[PPT]病险水库除险加固设计要点

1、病险水库除险加固设计要点 1前言1.主要病险问题2.安全鉴定3.除险加固设计4.加固工程实例2前 言今后2-3年，要突出抓好“十大水利工程”建设。一是病险水库除险加固工程。确保2010年年底完成6240座大中型和重点小型病险水库除险加固任务，在此基础上，启动大中型病险水闸除险加固工程，加快各地小型病险水库除险加固步伐。前 言全国病险水库除险加固专项规划项目共6240座（大型86座，中型1096座，小型5058座）1975年1997年完成了81座病险水库的除险加固，1998年2007年开展了2300多座病险水库的除险加固工作 前 言截止到2006年底全国大型水库病险率由1999年底42下降到14

2、，中型水库病险率由1999年底41下降到25 占中型水闸占大型水闸前 言截止到2008年底全国已建成各类水库86353座，水库总库容6924亿立方米。其中，大型水库529座，中型水库3181座，小型水库82643座。全国大中型水库大坝安全达标率为64.1。全国已建各类水闸43829座，其中大型水闸504座。在全部已建水闸中，分洪闸2647座，排涝闸14987座，挡潮闸5008座，引水闸8486座，节制闸12701座。1.主要病险问题病险水库的主要问题 1) 设计标准偏低(防洪标准、抗震标准)。2) 主要建筑物稳定差。3) 主要建筑物不满足抗震稳定要求。4) 坝体、坝基渗漏严重，危及大坝安全。5

3、) 建筑物质量差，泄洪、输水建筑物老化、破损、漏水、 露筋等。6) 闸门、启闭设施和电气设备损坏，年久失修、运转不灵。7) 水库的调度运用、维修养护、安全监测等管理设施严重 缺乏或不完善。其他方面的问题，如水库淤积、山体滑坡、蚁害等。1.主要病险问题 病险水闸的主要问题1) 防洪标准偏低。2) 闸室不稳定。3) 闸基和两侧渗流不稳定。4) 主要结构不满足抗震要求。5) 闸室结构混凝土老化及严重损坏，如混凝土裂缝、剥蚀、脱落、碳化、疏松，钢筋锈蚀等。6) 闸下游消能防冲设施严重损坏。7) 闸或枢纽范围上、下游河道淤积，造成泄水能力下降。8) 闸门、启闭设施和电气设备损坏，或者老化、年久失修、运转

4、不灵。9) 观测设施缺少或者损坏失效。10) 其他方面的问题，如枢纽布置不合理，防渗铺盖、翼墙、堤岸护坡损坏，管理房屋失修，防汛道路损坏，缺少备用电源、交通车辆和通信设施等。2.安全鉴定水库安全鉴定 水库大坝安全评价导则SL258-2000为“水库大坝安全鉴定办法(水管199586号)”的配套技术标准水库大坝安全评价导则主要包括以下内容(1)水库大坝的防洪标准复核、结构安全评价、渗流安全评价、抗震安全复核及金属结构安全评价(2)与水库大坝安全评价有关的工程质量评价及大坝运行管理评价(3)在上述复核与评价基础上完成大坝安全的综合评价2.安全鉴定水库安全鉴定综合大坝工程性状各专项安全性分级结果，最

5、终确定安全分类，水库大坝安全分为三类： 一类坝安全可靠，能按设计正常运行； 二类坝基本安全，可在加强监控下运行； 三类坝不安全，属病险水库大坝。2.安全鉴定水库安全鉴定（1） 有资质的单位对水库进行安全鉴定，在水库安全鉴定综合报告的结论中，明确为几类坝。（2）报水利部大坝安全管理中心认定水库大坝属几类坝。2.安全鉴定水库安全鉴定，一般需提交如下报告：水库安全鉴定综合报告；水库大坝补充勘探报告；水库设计洪水复核分析报告；水库大坝老化病害检测评估报告；水库大坝现场检查报告；水库大坝渗流、边坡稳定分析报告；水库大坝建设与运行情况报告；水库溢洪道、放水洞老化病害检测评估报告；水库溢洪道（闸）安全复核报

6、告；水库放水洞安全复核报告；2.安全鉴定水闸安全鉴定水闸安全鉴定管理办法(水建管2008214号)水闸安全类别划分为四类： 一类闸：运用指标能达到设计标准，无影响正常运行的缺陷，按常规维修养护即可保证正常运行。二类闸：运用指标基本达到设计标准，工程存在一定损坏，经大修后，可达到正常运行。三类闸：运用指标达不到设计标准，工程存在严重损坏，经除险加固后，才能达到正常运行。四类闸：运用指标无法达到设计标准，工程存在严重安全问题，需降低标准运用或报废重建。2.安全鉴定水闸安全鉴定水闸安全鉴定包括水闸安全评价、水闸安全评价成果审查和水闸安全鉴定报告书审定三个基本程序。（一）水闸安全评价：鉴定组织单位进行

7、水闸工程现状调查，委托有资质单位开展水闸安全评价提出水闸安全评价报告；（二）水闸安全评价成果审查：由鉴定审定部门或委托有关单位，主持召开水闸安全鉴定审查会，组织成立专家组，对水闸安全评价报告进行审查，形成水闸安全鉴定报告书；（三）水闸安全鉴定报告书审定：鉴定审定部门审定并印发水闸安全鉴定报告书。水闸安全鉴定报告书格式要求详见附件2.安全鉴定XX水库首次安全鉴定报告书3.除险加固设计3.1 除险加固设计基本要求3.2 防洪标准及对策3.3 抗震及加固措施3.4 筑坝材料及填筑标准3.5 渗流稳定及处理措施3.6 溢洪道加固措施3.7 坝下埋管加固措施3.8 加固设计报告编制3.除险加固设计3.1

8、 除险加固设计基本要求一是遵循病险水库除险加固工程项目建设管理办法和有关现行国家标准、水利行业标准。二是按照安全鉴定评价意见和存在的主要问题进行设计。三是与水库除险加固本身无关的建设内容，如移 民安置、永久征地；与大坝安全无关的建筑物，如电站部分等，不应纳入。四是优化比选设计方案，除险加固措施要安全可靠，积极采用新技术、新材料、新工艺。五是严格控制工程概算，确保工程投资经济合理，力争节省工程投资，降低工程造价。3.除险加固设计3.2 防洪标准及对策 “63.8“洪水 中型水库5座，小型水库96座“75.8”洪水 大型水库2座、中型水库2座、 小型水库58座1991年江淮大水 小型水库39座洪水

9、标准不足 37.3%51.5% 工程质量差 35.9%38.5% 其它 8.8%26.2%3.除险加固设计3.2 防洪标准及对策板桥水库土坝，25m，库容4.92亿m3洪水流量12790m3/s，3倍校核洪水，泄流能力1740m3/s京广线102km，40座桥，世行评估100亿$灾民5400万，伤亡12万，其中死亡22564人修复后，坝高50.5m，总泄水能力15000m3/s 1-1-1 水利水电工程分等指标 工程等别工程规模水库总库容(亿m3)防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田(万亩)治涝面积(万亩)灌溉面积(万亩)供水对象重要性装机容量(万kW)大（1）型10特别重要

10、500200150特别重要120大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030中型1.00.10中等100306015505中等305小（1）型0.100.01一般30515350.5一般51小（2）型0.010.001530.51 （1）对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中最高等别确定。 注：水库总库容指水库最高水位以下的静库容； （2）拦河水闸工程的等别，应根据其过闸流量，按表1-1-2确定。工 程 等 别 表1-1-2 拦河水闸工程分等指标 工程等别工程规模过闸流量（m3/s）大（1）型5000大（2）型500

11、01000中型1000100小（1）型10020小（2）型35%为流失，如PZ35%，以不均匀系数Cu来区分，Cu20为管涌，Cu在1020间为过渡型。（3）缺乏中间粒径砂砾料：如中间粒径（一般为25mm）以下的细粒含量PZ35%为流土，PZ25%为管涌，25%PZ35%为过渡型。3.5 渗流稳定及处理措施（三）允许渗透比降确定 （1）通过试验确定 （2）通过计算确定（3）工程类比3.5 渗流稳定及处理措施坝体排水(1)降低坝体浸润线，减小坝体孔隙水压力，增加坝坡稳定；(2)控制渗流，防止渗透破坏；(3)保护坝坡土，防止冻胀破坏。坝体排水型式： 棱体排水、贴坡排水、坝内排水以及综合型排水。3.

12、5 渗流稳定及处理措施适用于下游有水的各种坝型及坝基。顶部高出尾水位，棱体排水能降低坝体浸润线，防止尾水风浪冲刷，增加下游坡稳定，但需较多石方，造价较高，棱体排水施工与坝体填筑有干扰。棱体排水（图5-8）3.5 渗流稳定及处理措施可先填坝体，后筑贴坡排水，但不能降低坝体浸润线，对下游坝坡稳定不能提供明显帮助。主要作用是：保护浸润线以下坝体材料不被渗水带出沿坡面流失，如有尾水位，贴坡排水还可防止风浪冲刷坝坡。贴坡排水适用于坝体浸润线不高、下游坝壳无论是土料或砂砾料，坝基无论是透水或不透水都可用贴坡排水，其顶部应高于浸润线逸出点，贴坡排水（图5-9）3.5 渗流稳定及处理措施坝内排水(1)水平褥垫

13、排水核心由堆石或卵砾石组成，外包反滤，从下游坝趾开始，成片连续沿坝体与坝基接触面水平伸入坝体。伸入长度由计算确定，对于不透水基上均质土坝，伸入长度最多为坝底宽1/21/3。这种排水能较多降低坝体浸润线，适用于下游无水情况。水平褥垫排水（图5-10）3.5 渗流稳定及处理措施坝内排水(2)网状排水网状排水由与坝轴平行的纵向排水及垂直于坝轴的横向排水组成。排渗效果比水平褥垫排水差些3.5 渗流稳定及处理措施坝内排水(3)竖式排水对不透水基上均质土坝，最好设竖式排水，截断坝体渗流，有效降低坝体浸润线(4)横向排水在国外，有些均质土坝还在不同高程的上下游坝体设置若干层水平横向排水，每层上下游不连通，以

14、预留防渗体隔开3.5 渗流稳定及处理措施3.5.5 混凝土坝的渗流安全评价(1) 坝基渗流 侧重于岩基破碎带和软弱夹层的渗透稳定性，以及坝基扬压力对大坝抗滑稳定性的影响。(2) 渗漏量及其水质评价a.混凝土大坝的渗流量观测资料，绝对值的大小也没有严格的评判标准。最关心的也应是当前观测值与其历史显现值的相对比较，再结合扬压力观测的分析，综合评价大坝的渗流安全。b.渗漏水的水质评价，除注意水流携出的固体物质外，还需注意析出物和水质化学成分的观测分析，并与库水的化学成分作对比，以判断对混凝土建筑物或天然地基有无破坏性化学侵蚀。3.6 溢洪道加固措施(1)无闸控制改为有闸控制(2)扩建溢洪道(下挖、拓

15、宽) (3)在原底板上新浇一层钢筋混凝土(4)加高溢洪道侧墙(5)改建溢洪道消能设施3.7 坝下埋管加固措施(1)全程封堵 对不同部位采用不同的封堵材料。对封堵段的泄水管老砼与后期内衬砼顶部缝隙进行接触灌浆，对泄水管与坝体土接触部位进行固结灌浆。(2)拆除重建(3)内套钢板衬砌(4)内壁粘贴玻璃纤维布3.8 加固设计报告编制除险加固设计主要依据(1)大型及重要中型水库三类坝鉴定成果核查表(2)大坝安全鉴定报告书（包括分报告）(3) 审查和批复文件3.8 加固设计报告编制相关标准及规范规程（1）工程建设标准强制性条文（水利工程部分，2004年版）（2）防洪标准（GB 50201-94）（3）水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）（4）水利水电工程初步设计报告编制规程（DL5021-93）（5）碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）（6）溢洪道设计规范（SL253