水庫除險加固工作中有關規范應用的幾個常見問題探討

田 間 季 安 蘭 昊 成 棟

（山東省水利勘測設計院 濟南 250013）

當前，全國水庫除險加固工作整體進展順利，前期工作已經接近尾聲。但是，一方面由于水庫除險加固設計與新建水庫設計相比，有其獨特之處，另一方面由于時間緊、任務重，參與人員業務水平參差不齊，在水庫安全鑒定、除險加固設計、稽察或審計等工作中對規范的條文理解可能會出現一些偏差或錯誤，筆者結合工程實例，就水庫除險加固前期工作中經常遇到并容易被錯誤理解的幾條規范規定進行探討。

1 巖石壩基采用帷幕灌漿處理的必要性

1.1 規范規定

根據 《碾壓式土石壩設計規范》 （SL274－2001）第6.3.1條規定：“當巖石壩基有較大透水層、軟弱夾層、風化破碎帶或有化學溶蝕以致通過地層的滲漏量影響水庫效益，影響壩體和壩基的穩定或滲透穩定時，應對壩基進行處理”。

同時，該規范6.3.9條規定：“灌漿帷幕的設計標準應按灌后基巖的透水率控制。1級、2級壩及高壩透水率宜為3～5Lu，3級及其以下的壩透水率宜為5～10Lu。……”

1.2 出現的問題

實際設計工作中，很多水利設計工作人員，甚至是一些水利專家沒有深刻理解規范規定，濫用規范，在某些水庫除險加固設計中，將規范的規定本末倒置，把6.3.9條規定的帷幕灌漿設計標準作為判斷巖基防滲加固處理必要性的標準，僅僅根據地質勘探資料，如1級、2級壩及高壩巖基透水率大于3～5Lu，或3級及其以下的壩巖基透水率大于5～10Lu，便得出巖基應進行防滲加固的錯誤結論。

1.3 工程實例

某大型水庫大壩樁號0＋300～樁號0＋900段長600m，設計中對壩體及壩基覆蓋砂層采用了混凝土防滲墻截滲，其下部壩基基巖透水率5.0～12.16Lu，經過計算，如不對該段基巖進行防滲處理，在計入該段巖基滲流影響的情況下，壩體和壩基穩定和滲透穩定滿足要求，在常年平均蓄水位工況下，水庫每年總滲漏量約為15.64萬m3，占水庫總庫容 （1.478億m3）的0.1%，占水庫興利庫容 （4070萬m3）的0.38%，漏水量很小，不影響水庫的效益。因此，在對上部壩體及覆蓋層采取防滲措施后，下部透水率5.0～12.16Lu的基巖完全不必再進行帷幕灌漿。而如果把帷幕灌漿設計標準作為判斷巖基防滲處理必要性的標準，就會得出該壩段基巖透水率不滿足規范要求，需進行帷幕灌漿防滲處理的錯誤結論，進而給工程建設帶來不必要的麻煩，造成社會資源及自然資源的巨大浪費。

1.4 心得體會

規范第6.3.1條規定了巖石壩基采取防滲處理（包括帷幕灌漿）的必要條件，即什么情況下才有必要對巖基采取防滲處理；規范6.3.9條則規定帷幕灌漿的設計標準，即如何控制帷幕灌漿實施效果。因此，在執行規范時，應該首先按照6.3.1條對巖基防滲處理的必要性進行分析論證，如果經過論證，巖基具有進行帷幕灌漿處理的必要時，則按照規范6.3.9條提出帷幕灌漿的設計指標；如果按照規范6.3.1條經過論證，巖基不必進行帷幕灌漿處理，則沒有必要按規范6.3.9條控制。

2 溢洪道泄槽底板抗浮穩定分析的必要性

2.1 規范規定

《溢洪道設計規范》 （SL253－2000）4.4條規定：“泄槽底板的厚度，應考慮溢洪道的規模及其與壩的相對位置、沿線的工程地質和水文地質條件、水力特征、氣候條件、水流中挾沙情況等因素，并根據類似工程經驗進行類比確定。泄槽底板的厚度不應小于0.3m”。 “泄槽底板可采取防滲、排水、止水、錨固等必要的工程措施。泄槽底板在消力池最高水位以下的部分，應按消力池護坦設計”。

該規范4.6條規定：“消力池護坦應進行抗浮穩定復核”。

2.2 出現的問題

某些設計單位，沒有認真學習領會規范規定的適用條件，在溢洪道泄槽底板的安全鑒定或設計中，不管該溢洪道工程是采用底流消能方式還是挑流消能方式，均刻板的進行底板抗浮穩定計算，并據此確定底板厚度，得出錯誤結論。

2.3 工程實例

某水庫溢洪道采用挑流消能，原泄槽底板厚度為0.8m，安全鑒定工作承擔單位在 《溢洪閘安全復核報告》中對原泄槽底板進行了抗浮穩定計算，抗浮穩定安全系數計算結果為0.38，據此得出泄槽底板厚度不滿足規范 《規范》 （SL253－2000）4.6條要求的錯誤結論。

其錯誤在于 《規范》（SL253－2000）4.6條是對消力池護坦的規定，該部分條文指出：“消力池護坦應進行抗浮穩定復核”，但該溢洪道采用挑流消能，未設消力池，因此，該條文不應適用于本工程。

2.4 心得體會

對于采用挑流消能的溢洪道泄槽底板，其厚度主要考慮在遭遇風化或高速水流磨蝕后，仍能夠保持不透水性，仍有足夠的剛度和強度抵抗外荷載和溫度變化引起的壓曲的要求，但目前計算方法尚不明確，故規范規定仍采用工程類比法確定，而泄槽底板的穩定，主要靠采取防滲、排水、止水、錨固等措施解決。

如果溢洪道采用底流消能，設有消力池，則應對消力池護坦和泄槽底板在消力池最高水位以下的部分按照規范進行抗浮穩定計算，如果溢洪道采用挑流消能，未設消力池，抗浮穩定安全系數不應作為泄槽底板厚度控制指標。

3 地震區的土石壩進行防浪墻動力穩定性分析的必要性

3.1 規范規定

根據 《碾壓式土石壩設計規范》 （SL274－2001）第5.4.5條規定：位于地震區的土石壩應核算防浪墻的動力穩定性。

3.2 出現的問題

對于新建土石壩設計，工程等級確定后，根據有關防洪要求，確定防浪墻高程，擬定防浪墻斷面，如果工程位于地震區，按照規范規定應核算防浪墻的動力穩定性，如擬定斷面不滿足動力穩定性要求，則需對擬定斷面進行調整，直至滿足要求為止。

然而，對于土石壩除險加固設計，由于歷史原因，其原采用防洪標準和現行防洪標準不一致，則不能機械的應用本條規范規定。

3.3 工程實例

某水庫始建于1959年，為大 （2）型水庫，二十世紀70年代按照防最大降雨標準對大壩進行了加高培厚，水庫萬年一遇設計洪水位為235.45m，無非常溢洪道情況下，可能最大洪水位238.46m，相應庫容2.21億m3。

2007年經安全鑒定，評定該水庫為三類壩，需進行除險加固，加固設計根據 《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》（SL252－2000），確定工程設計洪水標準為100年一遇，校核洪水標準為5000年一遇。

根據壩頂高程復核計算 （見表1），所需壩頂（防浪墻頂）高程為237.72m，原壩頂高程239.50m，防浪墻頂高程240.50m，雖然水庫位于Ⅶ度地震區，但原壩頂高程已經滿足規范要求，防浪墻不具有防洪功能，已經不是規響水庫的防洪安全，因此，可不進行動力穩定分析。

表1 壩頂高程復核計算成果表

3.4 心得體會

（1）要正確理解規范意義上的防浪墻的適用范圍，防浪墻應該是大壩頂部具有防浪功能（特殊情況下還要有擋水功能）的水工建筑物，其高程應根據防洪要求計算確定。

（2）地震區水庫除險加固設計中應根據最新水文資料、現行規范，對水庫大壩進行防洪安全復核，如果經過復核原有防浪墻仍參與防洪功能，則應嚴格執行規范規定，核算防浪墻的動力穩定性；如果經過復核計算原有防浪墻高程已經超出了防洪計算要求，不具有防洪功能，則就不是規范意義上的防浪墻，不再適用該條規范規定，不需核算防浪墻的動力穩定性。

4 結論

本文列舉的幾個問題均來源于水庫安全鑒定、除險加固設計、稽察或審計中的工程實例，也是水庫除險加固前期工作的常見問題，雖然看似簡單，但如果不能正確處理，就會得出錯誤的設計方案或結論，進而誤導水利主管部門的決策，造成國家投資的巨大浪費或損失。

筆者愿與不同崗位上的水利工作者共勉：不論是水利設計人員還是各級水利主管部門聘請的專家，工作中一定要認真學習和理解規范條文，絕不應斷章取義，濫用規范。