水利工程的除險加固設計應用

白璐

（青海省水利水電勘測設計研究院，西寧810001）

1 引言

科學建設與合理規劃的水利工程是確保國泰民安的重要基礎設施項目。特別是在社會進步與經濟發展的情況下，水利工程帶來的經濟效益與日俱增。但是，有的水利工程因為使用時間較長，再加上自然災害的影響，導致其出現不同程度的損壞。為了確保水利工程項目的穩定運行，必須對水利工程進行除險加固，才能增強水利工程的安全性。除險加固工作對防洪、抗旱、減災以及改善民生等都有重要意義。在開展除險加固工作時，除了要遵循我國相關水利行業標準，還要對水利工程的安全性進行準確科學評價，根據水利工程的實際情況，對除險加固方案進行改進與優化。這樣，才能進一步提升水利工程的安全性與可靠性。

2 水利工程除險加固的重要性

水利工程本身是一項重要的民生基礎設施建設。水利工程的安全性和穩定性直接影響城市經濟發展的情況，對人民生命和財產安全也有極大影響。因此，重視水利工程的除險加固技術是確保水利工程安全性的重要工作內容。相關部門必須根據我國水利行業的相關標準與規范，對水利工程的安全性進行有效勘察與評價。根據勘察評價的結果，制訂有效的水利工程除險加固方案，提高水利工程的安全性和穩定性，同時，提高水利工程在使用過程中的運行質量。總之，水利工程除險加固是提高水利工程安全性與經濟效益的重要工作內容。

3 水利工程除險加固中存在的問題

3.1 溢洪道消能布置過程中存在的問題

當前，水利工程在溢洪道設計過程中還存在一些問題，主要包括以下方面：

1）溢洪道的進出口與壩肩之間的距離比較短，會導致溢洪道和壩肩依靠的山體單薄，并且沒有進行護砌施工，且沒有對其進行有效的保護，這會導致水庫泄洪后水力作用沖刷傷害壩肩，影響堤壩的安全性。

2）溢洪道設計尺寸比較小。一般情況下，在對水利工程進行設計時，需要考慮到經濟投入。因此，在設計過程中，設計人員在設計要求以及資金成本的雙重壓力下，會對原有的設計尺寸進行改變，減小溢洪道的尺寸來確保資金投入的平衡。設計改動會引起洪水數據變化異常，從而導致工程巖體出現分化塌落，使泄洪渠的淤積情況大大增加，嚴重影響了水庫的正常泄洪能力。

3）溢洪道的平面彎道半徑長度不夠穩定。平面彎道的半徑是一個不穩定的隱形因素，往往會隨著時間變化而變大或變小，引起收縮情況，阻礙水庫泄流能力的穩定性。并且溢洪道的陡坡段異常布置的過程中會受到彎道流態等因素影響，出現異動情況，從而導致兩岸出現水面差，這也會大大地降低水利工程的泄洪能力。

4）溢洪道水利設計的方法不夠合理。在對溢洪道進行設計時，設計人員沒有從專業的角度對溢洪道進行設計，致使設計出來的溢洪道方案不夠科學，溢洪道設計方案不能滿足實際的工程需求。這不僅會影響水利工程建設的效率，而且還會嚴重阻礙工程項目的實際施工質量[1]。

3.2 護岸中存在的問題

護岸工程常見的問題包括護岸墻體發生滑移或者坍塌，導致護岸工程出現問題的原因主要包括以下內容：

1）護岸工程地基自身的穩定性不足，很容易導致護岸塌陷。

2）護岸墻體后方的填土上面如果堆積重物，也很容易導致護岸工程出現塌陷的問題。

3）護岸工程的河床底如果出現被掏空的情況，很容易導致護岸墻體位置變動，發生滑移。護岸工程出現滑移就很可能會導致墻身出現裂縫，如果任其裂縫發展，就會導致護岸工程的墻體坍塌。此外，如果護岸工程的墻體上有老鼠洞，在水流作用的侵蝕下，也可能會導致護岸工程出現塌陷問題[2]。

4 水利工程除險加固設計應用

4.1 溢洪道除險加固技術應用要點

溢洪道除險加固設計的設計人員必須高度重視溢洪道在水利工程汛期泄洪的重要作用。只有溢洪道能夠正常發揮其泄洪能力，才能確保水庫水量的穩定性與安全性。因此，溢洪道除險加固設計的質量直接影響水庫的安全性。在對溢洪道進行除險加固設計時，應從以下幾方面出發：

1）對溢洪道設計進行合理布局。要對水利工程的具體地理位置、地形地貌以及自然環境等外部因素進行充分全面的考慮，對整體水利工程的布局進行適當的調整和優化，才能確保溢洪道設計的標準性。例如，對控制段進行設計時，要使泄流保持在均衡的狀態，這樣，出水口的水流才能沿著控制段建筑物垂直流下。此外，還要根據實際的泄洪情況和要求，對斷面堰進行合理安排。

2）在消能工設計過程中。不管是選擇多級躍水還是僅僅在溢洪道末端躍流，都要確保泄流的方向遠離壩腳。一般情況下，二者之間的距離要控制在100m～150m。當巖基在溢洪道尾端的邊坎比較陡時，可以采取挑射消能設計。對非巖基地段進行處理時，最常使用的設計方法是在末端安裝消力池。如果泄流量比較小，可以采用消力坎的方式對其進行處理。為了防止水流沖刷作用帶來的不利影響，要從多個角度、多個方面對遠驅式躍水進行考慮，盡量避免這種現象出現[3]。

3）要確保各結構計算的準確性。特別是對消力池底板厚度要進行準確計算，才能確保底板的厚度能夠滿足抗浮標準。底板的邊界周圍可能會存在約束力，從而出現滑動現象，這時就需要采取有效的抗浮措施。對底板對抗浮力最基本的計算方式是利用計算底板的水重和浮重，將抗浮的安全系數控制在1.3～1.5。

4.2 護岸除險加固技術應用要點

護岸工程的主要問題是墻體塌陷和位移。對護岸工程進行除險加固時，也要根據引起護岸工程問題的原因，采取相應措施來完成除險加固工作。如果是護岸地基的穩定性不足，導致護岸墻體出現滑移情況，則需要對不穩定土層的位置進行勘察，然后選擇合適的處置措施。如果是河床挖空導致護岸墻體塌陷，要立即停止開挖河床，并采取有效的補救措施。在護岸施工完成后，要確定有效的保護范圍，防止護岸發生位移。同時，還要對護岸的墻體情況進行實時觀測，防止護岸排水孔堵塞。如果是護岸墻體上出現老鼠洞導致護岸墻體滑移，則需要對老鼠洞進行清理填充，這樣，才能防止水流侵蝕作用對換墻體造成破壞[4]。

5 結語

總而言之，水利工程建設對我國城市經濟發展有重要影響。很多水利工程的建造時間較長，因為管理維護工作不到位，很容易增加安全隱患，對水利工程的正常使用也造成一定影響。這就需要對水利工程進行除險加固，對水利工程常見的問題進行深入研究與分析，并制訂有效科學的除險加固措施和方案，提高水利工程的安全性，延長水利工程的使用壽命。這對進一步確保我國城市經濟的發展有重要意義。