水利工程的除险加固设计

李连成

摘要：在水库除险加固设计施工过程中，必须着重考虑各种施工工艺和相关技术的合理运用，特别是对于存在较大安全隐患的水库工程，应结合相关技术资料与勘探结果，对加固方案进行逐步推敲、改进与完善。本文仅对水利工程除险加固的设计方法进行探讨。

关键词：水利工程；加固设计；规划

引言

水利工程是关系到国计民生的重大建设项目，随着社会与时俱进的发展，它给人民带来的效益稳步提高，但由于建造的历史条件以及自然原因等，很多已建工程存在着不同程度的损坏，严重影响正常运行，则加固措施势在必行。这不光弘扬了党的政策，而且对消除防洪心腹之患、增强抗旱减灾能力、保障和改善民生等具有重要意义。本文对水利工程除险加固的意义和应注意的问题进行了阐述，并着重对边坡稳固和水利防渗加固两项加固措施进行了详细的分析和探讨。

一、水利工程除险加固的意义

水利工程的营建及维护是一件功在当代利在千秋的民生工程，从古代的大禹治水到历来的各个朝代将治水功过纳入到官员政绩考核当中，再到今天把水利工作当做专门议题上升到国家层面，这说明水利工作古往今来都是各级政府高度关注的问题，且治水仍将是长期的历史性的工作。在现代，由于我国历史和经济结构等原因，在城市化快速推进的今天，水利设施建设依然存在很多不足，这就导致在重大自然灾害到来之时，我国经济尤其是农业都要面临一次同样堪称灾难性的破坏。我国《2013-2017年中国水利工程行业领先企业经营策略与优劣势分析报告》显示，我国水旱灾害直接经济损失占各类自然灾害直接经济总损失的60%左右；1990年以来，全国年均洪涝灾害损失在1100亿元左右，约占同期GDP的2%，遇到发生流域性大洪水的年份，该比例可达3%-4%。

二、水利工程除险加固设计应注意的问题

1、做好水库除险加固的地勘工作

目前，对于水利除险加固工程初步设计工程阶段的地质勘察，只要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，可适当简化该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。同时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，应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

随着新规范的相继颁布，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、溢洪道等规范的标准、设计理论和方法等方面的补充和更新，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，并对其中与新规范不符的内容要进行修正。各级水利建设行政主管部门要高度重视勘察设计工作、加强领导、强化管理和培训、抓好勘察设计人员对新的技术标准和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，如肆意开山炸石和任意弃渣等，且在开发过程中未采取有效的水土流失防治措施和开发后未进行生态恢复，造成了严重的水土流失，如开采使大量泥沙俱下，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，加剧了防洪压力等，严重破坏了生态环境。在这种情况下，小水库除险加固设计必须重视做好环境保护与水土保持设计工作，采取工程措施和生物防治措施相结合，全面规划、综合治理，同时尽量与施工同步进行，避免施工过程中的水土流失。

三、除险加固的设计方案

1、水利工程中边坡加固的规划措施

水利工程中岩质高边坡的加固规划措施主要考虑混凝土抗滑结构措施的应用和锚固技术措施的应用两个方面。

（1）混凝土抗滑结构措施的应用

第一是混凝土抗滑桩的应用。抗滑桩是稳定滑坡的圆柱形结构装置，它是打穿至滑坡体土壤或者岩石的深处，用以阻止物体滑坡的动力；其次是混凝土沉井的应用。沉井是混凝土的一种框架结构，其工程是由多个环节组成的，它的结构特点是由场沉井的环境布置、受力情况以及基础坑洞的环境特点等各种原因作用而形成的；第三是混凝土挡墙的应用，混凝土挡墙也是阻止滑坡的有效手段，其工作原理是依靠自己本身固有的重量来形成一种和滑坡力相对的阻力，从而达到巩固边坡的作用，它的这种性质能够使滑坡物体保持下滑的平衡力，从而抑制滑坡体肆意下滑和不断扩张。

（2）锚固技术措施的应用

第一是锚固洞。锚固洞加固是治理边坡稳定的一种有效措施；其次是喷混凝土护坡。喷混凝土护坡是一种生产效率高、施工速度快、且不需用模板，并能把混凝土运输、浇筑、捣固结合在一起，实现机械化连续施工的新型混凝土施工工艺的措施；第三是预应力锚固（锚索）。预应力锚索加固是通过锚固在坡体深部稳定岩体上的锚索将力传给混凝土框架，由框架对不稳定坡体施加一个预应力，将不稳定松散岩体挤压，使岩体间的正压力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不稳定液体的发育，从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。

2、水利工程防渗加固技术方案的优化

为了提升水利工程的整体应用效益，进行防渗加固体系的健全是非常必要的，这需要我们进行水利防渗处理体系的健全，保证相关的水利防渗处理原则的应用，实现处理环节的各个程序的协调。比如在日常防渗工作中，进行防渗墙措施及其灌浆模式的应用，确保渗透模式的应用；通过对防滑桩的应用，进行抗滑稳定性系数的提升。在滑坡的处理过程中，要做好一些土体强度提升的应用程序，确保坝体浸润线的降低，以满足现阶段的土工合成材料的优化发展，使土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性得到越来越广泛的应用。对坝基渗漏的处理一般依据上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”的原则，所谓”铺、截、堵”就是修建铺盖、防渗墙和帷幕灌浆等以减小渗漏量；“导、减、排”是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低扬压力。在水利灌浆防渗环节中，我们要根据加固的实际情况进行相关模式的应用，比如劈裂式帷幕灌浆法的应用可以确保堤身的积极加固，避免堤身发生一系列的渗漏情况；各种钻具不光可以利用直线布孔方式进行工作，而且可以根据堤身的具体工作状况，进行一定厚度的钻透。灌浆得遵从一定的原则，即由下而上，少灌多复；泥浆由稀到稠，循序渐进；压力由大到小，灵活掌握。这样，可以较好地处理灌浆中出现的冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等各種问题，使灌入的泥浆沿堤的轴向形成一道帷幕，达到改善堤身质量、提高坚固度和防止渗漏的目的。

结束语

合理确定和不断完善除险加固设计方案，是保证水利工程水库除险加固处理顺利实施和保证加固处理效果的关键。水利工程除险加固是水利工程建设的重要内容之一。开展水利工程除险加固，提高水库防洪能力，发挥水库供水效益，既保障了水库的安全运行，又提高了水库蓄水调节的能力，同时实现水资源可持续发展利用的需要。

参考文献

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[2]刘武，李晓强.小型水库除险加固处理方案与水库利用探讨[J].陕西水利，2009年

[3]杨涛，水利工程除险加固治理策略研究[J].内蒙古水利，2012年