水利工程除险加固设计技术探讨

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水利工程的除险加固设计是确保水利工程安全稳定运行的关键环节。随着我国经济和社会的发展，各类水利设施承担的任务日益繁重，对其进行科学合理的除险加固设计显得尤为重要。以下是对这项工作的简要讨论：

1.风险评估：首先需要对工程现状进行全面的风险评估，包括结构安全、防洪能力、渗漏情况等，识别出存在的安全隐患和薄弱环节。

2.技术选择与方案制定：根据评估结果，结合工程具体情况，选择适宜的加固技术和方法。常见的加固措施包括但不限于加高培厚堤防、改善防渗体系、提高泄洪能力等。同时需要科学规划施工步骤，确保在不降低原有设施功能的前提下完成加固任务。

3.新材料与新技术的应用：积极采用新材料和新技术能够有效提升工程的安全性和耐久性，如使用高性能混凝土、纤维增强复合材料等新型建筑材料，以及引入智能化监测系统等先进技术手段。

4.环境保护考虑：除险加固设计时必须充分考虑到对周边环境的影响，采取措施减少施工过程中产生的环境污染，并尽量恢复原有生态系统功能。

5.经济效益分析：通过对不同设计方案进行综合比较和评估，选择既能满足安全要求又能兼顾成本效益的最佳方案。这不仅包括直接的工程费用考虑，还应考虑到长远的社会经济影响。

综上所述，水利工程除险加固设计是一个涉及多学科知识和技术集成的过程，在实践中需要各方共同努力，科学规划、精心实施，以确保工程的安全可靠运行。

随着使用时间逐渐加长，坝基和坝肩的岩石会受到一定腐蚀，这就需我们及时将坝基和坝肩上的沙土清理掉，否则会造成水坝透水现象。这对大坝的安全和稳定性破坏极大。

3、除险加固的设计方案

3.1对主坝采取的加固设计

在风化岩层中造孔是很困难的，该水坝右坝坝基的厚度是5到20米，施工时我们可以采取帷幕的方式进行灌浆；进行防渗施工时必须要保证心墙质量，绝对不能遭到破坏。加固主坝要修建全长为360m的塑性混凝土防渗墙，墙体高度为71.31m，主河床的墙底高度为33.21m的高程。该水利工程中左坝风化岩石的厚度相对来说较小，所以这是主河床段。

（1）防渗墙结构的计算。在计算防渗墙的结构时我们运用以下假定：①计算防渗墙与坝体间土时要遵照文克尔的假定。受荷载作用防渗墙主要直接支撑坝体土上，防渗墙与坝体土之间的变位必须要协调处理，该点变位与各点墙上的反力成正比，反力系数坝体土随着深度直线的变化随不同的地层进行变化。②外荷载在土坝坝体自重与水压力都在作用墙上，由于水库运行时间非常久，基本完成对主坝体的变形，因此墙体两侧的变形摩擦力产生小，防渗墙主要工作条件的水平荷载的情况要多加注意。③取单宽等厚度墙作为计算简图，顶端视为自由端，底部视为铰接，采用有限差分法进行计算。

（2）施工工艺的主要防渗墙设计。防渗墙的塑性混凝土建筑的施工主要采取膨润土浆液固壁、两钻法的造孔、混凝土泵送浇注。首先在施工过程中在槽段的两端来冲击钻主孔，冲击钻入岩0.5m～1.0m到达基岩。在造孔的过程中，槽内浆液面必须保持导向槽顶面下面的30cm～50cm，当浆液出现泄露的时候要采用堵漏与补浆的方法。

（3）施工工艺的主要帷幕灌浆设计。右坝段防渗墙的底部出现风化岩石主要采用帷幕灌浆处理方法，帷幕灌浆与上部混凝土不分叉从而连成在一体，在混凝土防渗墙里面的钢管通过预埋钢管底部产生风化岩层来进行灌浆处理。10cm预埋钢管的管径处在防渗墙中间，其中的间距之间与孔距一样为2m。钢管预埋主要在清孔、造孔完成混凝土浇筑之前进行，采取定位安装架固定。直径为20mm的定位架由钢筋连接而成，垂直方向间距定位架是10m。钢管安装固定后对槽孔进行混凝土浇注，浇筑强度达到设计强度的80%采用钻孔灌浆。

3.2灌溉发电隧洞的建筑加固设计

在环境影响下洞壁会出现剥落现象，若未及时清理，就会扩大剥落程度。在清理时要结合实际扩大清理面积。钢筋外露主要是外界的锈蚀作用，这对水利工程的稳固性也会产生破坏，必须要及时做好防锈工作，尽量防止钢筋出现锈蚀状况。此外，还要用环氧砂浆来进行修补，对隧洞口进行加固处理。

（1）施工工艺的环氧砂浆建筑设计。提高水利工程的加固粘结力，尤其是在混凝土与环氧砂浆以及露筋的位置；彻底清除水坝基底出现混凝土露筋的位置；清除掉混凝土表面的乳皮，使新鲜的糙率面露出来，此间一定不能污染和扰动糙率面，防止露出的钢筋被锈蚀。施工时，要对修补的位置进行凿毛处理，可用凿毛机；用钢刷在露筋位置上反复刷，将钢筋上的污染物和锈斑都清理掉；擦拭基面，用棉纱浸渍丙酮，直到丙酮挥发后混凝土变白再涂刷基液，涂刷过程中要保证基液的厚度为0.5mm。若周围的环境或气温发生变化，要在刷完基液的10～30min后进行涂抹环氧砂浆。

（2）施工工艺的环氧玻璃丝布建筑设计。清理隧洞出口锈蚀的钢板，清除钢板表面锈斑及污物并进行凿毛，按照环氧砂浆施工工艺涂抹一层10mm厚的环氧砂浆进行找平。在环氧砂浆面上用环氧粘结剂粘贴玻璃丝布，玻璃丝布采用0.25mm厚无碱平纹布，使用前用皂液法脱腊处理。粘贴不小于1mm四层玻璃丝布，粘贴面要求无油无污，平整干净。在粘贴面的部位涂刷环氧基液，越薄越好；粘玻璃丝布，赶除与压实残留在布中的气泡。

（1）进水段。溢洪道进水渠段总长28.0m，宽47.6m，两侧采用直立式导墙。前段18m导流设置为下潜式；后段接控制段导墙长10m，顶部高程71.6m；两侧导墙均采用c20埋石砼，导墙顶宽0.8m，墙背坡比为1∶0.5。进水渠底板为现浇c20钢筋砼，底板高程为65.1m，厚0.5m。底板设有纵横缝。

（2）控制段。溢洪道控制段长35.0m，宽47.6m，溢流堰堰型为宽顶堰，宽顶堰坎高1.0m，斜坡式进口，堰顶高程66.1m。两侧边墙为c20埋石砼重力式挡墙，顶高程71.6m，顶宽0.8m，墙背坡比1∶0.5，导墙迎水面层布钢筋网。堰底板为现浇c20砼钢筋砼，厚1.0m。底设置有纵横缝及纵横排设施。

（3）泄水段。泄槽段采用矩形断面，长100.00m，宽47.6m，纵坡i=0.196，泄槽边墙为c20埋石砼重力式挡墙，顶宽0.8m，墙背坡比为1∶0.5。泄槽中段边墙高3.5m，边墙上端接控制段边墙，下端接消力池边墙，底板为现浇c20钢筋砼，厚1.0m。底设有纵横缝及纵横排设施。

（4）消力池。消能防冲设施型式为底流消能，经水力计算，结合现状、地质条件确定消力池长41m，深度3.8m。底板为现浇c20钢筋砼，底板面高程46.5m，厚1.2m，迎水面层布钢筋网。底板纵横分缝和设排水设施。消力池两侧墙挡墙采用c20埋石砼衡重式挡土墙，墙顶高55.7m，顶宽1.8m，台宽1.8m，底宽4.3m，底部采用桩基础。消力池尾坎顶宽4.0m包头鹿城景帝花园安全细则，底宽4.0m，高3.8m。

通过介绍，我们了解了在水利工程建设过程中要如何设计除险加固措施，这对水利工程的安全性和稳定性都十分重要。所以我们必须在实际建设过程中认真分析水利工程所处情况，选择适当的加固措施，才能使水利工程发挥其最大作用，才能为社会创造更大效益。

[1]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（1）.