1、病險水庫除險加固設計要點 1前言1.主要病險問題2.安全鑒定3.除險加固設計4.加固工程實例2前 言今后2-3年，要突出抓好“十大水利工程”建設。一是病險水庫除險加固工程。確保2010年年底完成6240座大中型和重點小型病險水庫除險加固任務，在此基礎上，啟動大中型病險水閘除險加固工程，加快各地小型病險水庫除險加固步伐。前 言全國病險水庫除險加固專項規(guī)劃項目共6240座（大型86座，中型1096座，小型5058座）1975年1997年完成了81座病險水庫的除險加固，1998年2007年開展了2300多座病險水庫的除險加固工作 前 言截止到2006年底全國大型水庫病險率由1999年底42下降到14

2、，中型水庫病險率由1999年底41下降到25 占中型水閘占大型水閘前 言截止到2008年底全國已建成各類水庫86353座，水庫總庫容6924億立方米。其中，大型水庫529座，中型水庫3181座，小型水庫82643座。全國大中型水庫大壩安全達標率為64.1。全國已建各類水閘43829座，其中大型水閘504座。在全部已建水閘中，分洪閘2647座，排澇閘14987座，擋潮閘5008座，引水閘8486座，節(jié)制閘12701座。1.主要病險問題病險水庫的主要問題 1) 設計標準偏低(防洪標準、抗震標準)。2) 主要建筑物穩(wěn)定差。3) 主要建筑物不滿足抗震穩(wěn)定要求。4) 壩體、壩基滲漏嚴重，危及大壩安全。5

3、) 建筑物質量差，泄洪、輸水建筑物老化、破損、漏水、 露筋等。6) 閘門、啟閉設施和電氣設備損壞，年久失修、運轉不靈。7) 水庫的調度運用、維修養(yǎng)護、安全監(jiān)測等管理設施嚴重 缺乏或不完善。其他方面的問題，如水庫淤積、山體滑坡、蟻害等。1.主要病險問題 病險水閘的主要問題1) 防洪標準偏低。2) 閘室不穩(wěn)定。3) 閘基和兩側滲流不穩(wěn)定。4) 主要結構不滿足抗震要求。5) 閘室結構混凝土老化及嚴重損壞，如混凝土裂縫、剝蝕、脫落、碳化、疏松，鋼筋銹蝕等。6) 閘下游消能防沖設施嚴重損壞。7) 閘或樞紐范圍上、下游河道淤積，造成泄水能力下降。8) 閘門、啟閉設施和電氣設備損壞，或者老化、年久失修、運轉

4、不靈。9) 觀測設施缺少或者損壞失效。10) 其他方面的問題，如樞紐布置不合理，防滲鋪蓋、翼墻、堤岸護坡損壞，管理房屋失修，防汛道路損壞，缺少備用電源、交通車輛和通信設施等。2.安全鑒定水庫安全鑒定 水庫大壩安全評價導則SL258-2000為“水庫大壩安全鑒定辦法(水管199586號)”的配套技術標準水庫大壩安全評價導則主要包括以下內容(1)水庫大壩的防洪標準復核、結構安全評價、滲流安全評價、抗震安全復核及金屬結構安全評價(2)與水庫大壩安全評價有關的工程質量評價及大壩運行管理評價(3)在上述復核與評價基礎上完成大壩安全的綜合評價2.安全鑒定水庫安全鑒定綜合大壩工程性狀各專項安全性分級結果，最

5、終確定安全分類，水庫大壩安全分為三類： 一類壩安全可靠，能按設計正常運行； 二類壩基本安全，可在加強監(jiān)控下運行； 三類壩不安全，屬病險水庫大壩。2.安全鑒定水庫安全鑒定（1） 有資質的單位對水庫進行安全鑒定，在水庫安全鑒定綜合報告的結論中，明確為幾類壩。（2）報水利部大壩安全管理中心認定水庫大壩屬幾類壩。2.安全鑒定水庫安全鑒定，一般需提交如下報告：水庫安全鑒定綜合報告；水庫大壩補充勘探報告；水庫設計洪水復核分析報告；水庫大壩老化病害檢測評估報告；水庫大壩現場檢查報告；水庫大壩滲流、邊坡穩(wěn)定分析報告；水庫大壩建設與運行情況報告；水庫溢洪道、放水洞老化病害檢測評估報告；水庫溢洪道（閘）安全復核報

6、告；水庫放水洞安全復核報告；2.安全鑒定水閘安全鑒定水閘安全鑒定管理辦法(水建管2008214號)水閘安全類別劃分為四類： 一類閘：運用指標能達到設計標準，無影響正常運行的缺陷，按常規(guī)維修養(yǎng)護即可保證正常運行。二類閘：運用指標基本達到設計標準，工程存在一定損壞，經大修后，可達到正常運行。三類閘：運用指標達不到設計標準，工程存在嚴重損壞，經除險加固后，才能達到正常運行。四類閘：運用指標無法達到設計標準，工程存在嚴重安全問題，需降低標準運用或報廢重建。2.安全鑒定水閘安全鑒定水閘安全鑒定包括水閘安全評價、水閘安全評價成果審查和水閘安全鑒定報告書審定三個基本程序。（一）水閘安全評價：鑒定組織單位進行

7、水閘工程現狀調查，委托有資質單位開展水閘安全評價提出水閘安全評價報告；（二）水閘安全評價成果審查：由鑒定審定部門或委托有關單位，主持召開水閘安全鑒定審查會，組織成立專家組，對水閘安全評價報告進行審查，形成水閘安全鑒定報告書；（三）水閘安全鑒定報告書審定：鑒定審定部門審定并印發(fā)水閘安全鑒定報告書。水閘安全鑒定報告書格式要求詳見附件2.安全鑒定XX水庫首次安全鑒定報告書3.除險加固設計3.1 除險加固設計基本要求3.2 防洪標準及對策3.3 抗震及加固措施3.4 筑壩材料及填筑標準3.5 滲流穩(wěn)定及處理措施3.6 溢洪道加固措施3.7 壩下埋管加固措施3.8 加固設計報告編制3.除險加固設計3.1

8、 除險加固設計基本要求一是遵循病險水庫除險加固工程項目建設管理辦法和有關現行國家標準、水利行業(yè)標準。二是按照安全鑒定評價意見和存在的主要問題進行設計。三是與水庫除險加固本身無關的建設內容，如移 民安置、永久征地；與大壩安全無關的建筑物，如電站部分等，不應納入。四是優(yōu)化比選設計方案，除險加固措施要安全可靠，積極采用新技術、新材料、新工藝。五是嚴格控制工程概算，確保工程投資經濟合理，力爭節(jié)省工程投資，降低工程造價。3.除險加固設計3.2 防洪標準及對策 “63.8“洪水 中型水庫5座，小型水庫96座“75.8”洪水 大型水庫2座、中型水庫2座、 小型水庫58座1991年江淮大水 小型水庫39座洪水

9、標準不足 37.3%51.5% 工程質量差 35.9%38.5% 其它 8.8%26.2%3.除險加固設計3.2 防洪標準及對策板橋水庫土壩，25m，庫容4.92億m3洪水流量12790m3/s，3倍校核洪水，泄流能力1740m3/s京廣線102km，40座橋，世行評估100億$災民5400萬，傷亡12萬，其中死亡22564人修復后，壩高50.5m，總泄水能力15000m3/s 1-1-1 水利水電工程分等指標 工程等別工程規(guī)模水庫總庫容(億m3)防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護農田(萬畝)治澇面積(萬畝)灌溉面積(萬畝)供水對象重要性裝機容量(萬kW)大（1）型10特別重要

10、500200150特別重要120大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030中型1.00.10中等100306015505中等305?。?）型0.100.01一般30515350.5一般51?。?）型0.010.001530.51 （1）對綜合利用的水利水電工程，當按各綜合利用項目的分等指標確定的等別不同時，其工程等別應按其中最高等別確定。 注：水庫總庫容指水庫最高水位以下的靜庫容； （2）攔河水閘工程的等別，應根據其過閘流量，按表1-1-2確定。工 程 等 別 表1-1-2 攔河水閘工程分等指標 工程等別工程規(guī)模過閘流量（m3/s）大（1）型5000大（2）型500

11、01000中型1000100?。?）型10020小（2）型35%為流失，如PZ35%，以不均勻系數Cu來區(qū)分，Cu20為管涌，Cu在1020間為過渡型。（3）缺乏中間粒徑砂礫料：如中間粒徑（一般為25mm）以下的細粒含量PZ35%為流土，PZ25%為管涌，25%PZ35%為過渡型。3.5 滲流穩(wěn)定及處理措施（三）允許滲透比降確定 （1）通過試驗確定 （2）通過計算確定（3）工程類比3.5 滲流穩(wěn)定及處理措施壩體排水(1)降低壩體浸潤線，減小壩體孔隙水壓力，增加壩坡穩(wěn)定；(2)控制滲流，防止?jié)B透破壞；(3)保護壩坡土，防止凍脹破壞。壩體排水型式： 棱體排水、貼坡排水、壩內排水以及綜合型排水。3.

12、5 滲流穩(wěn)定及處理措施適用于下游有水的各種壩型及壩基。頂部高出尾水位，棱體排水能降低壩體浸潤線，防止尾水風浪沖刷，增加下游坡穩(wěn)定，但需較多石方，造價較高，棱體排水施工與壩體填筑有干擾。棱體排水（圖5-8）3.5 滲流穩(wěn)定及處理措施可先填壩體，后筑貼坡排水，但不能降低壩體浸潤線，對下游壩坡穩(wěn)定不能提供明顯幫助。主要作用是：保護浸潤線以下壩體材料不被滲水帶出沿坡面流失，如有尾水位，貼坡排水還可防止風浪沖刷壩坡。貼坡排水適用于壩體浸潤線不高、下游壩殼無論是土料或砂礫料，壩基無論是透水或不透水都可用貼坡排水，其頂部應高于浸潤線逸出點，貼坡排水（圖5-9）3.5 滲流穩(wěn)定及處理措施壩內排水(1)水平褥墊

13、排水核心由堆石或卵礫石組成，外包反濾，從下游壩趾開始，成片連續(xù)沿壩體與壩基接觸面水平伸入壩體。伸入長度由計算確定，對于不透水基上均質土壩，伸入長度最多為壩底寬1/21/3。這種排水能較多降低壩體浸潤線，適用于下游無水情況。水平褥墊排水（圖5-10）3.5 滲流穩(wěn)定及處理措施壩內排水(2)網狀排水網狀排水由與壩軸平行的縱向排水及垂直于壩軸的橫向排水組成。排滲效果比水平褥墊排水差些3.5 滲流穩(wěn)定及處理措施壩內排水(3)豎式排水對不透水基上均質土壩，最好設豎式排水，截斷壩體滲流，有效降低壩體浸潤線(4)橫向排水在國外，有些均質土壩還在不同高程的上下游壩體設置若干層水平橫向排水，每層上下游不連通，以

14、預留防滲體隔開3.5 滲流穩(wěn)定及處理措施3.5.5 混凝土壩的滲流安全評價(1) 壩基滲流 側重于巖基破碎帶和軟弱夾層的滲透穩(wěn)定性，以及壩基揚壓力對大壩抗滑穩(wěn)定性的影響。(2) 滲漏量及其水質評價a.混凝土大壩的滲流量觀測資料，絕對值的大小也沒有嚴格的評判標準。最關心的也應是當前觀測值與其歷史顯現值的相對比較，再結合揚壓力觀測的分析，綜合評價大壩的滲流安全。b.滲漏水的水質評價，除注意水流攜出的固體物質外，還需注意析出物和水質化學成分的觀測分析，并與庫水的化學成分作對比，以判斷對混凝土建筑物或天然地基有無破壞性化學侵蝕。3.6 溢洪道加固措施(1)無閘控制改為有閘控制(2)擴建溢洪道(下挖、拓

15、寬) (3)在原底板上新澆一層鋼筋混凝土(4)加高溢洪道側墻(5)改建溢洪道消能設施3.7 壩下埋管加固措施(1)全程封堵 對不同部位采用不同的封堵材料。對封堵段的泄水管老砼與后期內襯砼頂部縫隙進行接觸灌漿，對泄水管與壩體土接觸部位進行固結灌漿。(2)拆除重建(3)內套鋼板襯砌(4)內壁粘貼玻璃纖維布3.8 加固設計報告編制除險加固設計主要依據(1)大型及重要中型水庫三類壩鑒定成果核查表(2)大壩安全鑒定報告書（包括分報告）(3) 審查和批復文件3.8 加固設計報告編制相關標準及規(guī)范規(guī)程（1）工程建設標準強制性條文（水利工程部分，2004年版）（2）防洪標準（GB 50201-94）（3）水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL2522000）（4）水利水電工程初步設計報告編制規(guī)程（DL5021-93）（5）碾壓式土石壩設計規(guī)范（SL274-2001）（6）溢洪道設計規(guī)范（SL253