水利工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)應(yīng)用

白璐

（青海省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，西寧810001）

1 引言

科學(xué)建設(shè)與合理規(guī)劃的水利工程是確保國泰民安的重要基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。特別是在社會進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況下，水利工程帶來的經(jīng)濟(jì)效益與日俱增。但是，有的水利工程因?yàn)槭褂脮r(shí)間較長，再加上自然災(zāi)害的影響，導(dǎo)致其出現(xiàn)不同程度的損壞。為了確保水利工程項(xiàng)目的穩(wěn)定運(yùn)行，必須對水利工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固，才能增強(qiáng)水利工程的安全性。除險(xiǎn)加固工作對防洪、抗旱、減災(zāi)以及改善民生等都有重要意義。在開展除險(xiǎn)加固工作時(shí)，除了要遵循我國相關(guān)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還要對水利工程的安全性進(jìn)行準(zhǔn)確科學(xué)評價(jià)，根據(jù)水利工程的實(shí)際情況，對除險(xiǎn)加固方案進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化。這樣，才能進(jìn)一步提升水利工程的安全性與可靠性。

2 水利工程除險(xiǎn)加固的重要性

水利工程本身是一項(xiàng)重要的民生基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。水利工程的安全性和穩(wěn)定性直接影響城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況，對人民生命和財(cái)產(chǎn)安全也有極大影響。因此，重視水利工程的除險(xiǎn)加固技術(shù)是確保水利工程安全性的重要工作內(nèi)容。相關(guān)部門必須根據(jù)我國水利行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，對水利工程的安全性進(jìn)行有效勘察與評價(jià)。根據(jù)勘察評價(jià)的結(jié)果，制訂有效的水利工程除險(xiǎn)加固方案，提高水利工程的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)，提高水利工程在使用過程中的運(yùn)行質(zhì)量?？傊こ坛U(xiǎn)加固是提高水利工程安全性與經(jīng)濟(jì)效益的重要工作內(nèi)容。

3 水利工程除險(xiǎn)加固中存在的問題

3.1 溢洪道消能布置過程中存在的問題

當(dāng)前，水利工程在溢洪道設(shè)計(jì)過程中還存在一些問題，主要包括以下方面：

1）溢洪道的進(jìn)出口與壩肩之間的距離比較短，會導(dǎo)致溢洪道和壩肩依靠的山體單薄，并且沒有進(jìn)行護(hù)砌施工，且沒有對其進(jìn)行有效的保護(hù)，這會導(dǎo)致水庫泄洪后水力作用沖刷傷害壩肩，影響堤壩的安全性。

2）溢洪道設(shè)計(jì)尺寸比較小。一般情況下，在對水利工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到經(jīng)濟(jì)投入。因此，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)要求以及資金成本的雙重壓力下，會對原有的設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行改變，減小溢洪道的尺寸來確保資金投入的平衡。設(shè)計(jì)改動(dòng)會引起洪水?dāng)?shù)據(jù)變化異常，從而導(dǎo)致工程巖體出現(xiàn)分化塌落，使泄洪渠的淤積情況大大增加，嚴(yán)重影響了水庫的正常泄洪能力。

3）溢洪道的平面彎道半徑長度不夠穩(wěn)定。平面彎道的半徑是一個(gè)不穩(wěn)定的隱形因素，往往會隨著時(shí)間變化而變大或變小，引起收縮情況，阻礙水庫泄流能力的穩(wěn)定性。并且溢洪道的陡坡段異常布置的過程中會受到彎道流態(tài)等因素影響，出現(xiàn)異動(dòng)情況，從而導(dǎo)致兩岸出現(xiàn)水面差，這也會大大地降低水利工程的泄洪能力。

4）溢洪道水利設(shè)計(jì)的方法不夠合理。在對溢洪道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員沒有從專業(yè)的角度對溢洪道進(jìn)行設(shè)計(jì)，致使設(shè)計(jì)出來的溢洪道方案不夠科學(xué)，溢洪道設(shè)計(jì)方案不能滿足實(shí)際的工程需求。這不僅會影響水利工程建設(shè)的效率，而且還會嚴(yán)重阻礙工程項(xiàng)目的實(shí)際施工質(zhì)量[1]。

3.2 護(hù)岸中存在的問題

護(hù)岸工程常見的問題包括護(hù)岸墻體發(fā)生滑移或者坍塌，導(dǎo)致護(hù)岸工程出現(xiàn)問題的原因主要包括以下內(nèi)容：

1）護(hù)岸工程地基自身的穩(wěn)定性不足，很容易導(dǎo)致護(hù)岸塌陷。

2）護(hù)岸墻體后方的填土上面如果堆積重物，也很容易導(dǎo)致護(hù)岸工程出現(xiàn)塌陷的問題。

3）護(hù)岸工程的河床底如果出現(xiàn)被掏空的情況，很容易導(dǎo)致護(hù)岸墻體位置變動(dòng)，發(fā)生滑移。護(hù)岸工程出現(xiàn)滑移就很可能會導(dǎo)致墻身出現(xiàn)裂縫，如果任其裂縫發(fā)展，就會導(dǎo)致護(hù)岸工程的墻體坍塌。此外，如果護(hù)岸工程的墻體上有老鼠洞，在水流作用的侵蝕下，也可能會導(dǎo)致護(hù)岸工程出現(xiàn)塌陷問題[2]。

4 水利工程除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)應(yīng)用

4.1 溢洪道除險(xiǎn)加固技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

溢洪道除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)人員必須高度重視溢洪道在水利工程汛期泄洪的重要作用。只有溢洪道能夠正常發(fā)揮其泄洪能力，才能確保水庫水量的穩(wěn)定性與安全性。因此，溢洪道除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響水庫的安全性。在對溢洪道進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從以下幾方面出發(fā)：

1）對溢洪道設(shè)計(jì)進(jìn)行合理布局。要對水利工程的具體地理位置、地形地貌以及自然環(huán)境等外部因素進(jìn)行充分全面的考慮，對整體水利工程的布局進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化，才能確保溢洪道設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)性。例如，對控制段進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要使泄流保持在均衡的狀態(tài)，這樣，出水口的水流才能沿著控制段建筑物垂直流下。此外，還要根據(jù)實(shí)際的泄洪情況和要求，對斷面堰進(jìn)行合理安排。

2）在消能工設(shè)計(jì)過程中。不管是選擇多級躍水還是僅僅在溢洪道末端躍流，都要確保泄流的方向遠(yuǎn)離壩腳。一般情況下，二者之間的距離要控制在100m～150m。當(dāng)巖基在溢洪道尾端的邊坎比較陡時(shí)，可以采取挑射消能設(shè)計(jì)。對非巖基地段進(jìn)行處理時(shí)，最常使用的設(shè)計(jì)方法是在末端安裝消力池。如果泄流量比較小，可以采用消力坎的方式對其進(jìn)行處理。為了防止水流沖刷作用帶來的不利影響，要從多個(gè)角度、多個(gè)方面對遠(yuǎn)驅(qū)式躍水進(jìn)行考慮，盡量避免這種現(xiàn)象出現(xiàn)[3]。

3）要確保各結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性。特別是對消力池底板厚度要進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，才能確保底板的厚度能夠滿足抗浮標(biāo)準(zhǔn)。底板的邊界周圍可能會存在約束力，從而出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象，這時(shí)就需要采取有效的抗浮措施。對底板對抗浮力最基本的計(jì)算方式是利用計(jì)算底板的水重和浮重，將抗浮的安全系數(shù)控制在1.3～1.5。

4.2 護(hù)岸除險(xiǎn)加固技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

護(hù)岸工程的主要問題是墻體塌陷和位移。對護(hù)岸工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固時(shí)，也要根據(jù)引起護(hù)岸工程問題的原因，采取相應(yīng)措施來完成除險(xiǎn)加固工作。如果是護(hù)岸地基的穩(wěn)定性不足，導(dǎo)致護(hù)岸墻體出現(xiàn)滑移情況，則需要對不穩(wěn)定土層的位置進(jìn)行勘察，然后選擇合適的處置措施。如果是河床挖空導(dǎo)致護(hù)岸墻體塌陷，要立即停止開挖河床，并采取有效的補(bǔ)救措施。在護(hù)岸施工完成后，要確定有效的保護(hù)范圍，防止護(hù)岸發(fā)生位移。同時(shí)，還要對護(hù)岸的墻體情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，防止護(hù)岸排水孔堵塞。如果是護(hù)岸墻體上出現(xiàn)老鼠洞導(dǎo)致護(hù)岸墻體滑移，則需要對老鼠洞進(jìn)行清理填充，這樣，才能防止水流侵蝕作用對換墻體造成破壞[4]。

5 結(jié)語

總而言之，水利工程建設(shè)對我國城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要影響。很多水利工程的建造時(shí)間較長，因?yàn)楣芾砭S護(hù)工作不到位，很容易增加安全隱患，對水利工程的正常使用也造成一定影響。這就需要對水利工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固，對水利工程常見的問題進(jìn)行深入研究與分析，并制訂有效科學(xué)的除險(xiǎn)加固措施和方案，提高水利工程的安全性，延長水利工程的使用壽命。這對進(jìn)一步確保我國城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。