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1、 编号：中国农业大学现代远程教育毕业论文（设计）论文题目： 水库大坝除险加固措施分析学 生 指导教师 专 业 水利水电工程 层 次 高起本 批 次 061 学 号 W210101061024 学习中心 朝阳电大 工作单位 建平县水利局 2009年9月中国农业大学网络教育学院制独 创 性 声 明本人声明所呈交的毕业论文（设计）是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在毕业论文（设计）中作
2、了明确的说明并表示了谢意。学生签名： 时间：2009年9月1日关于论文（设计）使用授权的说明本人完全了解中国农业大学网络教育学院本、专科毕业论文（设计）工作条例（暂行规定）对：“成绩为优秀毕业论文（设计），网络教育学院将有权选取部分论文（设计）全文汇编成集或者在网上公开发布。如因著作权发生纠纷，由学生本人负责”完全认可，并同意中国农业大学网络教育学院可以以不同方式在不同媒体上发表、传播毕业论文（设计）的全部或部分内容。中国农业大学网络教育学院有权保留送交论文（设计）的复印件和磁盘，允许论文（设计）被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。保密的毕业论文（设计）在解
3、密后应遵守此协议学生签名： 时间：2009年9月1日 摘 要我国是世界上水库数量最多的国家，现有各类水库84926座。这些水库不仅在防洪、灌溉、供水、发电等方面发挥了效益，也为促进国民经济发展、提高人民生活水平、保障社会稳定、改善生态环境做出了巨大贡献。然而这些水库大部分兴建于五六十年代，运行多年，缺乏正常维修，处于工程老化时期，许多水库存在着防洪标准偏低，达不到有关规范、规定要求，以及工程本身质量差，工程老化失修等问题，形成了大量的病险水库。工程不能正常运行，严重威胁着下游人民生命财产的安全或不能充分发挥其兴利效益。据统计世界大坝溃坝率已从20世纪初的4%-10%降至世纪末的约0.2%，而从
4、坝的可靠度设计理论可控制其失效概率在0.01%以下，可见两者的差距很大，说明目前大坝的实际安全度还应设法提高。因此加快病险水库除险加固步伐，确保水库安全，充分发挥防洪和兴利效益，促进国民经济发展和人民生活水平的提高，具有重要意义。笔者分别从提高水库工程质量重点要解决好防渗问题，提高水库防洪标准主要采用加高大坝、增加水库调蓄洪水能力和扩建、增建溢洪道的办法，以及病险水库除险加固工作建议几方面逐一进行了分析，阐述了目前病险水库除险加固几种常用的技术处理方法，希望能在今后的水库除险加固工作中起一些借鉴作用。笔者通过分析水库病险存在的原因，提出除险加固方案和提高水库工程质量措施后，对大坝安全评价及除险
5、加固工作有了更进一步的认识。关键词： 病险水库 大坝 加固 措施目 录1 前言12 提高水库工程质量的措施12.1 垂直防渗措施 22.2 水平防渗措施 .4 2.3.大坝迎水面喷锚措施.5 3 提高水库防洪标准的工程措施 73.1大坝加高 73.2溢洪道拓宽、加深或增建 83.3大坝加高与溢洪道改建或增建相结合 94 病险水库除险加固工作建议 104.1采取多层次、多渠道融资的办法,为病险水库加固提供资金保证.104.2强化病险水库加固的前期工作,为搞好病险库加固夯实基础 104.3项目实施 104.4建立良性循环的管理机制 105 结 论 10参考文献 121 前言我国是世界上水库数量最多
6、的国家，现有各类水库84926座，其中大型水库415座，属水利部门管理的342座，中型水库2618座，小型水库81893座。这些水库为防御洪水灾害和保障国民经济建设发挥了重要作用。但由于各种原因，目前，许多水库存在着防洪标准偏低，达不到有关规范、规定要求，以及工程本身质量差，工程老化失修等问题，形成了大量的病险水库，工程不能正常运行，严重威胁着下游人民生命财产的安全或不能充分发挥其兴利效益。有些病险水库下游是重要城镇、厂矿、交通干线，位置险要。影响城镇安全的大、中型水库全国有1218座，其中近300座为病险水库，这些险库急需抓紧除险加固。国外坝工情况，1967年 N. V. Schnitter
7、统计，美国 19001959年60年中建坝共1650座 ,垮坝30座，占1.8%。其中 19001910年占 9%，以后逐年减少，到 19501959年已降为 0.4%。据1982年第14届世界大坝会议报道认为世界大坝溃坝率1900年以前一般大于4%，到1900年曾一度大于10 %，以后逐渐减少，迄至 1980年只有约 0.2 %。从以上看溃坝率是很高的。据我国统计总溃坝中因洪水漫坝的约占一半，因坝体及地基等质量问题的约占 40%，管理及其他方面的占 1 0 %。从国外资料分析，各家观点不一，总的认为以基础原因或以洪水过大而失事居多。本文不拟在溃坝的数量及原因上多加阐述，只是说明国内外已建成大
8、坝的失事率还很高，应设法改善。大坝溃坝统计材料较少，不易精确统计。从以上初略统计资料看，按不同地区统计出入很大，但总的趋势相近，故可以这样认为，溃坝率从世界宏观看，已从本世纪初的4%到10%,至世纪末已降到 0.2 %或以下。经过这 100年溃坝率已降低很多，但 0.2 %还是较大的。据查考，过去大坝溃决或失事大多由于各工程特殊原因造成，主要有：1坝体质量及基础问题； 2洪水漫坝，或由于超标准洪水，或由于泄洪设施突然失控；3其他管理等问题。为加快病险水库除险加固步伐，确保水库安全，充分发挥防洪和兴利效益，促进经济与社会的发展，笔者针对溃坝主要原因，主要从提高水库工程质量的措施、提高水库防洪标准
9、的工程措施、病险水库除险加固工作建议几个方面进行了分析，为病险水库加固工作提供一些理论和技术上的参考。2 提高水库工程质量的措施病险堤坝处理技术方案的确定，是前期工作的主要内容，必须在充分掌握地质、水文、当地材料和工程的病险历史、运行情况的基础上，进行充分研究论证，作出科学全面的可行性研究报告。根据坝型及病险的不同部位、病险程度、产生原因等，制定综合治理技术方案。关于工程质量问题，土石坝主要是渗漏、滑坡和裂缝，其中滑坡和裂缝的产生，有的也与渗漏有关，产生渗漏的原因，主要是在堤坝填筑时，碾压不实、土体疏松或堤坝老化失修，使坝体某些部位抗渗坡降降低，坝后出流部位残留过大的剩余水头，侵蚀土体。所以处
10、理土石坝质量，关键是防渗，另- 1 -外还有大坝迎水面喷锚措施和大坝坝体帷幕灌浆措施。这里主要是针对防渗提出一些常用的工程措施。一般处理防渗的原则是“上堵下排”， 必须形成连续的防渗帷幕。上堵的措施有水平防渗与垂直防渗。水平防渗有黏土铺盖结合下排开挖导渗沟、减压井和水平盖重压渗等；垂直防渗有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗，冲抓套井回填黏土防渗及土工合成材料防渗等。在病险水库防渗加固中，有的是坝基需要防渗加固，有的是坝基和坝体都需要防渗加固。在采取工程措施时，多采取垂直防渗措施。这是因为采取这一措施，一般不需要放空水库。反之，如果采取水平防渗措施，则必须放空水库，才能彻底进行。而水
11、库长期蓄水后，总会有些淤积，给水平防渗处理带来一定的困难；在保持坝基渗透稳定和截渗方面，水平防渗也不如垂直防渗彻底。同时，在我国北方地区，水资源紧缺，放空水库一般要慎重。2.1 垂直防渗措施2.1.1 劈裂灌浆防渗劈裂灌浆是堤坝体加固的最好方法之一，在我国已运用了20多年，处理病险水库已达200余座，堤防2000余km。实践证明，这一方法不仅能够形成垂直连续的防渗帷幕，解决坝体的渗透稳定问题，而且还能够通过浆坝互压和湿化变形，调整坝体内部的应力，使浆脉两边35m土体得到密实，扩大了防渗帷幕带。近年来土坝坝体劈裂灌浆已由原来的中低土坝向高土坝发展。在某些地基条件下还可以使坝体和地基同时劈裂，形成
12、坝体和地基统一的防渗帷幕。在大坝渗透破坏严重的情况下，配合其他应急措施，利用特殊工艺，可以实现快速劈裂，1013d就可形成帷幕，初步解决土坝坝体的渗透稳定，以后再逐步加固。浙江省利用浅劈办法，即在浸润线以上劈开坝体，浆液中加入一定比例药物，形成帷幕，消灭白蚁；新疆的纯沙坝、延安的黄土筑坝，也利用劈裂灌浆技术处理获得成功。2.1.2 高压喷射灌浆防渗坝下覆盖层多是洪水冲积形成，一般颗粒比较粗，筑坝以前必须做防渗处理。我国有些土坝建坝时对覆盖层处理不彻底或未处理，蓄水后出现渗透破坏。对此，可利用传统的槽孔式混凝土连续墙处理。槽孔自坝顶穿过坝体、覆盖层至基层不透水层，或者放空库水自坝前脚造孔深至基岩
13、不透水层。第一种方法通常将混凝土连续墙一直浇至坝顶，混凝土浇筑量较大；第二种，需放空库水。而利用高压喷射灌浆技术重做覆盖层防渗体系是一较好的方法。它的优点是工程造价低，施工速度快，不需要开挖，不破坏坝体，不需要放空库水，只要根据设计的防渗体范围钻孔喷浆营造防渗体即可。该技术要求：深度大于20m的深孔，孔斜率必须控制在3以内；根据钻孔不同的深度计算出高喷板墙出现不连续的程度，确定钻孔孔距；根据覆盖层的结构，颗粒粗细、地下水流速大小，采用不同工艺，如渗透系数大于10-3cm/s，可采用单管或双管，水泥浆比重应不小于1.7g/cm3，还应掺入一定比例的速凝剂。接触带渗漏处理的最好办法之一是高压喷射灌
14、浆技术。因为高喷灌浆所喷出的水泥浆是定向的、局部的。在某一设定的局部，用高压水破坏原地层- 2 -的结构，同时掺入水泥浆，形成一定几何形状的凝结体，避免了一般压力灌浆工艺中水泥浆流向和灌浆范围不好控制的弊端。采用摆喷和旋喷工艺，在接触带上营造防渗帷幕，隔开坝体软土和基岩的接触。对一些坝内堤设的刚性建筑物，可以用高喷水泥浆等防渗材料与原刚性建筑物牢固地焊接在一起，使高喷板墙插入土体，增加渗流路径，满足渗流稳定的要求。2.1.3 混凝土防渗墙混凝土防渗墙也是坝体加固的比较好的方法。混凝土防渗墙的主要优点可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基水文和工程地质条件。如处理坝体、坝基整体防渗，可从坝顶建造
15、防渗墙，直达基岩，墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接，墙的底部可嵌入新鲜岩层或弱风化基岩内一定深度。如辽宁省建平县白山水库，在坝基防渗处理上就采用了混凝土防渗墙的加固方法，其防渗墙上部与坝体的防渗体相连接，并深入一定的深度，以达到防渗的目的。在处理中只要严格控制质量，是可以达到彻底截断渗透水流的目的。这是病险水库防渗加固常用的一项措施。混凝土防渗墙早在20世纪50年代初意大利和法国即开始使用，随后各国相继引进推广。50年代末我国也开始对混凝土防渗墙进行研究和试用。40年来，国内外都在发展，在应用范围、墙体材料种类、墙的厚度和单位造价等方面都有了新的进展。我国于1958年首先在山东省月子口（
16、现名崂山）水库试验成功以后，相继在密云白河主坝、毛家村坝、铜街子等坝使用，已建成40多道坝基混凝土防渗墙和10多道穿过坝体直达基岩的混凝土防渗墙，都取得了很好的效果。在应用范围方面，开始用在新建水工建筑物基础上，后来推广到病险水库土石坝坝体和坝基的处理，城市建筑物地下基础和海港码头等工程，使用范围不断扩大。在墙体材料种类方面，发展尤为突出，其主要原因是：防渗墙嵌入基岩内，与地基联合受力。由于地基是分散的覆盖层或填筑料，在水库蓄水后，会产生较大变形，防渗墙不可能抵抗这种变位，只能随着变化，而混凝土墙的弹性模量偏高，一般在1000MPa以上，允许变形很小，彼此不相适应，促使混凝土防渗墙产生较大应力
17、，以致有可能引起墙体的裂缝。在墙体内加设钢筋骨架，选用高标号混凝土及加厚墙体等措施，可以获得一定的效果，但是这些措施耗用钢筋、水泥等材料，数量很大，因而加大了工程造价，延长了工期，这就迫使在墙体材料上，研究如何向塑性过渡，降低材料的弹性模量，使之与地基弹性模量相接近，以提高墙的抗拉强度，适应地基较大的变形。混凝土防渗墙在目前使用的各种防渗措施中，单价比较高，约达1000元，在一定程度上，限制了发展，如果使用塑性混凝土，掺入一定比例的粉煤灰、黏土或膨润土等，可以减少水泥用量，降低防渗墙的成本。同时，仍具有一定的强度和较好的抗渗性能，就可促使更大范围的发展。基于上述原因，塑性混凝土才被研究提出。我
18、国在“七五”期间进行了塑性混凝土的研究，并已将研究成果用于山西册田水库土石坝、新疆乌拉泊水库土石坝、十三陵抽水蓄能电站以及福建省水口水电站上下游围堰等工程防渗墙中，取得了新进展。在墙的厚度和单位造价方面，20世纪80年代后，国内水利部门研制成锯槽成墙防渗，多头小直径深层搅拌截渗墙、液压开槽机成墙防渗墙、射水法成槽防渗墙等。同时，还从德国、意大利引进薄抓斗成槽造墙防渗，从法国引进振动沉模造墙防渗，从日本引进柱列式地下连续墙防渗等。墙的厚度愈来愈薄，在土层、沙层或砂砾层，可减薄到0.1造价减到100元左右。- 3 -在混凝土防渗墙施工中，必须确保施工质量，尤其应注意两槽孔混凝土墙间连接问题，是保证
19、防渗的关键，在连接部位，从孔口到孔底的任一高度连接的墙厚必须达到设计厚度，而且混凝土墙间必须连接紧密，不能有夹泥层，以防渗透破坏。例如，北京市斋堂水库，土石坝为黏土斜墙砂砾石坝，坝基砂卵石层深48，采用混凝土防渗墙，在施工中，由于质量控制不严，槽孔两墙接头夹泥皮较厚，有的被渗流冲蚀流失，造成漏水，坝面塌坑，后在接缝处钻孔，浇筑混凝土堵塞了缝隙，水库才能正常运行。2.2 水平防渗措施水平防渗措施一般分为水平铺盖加固与排水减压设施加固两种。2.2.1 水平铺盖加固加固水平防渗铺盖，必须检查地区和坝址工程和水文地质状况，这是做好防渗加固的先决条件。通过勘察，了解坝基砂砾石平面和空间的分布情况、层次性
20、质和分布规律以及地下水动态特性和渗透途径等，以便针对不同的具体条件，可能发生的问题、性质和程度，以及已成的铺盖情况，确定加固铺盖的具体尺寸、范围，铺盖层下是否需要增设反滤层，是否有软弱基础需要处理。同时，还要调查加固铺盖土料的料源、数量、级配、最大干容重、最优含水量、渗透系数和允许坡降等。在加固水平铺盖时，根据补做的详细勘探试验资料，做出覆盖冲积层的地质剖面图，进一步查明各层颗粒级配、渗透系数和允许渗透坡降等。一般来说，应满足的条件是：铺盖下卧冲积层内渗透坡降，不能超过冲积层土沙的允许渗透坡降，达到地基渗透稳定；通过铺盖的渗透坡降不能超过铺盖土的允许坡降，达到铺盖填土渗透稳定；下游渗流出逸处的
21、剩余水头，不至于产生渗透破坏，达到渗流出口渗透稳定；渗流量小于允许损失量，达到渗流损失量最小。这四条中，以第一条最为重要。为了满足上述四条的要求，正确的加固设计，主要是确定补强的长度、厚度、密实性及渗透性。铺盖长度应保持一定的水平渗径，防止接触冲刷及内部管涌，并结合下游排水减压设施，使出逸坡降小于允许值。铺盖有效长度是指增加铺盖长度，虽然可以减少自铺盖前端进入坝基的渗流量，但通过铺盖本身渗入坝基的渗流量却相应地增大，在达到有效长度后，再增加长度就不再减少渗流量。铺盖有效长度是随铺盖不透水性增加而减小，随铺盖厚度、坝基深度、坝基渗透性及水头的增加而增长。河南、河北等省一般采用铺盖长度为倍水头，对
22、水头较大、砂砾石层较深时，采用810倍水头。均质坝底为不透水轮廓，铺盖长度可适当减短。对地质层次复杂的，最好根据电拟试验来确定。铺盖厚度与密度应满足铺盖本身的渗透稳定的要求，而不到于被水头渗透力穿破。一般采用碾压施工时，铺盖前端厚度为0.51.0，末端与坝体接合处厚度为16110水头，均质坝体可稍薄些。如土料透水性较大，密实度较低，还应加厚。铺盖透水愈小，厚度愈大，防渗作用愈好。一般应是地基的几百分之一，甚至上千分之一。铺盖加固应严格控制质量，特别是接触部位，更要保证质量。铺盖与地基接触处，如地基透水性大、级配差的砂砾石层，则应加铺反滤层，以免水库蓄水后，加固的铺盖，重复发生裂缝、塌坑等。在加
23、固铺盖时，应采用碾压- 4 -法施工。在特殊情况下，如不能放空水库时，也可利用水中倒土、深水抛土、冰上凿孔抛土及人工放淤等方法，但只能作为加固的辅助手段。2.2.2 排水减压设施加固排水减压设施一般采用导渗沟、减压井及水平盖重压渗等设施。对导渗沟的加固，应根据设计要求，严格掌握层间关系，防止导水沟淤堵。一旦发生淤堵情况或局部破坏，应及时清除和翻修。导渗沟的断面应满足正常排除渗水的要求，不足者，予以扩大。导渗沟还应有一定的纵坡和排水出路，如发现有积水，应及时加以整修，使渗透水能够及时地排除。对减压井的加固，主要是解决井内淤塞，起不到减压作用的问题，应及时冲水清理，但不要破坏井壁反滤层，以免失去反
24、滤作用。还要防止人为地向井内投小块石，如已发现，及时设法清除，并加强井口保护，以防再次发生。对水平压渗盖重设施的加固，如发现反滤层失效或压渗厚度不够，就及时翻修，满足设计厚度。2.3.大坝迎水面喷锚措施大坝迎水面喷锚措施也是提高水库大坝工程质量的一种措施，在有些防渗措施效果不好的情况下，不防用这种措施增强岩块或岩层的稳定性。喷射混凝土的作用是加固围岩，防止岩块抬动、剥离或坠落增强岩块或岩层的稳定性。它的优越性，在一些工程中得到愈来愈广泛的运用，大有取代传统衬砌的趋势，其应用已经从坚硬岩石发展到松软岩石，从洞室支护发展到门框构筑、边坡加固和对模注式衬砌的加固处理。小龙潭水库位于陡河滦县境内，19
25、70年动工兴建，1972年竣工，水库建成试蓄水时就漏水。从1976年到1994年，曾先后组织8次堵漏灌浆，起到一定的作用，基本解决了两坝头绕渗问题，但没有彻底根除坝体漏水。1995年月10月2日，当水库蓄水量达到490万立方米，水位115.5米时，坝体突然出现3处明显漏水点，位置在沿坝线第二、三道伸缩缝处，第二排观测孔与91.5米高程线相交处，漏水量从15立方米/小时增加到77.6立方米/小时。针对上述漏水情况，96、98两年进行了帷幕灌浆，灌浆效果仍不很明显，坝体渗漏问题仍未解决，经过分析比较决定对大坝迎水面实施喷锚措施，具体施工工艺如下： 2.3.1清基清坡面由于现有的迎水坡坝基处岩石边坡
26、破碎松散且不平整，故必须将松散的浮石和岩渣清除干净。处理好光滑岩面；拆除障碍物；用石块补砌空洞；用高压水冲洗受喷面；对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固；对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理；在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔，预留的长度根据现场确定布设。2.3.2埋锚挂网- 5 -在迎水坡护墙面，坝基岩面、两坝头岩面按梅花形排列埋设系统锚杆，锚杆采用22 钢筋，间排距200200cm。锚杆的作用是增强节理面和岩层间的摩擦力。锚杆的种类很多，锚杆形式主要有楔缝式、胀壳式和粘结式。钢筋网用焊接方式与锚杆连接，具体操作如下：（1）先将圆盘钢筋（直径6）调直，按边坡形状尺寸取料加工，按网孔20
27、cm20cm的规格编织好钢筋网，分布要均匀，绑扎要牢固。（2）编好钢筋网后，与锚杆交接处必须进行焊接，以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。（3）钢筋网必须紧贴混凝土表面，以保证钢筋网保护层厚度。2.3.3喷混凝土喷射混凝土可用干喷法、湿喷法或水泥裹砂法。干喷法是将砂石料、水泥和速凝剂干拌后，用压缩空气输送，在喷嘴处加水混合后喷出。湿喷法是把砂石料、水泥和水拌和后用压缩空气或泵输送，在喷嘴处加速凝剂，并用压缩空气补给能量后喷出。本文介绍的喷混凝土采用湿喷，具体操作如下：（1）喷射作业前必须对机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查及试运转。（2）喷射混凝土之前，用清水将坡面冲刷干净，湿润岩层表面，以确
28、保一层后才进行定位；采用气腿式凿岩机钻孔，孔径50mm；根据现场的情况确定锚杆深度一般为2.53.5m，钻孔要垂直边坡面。锚杆采用22 钢筋，间排距200200cm，梅花型布置。（3）如遇岩石过于坚硬须采取加水的方式钻孔，钻孔时必须随机钻速度钻进，不能强加压力冲钻，以免影响边坡岩石的稳定。（4）采用压力泵将1：1的水泥砂浆注入锚孔。如遇空洞不能加压太大，要保持01 MPa的工作压力。注浆时注浆管应插至孔底510cm处，随砂浆的注入缓慢匀速拔出。注浆要保证砂浆饱满，不得有里空外满的现象。（5）注完浆后，立即插入锚杆，若孔口无砂浆溢出，应及时补注砂浆。将拌合好的丙乳豆石混凝土和水拌匀以后送到喷嘴处
29、，再添加液体速凝剂，用压缩空气补给能量进行喷射。2.3.4养护（1）当最后一次喷射的混凝土终凝2h后，立即喷水养护，每天至少喷水四次。养护时间一般不得少于3d。（2）在终凝后第一次喷水养生时，压力不宜过大，以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。（3）气温低于5 C时，不得喷水养护。（4）在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象，应分析原因、采取措施进行修补，以防后患。- 6 -3提高水库防洪标准的工程措施提高水库防洪标准的工程措施：一是加高大坝、增加水库调蓄洪水能力，对削减洪峰的作用较大，对下游淹没影响也较小；二是扩建或增建溢洪道，加大泄洪量，对削减洪峰的作用不是太大，但对
30、下游淹没影响却较大。据分析，单独采用加高大坝措施的水库，最大泄流量一般为最大入库洪峰流量的40以下；单独采用扩建或增建溢洪道措施的水库，最大泄流量一般为最大入库洪峰流量的70以上。因此，对下游防洪有重要要求的水库应尽可能采取以增加坝高为主，必要时再结合扩建泄洪设施的办法进行。对已建成的水库，经过一段时间运行，要进行工程安全鉴定。如发现防洪标准偏低或较大的工程质量问题，要及时进行扩建加固。一般加固顺序，应先处理工程质量，然后提高防洪标准，也可结合提高防洪标准，一并进行处理。3.1 大坝加高适当加高大坝，可以较大地增加调蓄能力，提高防洪标准。大坝加高一般采取“戴帽”加高和大坝背水坡培厚加高两个措施
31、。3.1.1 “戴帽”加高从坝顶上直接加高，而不是从背坡脚开始培厚加高。加高部分，迎水面可以利用防浪墙直立加高，背水面上部坡度加陡一些，与下游坡面相接，一般也应经过计算，在安全的条件下进行。限于坝坡稳定的要求，加高的高度有一定限制，不能加高过大，影响坝坡稳定。一般加高12，最大不宜超过3。如加高过多，则必须加宽坝身。一般从背水坡脚加宽加厚，保证坝坡稳定。如福建省的汀溪水库（中型），在河南省“758”大洪水后，经复核防洪标准偏低，采取相应的工程措施，将主副坝戴帽加高50，即满足可能最大洪水标准的要求，核算后坝坡也是稳定的。3.1.2 从大坝背水坡培厚加高这一措施，比“戴帽”加高工程量要大，造价也
32、高。但为了满足大坝坝坡稳定的要求，也只有采取这一措施。加高大坝可以超过3，根据需要来定。如山西省漳泽水库（大型），防洪标准仅有百年一遇洪水。为提高水库防洪标准，从背水坡坝脚培厚加高大坝5，同时延长坝内输水涵洞工程，以满足规范要求的防洪标准。3.2 溢洪道拓宽、加深或增建当溢洪道泄洪能力不足时，可采取扩建溢洪道的措施，主要包括加宽加深过水断面，如果地形条件允许，挖方量不大，应优先考虑加宽断面的方法，以免减少兴利库容；如果岸坡陡，挖方量大，则可考虑加深过水断面的方法。实践中，也可以根据实地情况，采用加宽和加深相结合的办法，以及增大放水洞的输水能力， 增设非常溢洪道。- 7 -3.2.1 溢洪道拓宽
33、在地形、地质条件许可而且增加开挖量不大的情况下，将原溢洪道拓宽，而不降低堰顶高程，这是增加下泄流量、提高防洪标准的一项措施，投资也比较少，但不应增加泄流量过多，以免加重下游河道的负担。例如官厅水库由于原有溢洪道未达到防洪标准，故将溢洪道宽度由20m增至52m，同时将溢洪道挖深，堰顶高程由原来的47477m降至47260m；使溢洪道在遇到千年洪水时的泄流量由原来的556m3/s，增大至3640m3/s。由于增大了泄水溢洪道的泄水能力，因而降低了洪水入库后水库中的洪水位。3.2.2 溢洪道加深在有条件的情况下可将溢洪道断面挖深，降低溢流堰顶的高程，以增大溢洪道的泄水能力。像福建省杜塘水库（中型），
34、原有溢洪道设有6高的溢流堰一道，堰顶自由溢流，未设闸门，为提高防洪标准，将原有实用堰降低3.5，并增建闸门4孔，加大了下泄流量，满足了防洪标准的要求。另外，在加深溢洪道的同时，应对溢洪道的导水翼墙采取加固措施。3.2.3 增大放水洞的输水能力对于小型水库，常设有多级进水口的卧管式放水建筑物，用以放水灌溉，但其泄水能力有限，对防洪的作用不大。为了利用放水洞来宣泄部分洪水，可在卧管下的水平管道首部设置闸门，在涵管的出口处设置消力池，在遇大洪水时，将闸门开启宣泄洪水，但闸门不宜开启过大，以保持涵管内为无压流状态为限。3.2.4 增设非常溢洪道如果水库所有泄水建筑物的泄水能力不能满足特大洪水时的泄洪要
35、求，可在大坝一侧的适当地点设置非常溢洪道。非常溢洪道的位置应选择在离大坝有定距离的地方，溢洪道底槛(溢流堰顶)的高程可与主溢洪道底槛的高程相同或略高，然后在底槛上修建子埝，平时利用子埝挡水，非常情况下将子埝破坏，即可利用非常溢洪道泄洪。根据溢洪道在使用时子埝的溃决方式，非常溢洪道可分为漫顶自溃式、引冲自溃式和爆破溃决式三种。(1)漫顶自溃式溢洪道漫顶自溃式溢洪道是在溢洪道底槛上修建类似粘土斜墙坝型式的子埝，子埝的顶部高程位于水库的校核洪水位处，当水库水位超过埝顶后，库水漫埝，首先将埝体下游砂砾料冲走，逐渐向上游扩展，最后子埝全部溃决。子埝的高度一般不超过6m，当长度较大时应用隔墩将子埝分隔为数
36、段，并使各段的埝顶高程不同，以便子埝分批溃决，使下游河道流量逐渐增加。 - 8 -(2)引冲自溃式溢洪道引冲自溃式溢洪道是在各段子埝的中部设置引冲槽，当水库水位超过引冲槽的底部高程时，库水首先流进引冲槽冲开缺口，然后向两侧扩展，逐渐将子埝冲毁。(3)爆破溃决式溢洪道爆破溃决式溢洪道是在非常溢洪道的底槛上修建高度约13m的子埝，子埝的型式多采用斜墙式或心墙式，埝顶位于水库的校核洪水位。汛期在子埝内预埋炸药，在非常情况下将子埝炸毁，以便溢洪道泄洪。3.3 大坝加高与溢洪道改建或增建相结合3.3.1 大坝适当加高结合溢洪道拓宽为提高水库防洪标准，增加水库调蓄库容，加大下泄流量，可采用适当加高大坝与改
37、建溢洪道的综合措施。如北京市官厅水库（大型），由于水库泥沙淤积严重，防洪标准降至300年一遇洪水，水库下游有北京市，位置重要，需要提高防洪标准。采取了大坝适当加高和溢洪道加宽的措施。大坝从背水坡脚培厚加高7，由原来45加高到52，结合抗震，其坝坡也满足抗震要求。大坝左岸溢洪道原净宽20，扩宽为52，闸室4孔，每孔净宽13。泄洪流量由原1200，增加为6000，抗洪标准达到了可能最大洪水标准。同时，增大了库容，也提高了供水效益，加固是成功的。3.3.2 大坝加高与溢洪道增设闸门当洪水超过大坝防护堤的设计标准时，洪水就可能从防护堤顶漫溢，冲毁护堤，造成洪灾。为了防止洪水漫过防护堤顶向两岸溢出，通常
38、采取的措施是大坝加高与溢洪道增设闸门。如福建省眉力水库（中型），充分利用水库有利条件，提高水库防洪标准。主坝加高4.5，副坝加高4，溢洪道由原来无闸宽顶堰改为有闸实用堰，宽度和深度不变，正常水位由67.6提高到72.8。既增加了调蓄库容，也加大了溢洪道泄洪量，增加有效库容890万，加大泄洪量445。可见采取这一措施后，收到了很好的防洪效果。3.3.3 大坝适当加高并增设新溢洪道如福建省黄岗水库（中型），坝址两岸河谷地形狭窄，山坡甚陡，无适合做开敞式溢洪道的地址，采用泄洪洞泄洪，最大泄洪量1460，满足不了复核后防洪标准的要求。为了提高标准，如单纯依靠加高大坝，会带来很多问题，如库区移民和其他建
39、筑物改建等。同时，加大泄洪洞也有困难。通过多方案比较分析，采用了适当加高大坝与增设新溢洪道相结合的措施，将主副坝加高2，并在副坝右岸开挖新溢洪道，满足了水库提高标准。- 9 -4 病险水库除险加固工作建议4.1 采取多层次、多渠道融资办法，为病险水库加固提供资金保证病险水库加固工程投资大、周期长、社会效益显著，应以公共投入为主。根据病险水库的不同类别及“分级管理，分级负责”的原则，国家采取不同的融资政策，建立和完善多元化、多层次、多渠道的投资体系，为病险水库除险加固提供资金保证。同时，结合病险水库治理，积极稳妥地搞好小型水库的产权制度改革。在防汛责任制得到切实落实的前提下，可采取拍卖、租赁、承
40、包、股份合作等方式筹集治理资金。对病险水库较多且加固进展缓慢的地方，在除险加固任务未完成前，尽量少建或不建新水库，尽可能将资金投向现有病险水库的治理。4.2 强化病险水库加固的前期工作，为搞好病险库加固夯实基础搞好前期工作是保证病险水库加固进度及质量的前提和基础。做好水库大坝安全鉴定工作；委托具备相应资质的专业机构对病险水库存在的严重隐患进行探查；进行准确的效益分析；加固规划时应与增容和恢复库容同时考虑，与综合利用及管理设施的改善相结合，以及广泛采用新技术、新材料、新工艺。4.3 项目实施强化项目管理，实行项目法人负责制、招标投标制、建设监理制，可以避免由此导致的盲目开工、拖延工期、浪费资金等
41、现象，杜绝监理单位超越资格等级承揽监理业务及自己施工、自己监理的现象，建立公开公平公正的市场秩序，提高项目管理水平，保证工程建设顺利进行。4.4 建立良性循环的管理机制在病险水库加固工程建设之初就应建立起适应市场经济运行的责权明确、管理科学的水库管理新机制，实行建设与管理统筹结合的新型管理体制。加强对水库调度管理人员的培训，提高管理人员素质及水库调度水平。建立并严格遵守水库管理的各项规章制度及细则，使其早日走上科学化、规范化的轨道。防止出现一边除险、一边出险，旧帐未还、又添新帐的被动局面。5 结论经过一百年大坝实践 ,据统计世界大坝溃坝率已从20世纪初的4%10%降至世纪未的约0.2 %(或小
42、于) ,而从坝的可靠度设计理论可控制其失效概率在 0.01 %以下 ,可见两者的差距很大 ,说明目前大坝的实际安全度还应设法提高。我国坝工建设已有约3000年历史 ,但现代大坝从上世纪末叶或本世纪初才逐渐兴起。本文从近百年来已建成大坝的实际情况和统计资料说明世界及我国大坝安全状况 :溃坝率从本世纪初的4%已降低至世纪末的约0.2 %以下。通过百年努力 ,由于设- 10 -计、施工、运行技术的提高 ,溃坝率已有长足的降低，在社会效益方面，恢复或提高了水库防洪标准，增强了水库及下游河道的防洪能力，保障了人民生命财产安全，同时也有效减轻了当地干群在防汛抢险上的工作压力和资金压力。在经济效益方面，一方
43、面，增加了水库的兴利库容，提高了人民群众生活生产用水保证率，促进了当地农民增收；另一方面，提升了水库周边水土资源的开发利用率，形成地方经济新的增长点，带动了区域经济的快速发展。在生态效益方面，改善了水库周边水环境，为当地城市化进程和新农村建设创造了良好的生态环境，为人民群众和旅游者提供了休闲娱乐的好去处。供我国近20年来对病险堤坝的加固，已经创造了十几种比较成熟的技术，我们必须在充分掌握地质、水文、当地材料和工程的病险历史、运行情况的基础上，进行充分研究论证，作出科学全面的可行性研究报告。根据坝型及病险的不同部位、病险程度、产生原因等，制定综合治理技术方案，酌情选用，进行综合治理。病险水库除险
44、加固是当前和今后一个时期水利建设中的一项重要工作。国家已把病险水库除险加固、农村饮水安全、大型灌区改造3项工程作为建设社会主义和谐社会和新农村建设的重要环节。因此在下阶段工作中，要进一步强化职责，落实方案，为经济社会的全面发展提供防洪安全保障。- 11 -参考文献1中小型水库设计（参考材料）（上），辽宁省水利勘测设计院编 ，1975年8月出版，起始页号：260 终止页号：2692 曹楚生.从坝的可靠度分析和设计看大坝安全，大坝观测及土工测试 , 1993 (1 )3 M.法奈利.已建大坝的安全评价与改善总报告，18届国际大坝会议 , 19944 G. Marinier. Safety of D
45、ams in Operation. 14届国际大坝会议 ,19825 DWRHE. 水利水电工程设计，2000年第19卷第1期6 水利部建设与管理司，等全国病险水库、水闸除险加固专项规划文件汇编Z，19997利用综合技术治理病险堤坝，中国水利，2001年第6期.8病险水库除险加固复核需采取四项措施，中国水利报，2007.8.219病险水库整治还需加大力度，中国水利报，2007.610 白永年等，中国堤坝防渗加固新技术，水利水电卷，中国水利水电出版社 11 李茂芳等，大坝基础灌浆，第二版，水利水电出版社 12 张启岳，土石坝加固技术，中国水利水电出版社13 中华人民共和国水利部，土坝坝体灌浆技术规范，1988-05-0414 土石坝安全检测技术规范，水利水电出版社，1995-0215 肖平国，小型水库除险加固问题探讨，水利网/ 2005-8-3016 中华人民共和国水利部，碾压式土坝设计规范，2002-03-01- 12 -