运行。

3.4在山塘水库的除险加固中，不八应当注重防汛抗旱，还应与农民饮用水相结合，为当地村民提供清洁、安全的饮用水。做到通过实施工程和除险加固，既解决了山塘水库的安全问题，又为村民提供了清洁安全的水源，也为新农村建设添加色彩。

3.5严格建设程序、规范建设行为、收集完整工程资料。由于绝大多数病险山塘水库建在特殊年代，技术、资料、质量方面都存在很大的缺陷，基本上没有技术资料。应该通过对山塘水库的除险加固，完善每座除险加固的水库的建设程序、施工图设计以及招标投标、监理、施工、工程验收、质量监督等资料。为以后的工程管理、维修奠定基础提供依据。

3.6通过严格程序的实施，使得山塘水库质量得到保证、技术资料等完整，做到“工程安全、设施齐全、功能完备、管理高效、环境优美、建设管理人员安全”。

致谢：感谢冯葆蔚先生对本文指导。

作者：孙小尧　王文彪

水库改建加固设计论文 篇3：

小型病险水库除险加固工程设计

摘 要：本文以一具体工程为例，分析了小型病险水库除险加固的工程技术措施，对其他病险水库的除险加固处理工程具有借鉴作用，为病险水库除险加固技术研究积累了经验。

关键词：小型病险水库 除险加固 设计 措施

一、引言

建国以来，我国修建了很多水库工程以实现发展经济，造福人民的目的，但由于受到各种自然原因、历史原因和技术原因等因素的影响，导致这些小型水库出现了“三边”和“三无”现象，病险问题频发。严重背离了当初修建的目的，并且带来了很大的隐患。国家相关部门把此类小型病险水库的除险加固工作提到议事日程上，并且加强相关治理整顿工作。各级水利管理单位要从思想上高度重视，从行动上积极动作，从时间上严格控制，从除险加固设计、施工、安全、经济、兴利多方面统一协调，合力开展工作。本文以陕西省XX水库除险加固工程为实例，介绍了工程中经常采用的除险加固的措施和方法。

二、工程概况

XX水库位于陕西省宝鸡市，是一座以灌溉为主、兼顾防洪、养殖的小(一)型水库，自1977年建成以来，为当地的经济发展带来了较大的推动促进作用。该水库工程由均质坝、非常溢洪道和放水洞等工程结构体组成，按照100年一遇洪水进行设计，200年一遇洪水校核。最大坝高31m，坝顶长度为 245m，坝顶宽度10m，坝顶高程560m。设计洪水水位为558.6m，校核洪水水位为558.8m。放水洞子位于大坝右岸，全长155m，内部设有工作闸门和检修闸门。非常溢洪道位于大坝右岸岸坡。工程所处河谷呈”U”型，两岸冲沟发育，长者可达到数公里之远，左右坝肩均处于黄土塬斜坡上。该区域所属地震基本烈度为7度。

三、除险加固的必要性

该水库属于“三边”工程，原设计标准较低，施工质量差;在运行的几十年间，年久失修，机械设备损坏严重，工程结构体渗漏明显;加之该水库位于梯级水库系统的最末一级，地理位置十分重要，对整个梯级水库的安全作用巨大，应尽早进行除险加固。

四、水库的除险加固措施

在加高坝顶时的原则是不动上游坡，对下游坝体进行培厚工程，右坝肩渗漏问题的处理措施是高压摆喷防渗墙，放水洞塔后段内水外渗采用的解决方法是内置钢管;对溢洪道侧槽段、与大坝衔接及鼻坎段进行加固处理。

1.大坝加高培厚及右坝肩的防渗措施。经对原坝体和加高培厚以后的坝体上下游坝坡进行稳定复核计算，结合《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的相关要求，结合工程实际情况和工程重要性，确定将坝顶宽度定为5米，坝顶路面采用泥结石路面，为了便于排水，大坝坝顶面以2%的横向坡度向下游方向倾斜，并与大坝下游的排水系统会合，形成排水体系。大坝的加高培厚主要在下游坝坡进行，在548m高程处开始，自下而上培厚至563m高程，培厚分两级级比，自下而上分别为：1：2.5和1：2.0，在558m高程变坡处设有2m宽的平台，平台上均设有横向排水沟。上游坝坡采用干砌石护坡，下游坝坡采用草皮护坡。据地质报告和现场勘查，右坝肩存在绕坝渗漏现象，需要进行处理。经过比较，决定采用高压摆喷防渗墙进行防渗处理，墙顶线和坝顶齐平，墙深度为33.5m，成墙厚度不小于0.3m，形成混凝土防渗墙体，其抗压强度不小于3MPa，弹性模量小于1500 MPa，渗透系数不大于10-6cm/s。

2.溢洪道改建设计。溢洪道位于大坝右岸岸坡，为侧槽式溢洪道，堰长29.5m，堰顶高程555.5m，堰下由侧槽段、喉道段、平流段、陡坡段和挑流鼻坎等部分组成，全长270.5m。该工程部位存在的重要问题是：溢洪道侧堰表面和侧槽底部混凝土剥落严重;侧槽右岸边墙砌护高度不满足防洪要求;与坝体衔接处的左右岸衬砌边坡稳定性存在较大安全隐患;挑流鼻坎及以下通道北土体掩埋，影响溢洪道泄洪功能的正常发挥。

2.1溢洪道加固工程。(1)侧堰河侧槽段。拆除原侧堰顶部及槽底10cm混凝土陈砌面，重新在堰顶、靠堰一侧槽壁及槽底衬砌10cm厚的C15钢筋混凝土。(2)喉道段。泄水道首端35米长的喉道部分，是加固的重点之一。泄水道的左岸边原本就又高又陡，随着大坝加高培厚工程的开展，边坡稳定性更加难以满足要求，为此，将拆除左侧原有浆砌石护坡，改建为浆砌石重力式挡土墙，外挂网喷10cm厚的C20鋼筋混凝土。左边墙采用土钉锚固边坡，土钉锚杆长6米，直径100mm，用M10水泥砂浆锚固直径为20mm的钢筋，表面挂网喷10cm厚的C20钢筋混凝土。(3)挑流鼻坎段。原挑流鼻坎的齿墙基础深度仅5米，两侧无防护，根据相关类似工程的加固实例，将鼻坎向外延伸5.6米，基础放在两排钢筋混凝土群桩上，每排四根，深10m，直径80cm，鼻坎两侧用浆砌石保护。(4)挑流鼻坎后防护段。为了较好的防止水流流量较小时的贴流冲刷及流量较大时发生的挑射回流现象影响坝体基础的安全稳定，在鼻坎后设置4.865米长的防护段，底坡采用1：1.5，边坡采用1：1，底宽由扩展到10米，底板及边坡均采用50cm厚的C20钢筋混凝土进行浇注。

五、结语

根据工程的开发目标，该除险加固工程完成后能有效地削减洪峰，减轻下游的防洪压力，并且改善当地的生产和生态环境等效益，保证了整个梯级水库系统的安全以及下游人民群众的生命财产安全，对于发展当地农村水利具有积极意义。

参考文献：

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作者简介：芦琴(1979.07—)，副教授，新疆石河子人，主要从事水利水电工程、安全方面的研究和教学工作。

作者：芦琴 霍海霞