[摘要] 結合工程實例，在分析某水利工程存在安全隱患的基礎上，從主壩加固、發電隧洞加固、溢洪道加固33個方面對工程的除險加固工作進行了研究與討論。結果表明，除險加固設計在施工結束後有效消除了工程安全隱患，保障了水庫的正常運行，對類似工程的開展具有參考和借鑑的價值。
[關鍵詞] 水利工程;除險加固;設計
1、工程概況
某水庫庫容爲1.25×10 ITI。，主要功能是防洪和灌溉，同時也能利用水能發電，屬於大型綜合型水庫。庫區建築物主要包括主壩、副壩、溢洪道、發電站等，從工程建成投入使用至今，水庫在防洪、灌溉、發電、養殖方面都發揮出了應有的社會與經濟效益。由於在工程建設之初的財力和技術限制，壩體建築存在着很多遺留問題，而使用時間的延長也對這些問題起到了放大作用，已經對水庫的安全運行構成了嚴重威脅。
2、工程除險加固設計的具體內容
本次除險加固設計工作主要分爲3個部分進行：
2.1 主壩加固
由於岩層風化後的造孔難度較高，對右壩風化岩層採用厚度爲5～20 m的帷幕灌漿處理;左壩的岩層風化程度較小，所以帷幕灌漿主要針對牆底風化岩石層。
2.1.1 防滲牆結構計算在這一過程中，主要運用以下假定：
1)壩體土與防滲牆之間採用文克爾假定，防滲牆在荷載作用下主要用於壩體土的支撐，二者間的變位應得到相應的處理，該點變位與各點牆反力間爲正比關係，反力系數壩體土的變化取決於地層和深度直線。
2)外荷載都在作用牆上，由於工程建設時間較長，所以外荷載對主壩的變形基本已經完成，牆體兩側變形摩擦力相對較小，需要對防滲牆水平荷載情況加以注意。
3)計算簡圖採用單寬等厚度牆，頂端、底部分別視爲自由端和鉸接，計算工作使用有限差分法。
2.1.2 防滲牆設計在防滲牆施工過程中，固壁採用膨潤土漿液進行，造孔採用兩鑽法進行，混凝土澆注採用泵送方式。首先需要在槽段兩端進行主孔的衝鑽，0.5～1 m後即可達到基岩。在這一過程中，需要注意保持槽內漿液麪導向槽頂面下0.3～0.5 m。若發生泄露問題，應立即通過補漿、堵漏的方式加以處理。
2.1.3 帷幕灌漿設計對於右壩段的風化岩石採用帷幕灌漿的處理辦法，防滲牆中的.鋼管則通過對底部風化岩層進行灌漿的方式加以處理。預埋鋼管的管徑爲10 cm，間距、孔距均爲2 m，預埋工作在清、造孔結束後，混凝土澆築前進行，固定採取定位安裝架的方式進行。固定後，需要進行槽孔的混凝土澆築，待強度達到設計值的80%時改爲鑽孔灌漿。
2.2 發電隧洞加固
洞壁混凝土在周圍環境的長期作用下已經出現了疏鬆、侵蝕等缺陷，需要進行徹底的清理。由於鋼筋在外露後更容易發生鏽蝕，所以應加以清除。在進行新鋼筋的焊接補漏時，也要注意對舊鋼筋進行防鏽處理，以免對新鋼筋產生不良影響。在混凝土和鋼筋的清理工作結束後，應使用環氧砂漿進行找平和加固。
2.2.1 環氧砂漿建築設計設計人員在工作中務必要保證外露筋以及混凝土與環氧砂漿間的加固粘結力，基地混凝土露筋表面的乳皮要進行清除，保證露筋無鏽、無雜物。在施工過程中，需要修補的部分應預先使用鑿毛機進行處理，並將露筋上的污物和鏽斑刷洗乾淨。基面的擦拭應使用蘸有丙酮的棉紗進行，待丙酮揮發混凝土變白後，將預製的基液塗刷於基面，厚度約爲0.5 mm。根據施工環境溫度的不同，基液塗刷結束後應靜停10—30 min，再進行環氧砂漿的塗刷。
2.2.2 環氧玻璃絲布建築設計
1)要對隧洞出口處已經鏽蝕的鋼板表面進行清理並鑿毛，根據工藝要求，塗抹厚度爲10 mm的環氧砂漿進行找平。
2)使用環氧粘結劑將玻璃絲布粘貼在環氧砂漿上面，本次工程的玻璃絲布採用厚度爲0.25 mm的無鹼平紋布，並預先通過皁液法脫蠟處理。玻璃絲布共粘貼4層，粘貼面應保證乾淨、平整、無油污，粘貼結束後，使用丙酮對其進行擦拭。
3)在進行各層玻璃絲布的粘貼之前，應預先進行環氧基液的刷塗，各層之間不得存在氣泡。
2.3 溢洪道加固
該工程的溢洪道處於六、七副壩之間，由消力池、泄槽、寬頂堰、進水渠構成，屬於正槽溢洪道。受消力池與溢洪道陡坡段設置不合理的影響，水流流態長期處於混亂狀態，結構在地基滲漏揚壓力的作用下存在着嚴重的安全隱患。
2.3.1 進水段工程進水渠的長、寬分別爲28和47.6 m，兩側設有直立式導牆，分爲前、後兩段。其中前段長18 m，採用下潛式導流設置;後段長10 m，頂部高程71.6 m，與控制段導牆連接。進水段兩側的導牆均採用C20埋石混凝土，頂部寬度和牆背坡比分別設爲0.8 m和1：0.5，底板高程和厚度分別設爲65.1和0.5 m，採用現澆C20鋼筋混凝土，並進行縱橫縫的設置。
2.3.2 控制段工程溢洪道控制段的長寬分別爲35和47.6 m，採用高度爲1 m的寬頂堰形式，堰頂高程66.1 m。進口爲斜坡式。將控制段兩側邊牆設爲重力式擋牆，採用C20埋石混凝土，頂部寬度和高程分別設爲0.8和71.6 m，背坡比設置爲1：0.5。底板採用厚度爲1 m的現澆C20混凝土鋼筋砼，迎水面層設置鋼筋網。另外，在底部還設有橫排設施與縱橫縫。
2.3.3 泄水段工程泄槽段的斷面爲矩形，長、寬分別爲100和47.6 m，泄槽邊牆爲重力式擋牆，採用C20埋石混凝土，頂部寬度與背坡比分別爲0.8 m，1：0.5。泄槽中段的邊牆上、下端分別於控制段和消力池邊牆相連，高度爲3.5 m，底板設置了厚度爲1 m的現澆C20鋼筋混凝土，並進行了橫排設施與縱橫縫的設置。
2.3.4 消力池消力池採用了底流消能的消能防衝設施，結合工程目前的實際情況，將消力池的長、寬分別設爲41和3.8 m。底板高程、厚度分別設爲46.5和1.2 m，採用現澆C20鋼筋混凝土，並在迎水面設置了鋼筋網。兩側擋牆爲衡重式擋土牆，採用C20埋石混凝土，牆頂高程、頂部寬度、臺寬、底寬分別爲55.7、1.8、1.8和4.3 m，擋牆底部爲樁基礎。另外，在消力池底板部分還進行了排水設施與縱橫分縫的設置。
2.3.5 出水渠結合工程的實際情況，將出水渠的斷面設爲梯形。出水渠的長度、底寬、邊牆高度、邊坡坡比分別爲220、30、5.4 m和1：2。出水渠的底部與消力池尾坎相連，頂部高程爲50.3 m，底板採用厚度爲1 m的現澆C20鋼筋混凝土，在迎水面設有鋼筋網。另外，出水渠底板每隔15 m就設有1條縫，橫向則設有3條縫，並進行了縱橫排水設施的設置。
3、結 語
該工程於20世紀60年代修建完成，受當時的技術條件和經濟條件的雙重影響，主壩採用了粘土心牆的建設方式，時隔半個世紀，粘土心牆如今已經無法滿足工程的使用要求，並帶來了很多安全隱患。在除險加固施工結束後，主壩對於灌溉功能的保障作用得到了進一步的提升，溢洪道、發電隧洞等建築物的安全隱患得到了徹底消除，對確保水庫正常運行，更好的實現社會和經濟效益發揮了積極的推動作用。
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