劉紅勝

（信陽市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河南 信陽 464000）

楊大塘水庫位于信陽市固始縣趙崗鄉(xiāng)平樓村境內(nèi)，系淮河流域急流澗河支流。水庫于1977年建成，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的小型水庫。它不僅體現(xiàn)了政府對(duì)民生用水問題的重視，還為人們提供了生活與工作上的便利。但從目前的狀況來看，該水庫至今已經(jīng)建立了40多年，隨著時(shí)間的推移，在使用的過程中水庫所顯現(xiàn)出的問題越來越嚴(yán)重，不僅對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響，還嚴(yán)重威脅到人們的生活及身體健康。因此，為了實(shí)現(xiàn)小型水庫更加具有安全性與可靠性，就必須要對(duì)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固工作。在設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮每一個(gè)施工環(huán)節(jié)的安全性，合理安排工期，從而保障小型水庫除險(xiǎn)加固工作得以順利實(shí)施。

1.小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的重要性

從古至今，水利工程的建設(shè)都會(huì)與民生問題有著緊密的聯(lián)系。對(duì)于早期建設(shè)的楊大塘水庫來說，在其建設(shè)的過程中，無論是在建筑物結(jié)構(gòu)形式與建筑材料選取方面，還是在設(shè)計(jì)與施工方面，都受到了當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的影響，在技術(shù)比較落后的情況下所建設(shè)出來的水利工程有著非常嚴(yán)重的安全隱患，比如：壩體填筑質(zhì)量差、壩后坡存在散浸，壩頂凸凹不平，雨天通車?yán)щy，上游未護(hù)砌、沖刷淘蝕嚴(yán)重；無溢洪道，影響大壩安全泄洪；輸水洞進(jìn)口漿砌磚閘房破爛不堪，無閘門控制，無法運(yùn)用，出口護(hù)坡毀壞；大壩無監(jiān)測(cè)設(shè)施，管理設(shè)施不完善等嚴(yán)重問題，給人們的生產(chǎn)、生活帶來了不便，還威脅到下游人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。所以說小型水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)是非常有必要的，它既是水庫正常運(yùn)行的有力保障，還是提高人們生活水平，滿足人們生產(chǎn)需求的重要支持。同時(shí)，水庫除險(xiǎn)加固工程實(shí)施后還能夠在一定程度上有效增加水庫運(yùn)行中所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

2.小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)原則

楊大塘水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分遵循以下幾個(gè)方面的原則：第一，除險(xiǎn)加固工程重點(diǎn)是解決危及水庫的險(xiǎn)、病等突出問題。第二，在建設(shè)除險(xiǎn)加固工程措施的過程中，盡可能做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，這樣能夠更加有利于工程運(yùn)用管理。第三，需要深入工程現(xiàn)場(chǎng)去了解現(xiàn)有建筑物的原設(shè)計(jì)條件、工程質(zhì)量及存在的主要問題，并根據(jù)這些實(shí)際情況做出對(duì)工程的合理分析，從而提出合理的除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)方案。第四，除險(xiǎn)加固工程在施工時(shí)，要盡量做到不影響水庫正常運(yùn)行，特別是汛期度汛，要確保度汛、施工兩安全。

3.楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程分析

3.1 大壩加固工程分析

3.1.1 對(duì)壩體滲漏問題進(jìn)行處理

小型水庫在運(yùn)行的過程中，往往會(huì)隨著時(shí)間的推移，出現(xiàn)一些壩體滲透問題，為了能夠有效解決這種現(xiàn)象，楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程防滲采用單頭小直徑水泥土攪拌樁防滲墻，施工長度達(dá)181m，處理范圍主要是樁號(hào)0+000～0+181。在工程建設(shè)過程中，防滲透墻頂部高程為61.60m；底部高程至壩基低液限粘土2.0m，在輸水洞處距洞頂2.0m。

3.1.2 對(duì)大壩上游處進(jìn)行護(hù)坡重建

楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程對(duì)大壩上游護(hù)坡重建時(shí)，所使用的材料為C20混凝土，其高程控制在57.00～61.80m之間，重建范圍樁號(hào)是0+000～0+181，填方段清基厚0.4m，在進(jìn)行回填時(shí)主要是采用分層回填碾壓方法，壓實(shí)度應(yīng)當(dāng)要大于0.96，護(hù)坡的設(shè)計(jì)坡比為1：3，厚度為0.12m，下鋪設(shè)0.15m厚粗砂墊層。通常情況下，護(hù)坡將會(huì)分為不同的塊狀，每一塊的尺寸為2.9m×2.9m（寬×高），分布的形態(tài)主要是以交錯(cuò)的形式分布。

3.1.3 對(duì)大壩下游處進(jìn)行護(hù)坡整修

對(duì)大壩下游護(hù)坡整修，主要是按照1:2的設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行整修，采用形式為草皮護(hù)坡，其高程控制在57.00～61.80m之間，重建范圍樁號(hào)是0+000～0+181，對(duì)于回填方式來說，與大壩上游處護(hù)坡重建有著相似性，所采用的方法也是分層回填碾壓方法。

3.2 新建溢洪道工程分析

針對(duì)楊大塘水庫無溢洪道的現(xiàn)狀，在本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，計(jì)劃新建溢洪道工程，通過對(duì)該水庫工程進(jìn)行分析與研究，勘查了壩區(qū)的地形地質(zhì)條件，發(fā)現(xiàn)該大壩的右外坡腳的位置處有一條渠道，這條渠道非常有利于作為本次泄洪通道的建設(shè)，所以將該溢洪道的中心線的位置放在了位于樁號(hào)0-036處，其設(shè)計(jì)的形式主要是寬頂堰。此外，由于溢洪道中心線與原灌溉渠道之間為垂直布置，所以，在使用原灌溉渠道作為溢洪道出水通道時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還必須充分考慮溢洪道在進(jìn)行泄洪的過程中，會(huì)不會(huì)對(duì)渠道造成垂直沖刷。

3.3 工程施工條件分析

楊大塘水庫位于固始縣趙崗鄉(xiāng)境內(nèi)，系淮河流域急流澗河支流。大壩與村級(jí)公路進(jìn)行相連接，交通也相對(duì)比較便利。

對(duì)于楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程所用到的土料來說，是比較豐富的，由于與農(nóng)村地區(qū)距離將近，因此可以在大壩下游附近農(nóng)田上取土。

砂料主要通過固始城關(guān)陽關(guān)砂場(chǎng)進(jìn)行購買，從購買地到施工地的距離為37.5km。石料主要是通過固始陳集石場(chǎng)購買，在儲(chǔ)存上比較豐富，能夠很好地滿足于施工的需求，從購買地到施工地的距離為64.5km范圍內(nèi)。水泥、鋼筋等其他建材主要通過在固始縣城進(jìn)行購買，材料貨源充足。

楊大塘水庫水源較為豐富，在除險(xiǎn)加固工程施工過程中，如果需要用水，可設(shè)置水泵進(jìn)行抽取。

3.4 工程節(jié)能設(shè)計(jì)分析

在對(duì)楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，必須要遵循相關(guān)規(guī)范文件的規(guī)定，采取合理有效的節(jié)能措施。首先，節(jié)能方案應(yīng)當(dāng)要與相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相符合，對(duì)于工藝和設(shè)備的合理使用，必須要參照國際先進(jìn)水平作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

在楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程節(jié)能措施中，主要包含了三個(gè)方面的內(nèi)容。第一，楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程在勘察設(shè)計(jì)的過程中，首先要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)所勘查出的資料，制定出更加優(yōu)越的方案，使能源的消耗降到最低。第二，在施工的過程中，只有一少部分設(shè)備需要使用柴油，因此，在進(jìn)行施工工作時(shí)，可以根據(jù)工程量的大小以及工程負(fù)荷來選擇不同功率的施工機(jī)械設(shè)備，有效規(guī)避空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、空載現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而達(dá)到有效減少能源消耗的效果。第三，水利在正常運(yùn)行的過程中，能源的利用主要包含了發(fā)電機(jī)運(yùn)行、照明電器等設(shè)備。因此，在選擇照明設(shè)備時(shí)盡可能極選擇日光；選擇大電機(jī)設(shè)備時(shí)盡可能選擇國家推薦使用的節(jié)能產(chǎn)品。

4.小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中存在主要問題

4.1 設(shè)計(jì)方案不合理性

對(duì)于小型水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)而言，是一項(xiàng)系統(tǒng)性比較強(qiáng)的工作，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中，必須要根據(jù)水庫所存在的病險(xiǎn)問題進(jìn)行具體分析，然后根據(jù)問題所產(chǎn)生的原因有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中無論哪一個(gè)環(huán)節(jié)考慮得不夠全面，都將會(huì)影響到整個(gè)除險(xiǎn)加固工程建設(shè)質(zhì)量。從目前的情況來看，在水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)時(shí)，還存在較多的設(shè)計(jì)人員沒有引起足夠的重視性，僅僅是依靠于自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)小型水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。也沒有去結(jié)合各個(gè)水庫病險(xiǎn)的實(shí)際情況，更沒有全面分析造成水庫病險(xiǎn)的原因，所設(shè)計(jì)出的除險(xiǎn)加固方案缺乏一定的科學(xué)性，其實(shí)用性與適用性也是比較差的。除此之外，設(shè)計(jì)方案中除了要有基本的設(shè)計(jì)架框、建設(shè)流程以及建設(shè)內(nèi)容外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)施工所需要的建筑材料與設(shè)備進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，但從目前的情況來看，設(shè)計(jì)人員在水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)時(shí)這方面考慮得還不是太充分。

4.2 不能準(zhǔn)確計(jì)算溢洪道的泄洪能力

在小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，為了能夠有效提高水庫的防洪能力，必須要精確計(jì)算出水庫溢洪道的泄洪能力，從而使加固工程發(fā)揮出它自身的價(jià)值。但是在計(jì)算的過程中，如果出現(xiàn)不嚴(yán)密與不科學(xué)的現(xiàn)象，那么就會(huì)很容易造成計(jì)算數(shù)值出現(xiàn)偏差，從而直接影響到整個(gè)除險(xiǎn)加固工程投資和工程效益。現(xiàn)階段，在水利設(shè)計(jì)單位中，仍然有部分設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)較低，專業(yè)知識(shí)能力不足，在工作中還缺乏一定的責(zé)任心，對(duì)于水庫的實(shí)際情況也沒有深入調(diào)查與分析，這些問題都將有可能影響到小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中溢洪道泄洪能力計(jì)算的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重的情況下還會(huì)影響到施工的安全，給施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成一定威脅。

4.3 未建立檢查考核監(jiān)督體系

在小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的內(nèi)容與流程是復(fù)雜且多樣化的，設(shè)計(jì)人員必須要有認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的監(jiān)督與考核工作。一般情況下，檢查考核監(jiān)督體系的建立能夠使設(shè)計(jì)內(nèi)容與施工的匹配度更高，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)在施工中所存在的施工安全問題，在必要的情況下還要進(jìn)行復(fù)查審核，只有這樣才能夠保障小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)更加具有合理性與有效性。但是在實(shí)際的工作中，設(shè)計(jì)單位還沒有真正建立檢查考核監(jiān)督體系，管理制度的不完善，也導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員的工作積極性不高，嚴(yán)重影響了工程的安全與質(zhì)量。

5.加強(qiáng)小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)水平的對(duì)策

5.1 合理設(shè)計(jì)除險(xiǎn)加固方案

為了使楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)方案更加具有科學(xué)性，首先要做的就是對(duì)該水庫進(jìn)行全面的勘查與測(cè)量，對(duì)工程的實(shí)際情況進(jìn)行了解，正確查找水庫所存在病險(xiǎn)問題，根據(jù)勘查與測(cè)量的參數(shù)來合理設(shè)計(jì)除險(xiǎn)加固方案。除險(xiǎn)加固方案的設(shè)計(jì)是保障后期工程順利實(shí)施的重要基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)內(nèi)容是否合理，將會(huì)直接影響到整個(gè)水庫除險(xiǎn)加固工程的質(zhì)量。在傳統(tǒng)的除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往會(huì)根據(jù)以往工程設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)，直接應(yīng)用到小型水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)中去，但是這種方法并沒有對(duì)工程建設(shè)起到很好地幫助作用，工程所存在的病險(xiǎn)問題也沒能得到有效地解決。其主要的原因是每個(gè)水庫都有著各自的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)的過程中，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)水庫的實(shí)際情況來做出合理的設(shè)計(jì)。在楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以參照一些成功的設(shè)計(jì)方案，從中引用一些比較好的部分，但是絕對(duì)不可以全盤照搬。為了能夠有效解決楊大塘水庫所存在的壩體填筑質(zhì)量差、壩后坡存在散浸，壩頂凸凹不平，雨天通車?yán)щy，上游未護(hù)砌、沖刷淘蝕嚴(yán)重；無溢洪道，影響大壩安全泄洪；輸水洞進(jìn)口漿砌磚閘房破爛不堪，無閘門控制，無法運(yùn)用，出口護(hù)坡毀壞，大壩無監(jiān)測(cè)設(shè)施，管理設(shè)施不完善等嚴(yán)重問題，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)該水庫實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，準(zhǔn)確地找出病險(xiǎn)根源后，科學(xué)合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使其從根本上解決楊大塘水庫的病險(xiǎn)問題。

5.2 精準(zhǔn)計(jì)算溢洪道的泄洪能力

溢洪道是水庫的重要建筑物之一，它不僅可以起到宣泄洪水作用，還能夠在一定程度上有效保護(hù)工程的安全。在楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)中，由于新開挖的溢洪道中心線與原灌溉渠道兩者之間是一種垂直關(guān)系，采用原灌溉渠道作為溢洪道出水通道，考慮到溢洪道泄洪時(shí)對(duì)渠道垂直沖刷，在設(shè)計(jì)時(shí)可以把溢洪道作為中心，對(duì)渠道上、下游各4.0m范圍內(nèi)全段面C20砼護(hù)砌，護(hù)砌厚度為0.2m，上、下游護(hù)坡坡比1:1.5，護(hù)坡及護(hù)底四周均設(shè)齒槽。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，首先要依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，確定水庫工程等別及水庫主要建筑物級(jí)別，然后通過水文氣象資料、水庫幾何特征值、庫容曲線、水庫多年徑流量等推求水庫泥沙淤積計(jì)算及水庫容復(fù)核，利用溢洪道調(diào)洪確定水庫最高庫水位、相應(yīng)庫容和溢洪道最大泄流量，最后推求壩頂在水庫靜水位以上的超高，超高包括波浪爬高和安全加高，最終確定壩頂高度。

5.3 完善檢查考核監(jiān)督體系

在楊大塘水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的流程具有一定復(fù)雜性與長期性。為了能夠有效提高工程的建設(shè)質(zhì)量，從根本上去解決水庫所存在病險(xiǎn)問題，設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格按照工程標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量與水平，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)隨整個(gè)工程的施工過程與施工結(jié)果進(jìn)行客觀性的分析。并建立起完善檢查考核監(jiān)督體系，使相關(guān)工作人員能夠嚴(yán)格按照施工流程與制度來開展相應(yīng)的復(fù)核工作。在這個(gè)過程中，若發(fā)現(xiàn)工程出現(xiàn)一些質(zhì)量問題或者是其他病險(xiǎn)問題，要及時(shí)地采取補(bǔ)救措施，將安全隱患與風(fēng)險(xiǎn)控制到最低。同時(shí)，相關(guān)單位還應(yīng)提高設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平，加大對(duì)他們的培訓(xùn)工作，使設(shè)計(jì)人員能夠真正認(rèn)識(shí)到水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的重要性，從而真正提升他們的綜合素養(yǎng)。對(duì)于施工人員來說，單位也應(yīng)當(dāng)加大培訓(xùn)力度，構(gòu)建更加高質(zhì)量的施工隊(duì)伍，進(jìn)一步提高整個(gè)除險(xiǎn)加固工程施工質(zhì)量。為使水庫運(yùn)行更加具有穩(wěn)定性與有效性，就必須要建立科學(xué)的監(jiān)督體系，通過監(jiān)督體系的建立，實(shí)現(xiàn)工程的高質(zhì)量建設(shè)。

結(jié)論

綜上所述，為了能夠有效改善小型水庫存在的病險(xiǎn)問題，小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)已經(jīng)成了社會(huì)所關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，只有保障除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，才能夠有效保障小型水庫給人們帶來的效益。因此，這就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要做到因地制宜、實(shí)事求是，結(jié)合水庫的實(shí)際情況，對(duì)問題進(jìn)行有針對(duì)性地分析與設(shè)計(jì)，為恢復(fù)小型水庫除險(xiǎn)加固的工程保障提供有力的支持。