摘要:为了加强病险水库治理与加固设计工作，通过对广西、江西、湖北、安徽、重庆等省市部分已经完成除险加固和正在进行的病险水库调查，系统总结了病险水库在安全评价、除险加固过程中及除险加固后各阶段所遇到的主要问题。包括: 水库基本资料不全，地质勘探工作不够深入，水文资料系列不够长，对水库现状工程任务论证不足，水库加固设计、施工方案与实际情况不符，全属结构安装困难，加固设计方案与水库运行管理不适应等。剖析了存在上述问题的主要原因，并提出了相应的对策。

　　关键词:病险水库; 除险加固; 设计; 主要问题; 对策

　　1 病险水库除险加固阶段划分

　　1.1 安全评价阶段

　　病险水库安全评价是病险水库除险加固的前期工作，是判定水库是否需要加固的重要依据。由于我国幅员辽阔，河流众多，地形、气候复杂，水文气象条件差异大，降水与河川径流时空分布不均，旱涝灾害频繁，加上水库数量大，水库筑坝材料、筑坝年代及水库规模和型式等各不相同，以及水库运行管理水平差异较大，因此水库出现的病险情况各不相同，对每座病险水库出现的问题要作具体分析[1]。

　　病险水库安全评价主要通过对水库进行现场安全检查，收集水库前期勘察、设计、建设、加固、运行和维护等基本资料，并对水库进行相应的地质勘察工作后，根据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000) ，从防洪、抗震能力、结构安全、渗流安全、金属结构、工程质量和运行管理等7 个主要方面对水库进行分析和必要的复核计算[2]，找出水库不能安全运行或者不能发挥工程效益的病因，并作出最终的判定。

　　1.2 前期设计及审批阶段

　　对于安全评定为三类坝的病险水库，即需进行除险加固。病险水库加固前期设计包括可行性研究设计和初步设计，其中投资超过2 亿元的水库加固既要开展可行性研究，还要进行初步设计，对于投资小于2 亿元的水库加固只需进行初步设计工作。病险水库加固前期设计是确定水库加固设计方案、加固规模和投资的重要阶段。病险水库加固设计方案的合理性和有效性，对于能否消除病险水库险情，在今后能否发挥水库的功能和效益起着决定性的作用。

　　病险水库加固前期设计就是根据病险水库安全鉴定报告书及鉴定成果核查意见表，结合地质勘察成果，并按照现行相关水利工程规程规范等，主要从水文、地质、规划、水工、施工、金属结构与机电、环境保护和水土保持、工程管理、概算和经济评价等各个专业角度对病险水库各方面进行必要的论证和方案比选等设计工作[3]。设计工作要深入，加固方案要可行，工程措施能够彻底消除水库险情，并且还要节约投资。

　　1.3 技施设计阶段

　　病险水库加固施工详图设计，是在招标设计基础上进行的，是病险水库加固前期设计方案的深化和细化。病险水库加固项目、方案、措施和方法等在施工详图设计阶段都需要得到具体体现。因此施工详图设计要与初步设计保持一致，只有加固水库设计条件发生重大变化时，才进行设计变更。病险水库加固施工详图阶段必须结合病险水库揭露的地质和水库的实际情况进行设计。

　　1.4 加固施工、验收及移交管理

　　病险水库加固是消除水库病险的实施阶段，病险水库加固能否按照设计方案进行，关系着病险水库的各种险情能否彻底消除，也关系着病险水库加固后功能和效益能否充分发挥。主体工程验收和竣工验收是对加固成果是否按照设计方案施工以及施工质量的确认。蓄水安全鉴定是对病险水库加固的把关阶段，是对病险水库除险加固初设阶段完成情况的认定。

　　病险水库除险加固应根据批复的初步设计报告对病险水库各项目进行招标，然后根据施工详图设计组织施工，施工中如有变更，施工单位必须和监理、设计单位及时进行沟通。病险水库各加固项目完成后，由业主和监管部门组织对水库进行主体工程验收、竣工验收及相关资金的审计工作，病险水库加固工作全部结束并移交给水库管理部门，尽快发挥水库防洪、灌溉等社会经济效益。

　　2 加固设计中遇到的主要问题

　　通过对广西、江西、湖北、安徽、重庆等省市部分已经完成的和正在进行的除险加固工程调查，发现在设计中常遇到以下几个主要问题。

　　(1) 基本资料不全。水库原始建设资料包括水文、地质、水工建筑物和运行管理监测等资料。由于我国绝大多数水库兴建于20 世纪50 ～ 70 年代，水库建设不规范，加上我国水库管理体制不完善，工程运行和维护责权不明，造成病险水库原始资料不全，基础资料少，甚至部分资料属回忆整理或者没有原始建设资料。

　　病险水库基本资料不全或者不准确，给病险水库除险加固工作带来诸多不便，导致病险水库除险加固设计方案不合理[4]。原始基本资料是病险水库安全评价的重要依据，基本资料不全就难以对病险水库的险情做出准确的评价和认定，特别是地下、水下建筑物的资料缺失，以致对建筑物的结构形式和具体情况难以了解，对这些建筑物的安全性更加难以认定; 安全运行和监测资料不全或者不完整，也很难对病险水库的病因进行分析确认。

　　(2) 地质勘察工作深度不够。地质勘察是病险水库进行安全评价和加固设计的基础和依据。在病险水库除险加固中，由于时间紧，加上前期资金有限，往往造成地质勘察工作深度不够。地质勘察工作不全面、深度不够或者不准确，会造成与使用的地质资料实际情况存在偏差，导致水库加固设计不正确，甚至出现设计质量事故。地质勘察主要存在问题有: ①由于时间紧、任务重，加上水库库水位等限制，难以全面准确了解区域地质工作和库区近岸岸坡稳定情况，难以对大坝基础进行全面勘察。②由于勘察周期短，人力、资金投入少，地质勘察钻孔资料少，探点不够或者布置不合理，造成地质参数不准确。地质勘察资料难以准确反映各建筑物具体结构及其物理力学参数，造成在水库加固施工阶段设计变更较多，水库加固后病险情况没有消除，甚至出现跨坝事故。③由于水库设计标准和水库运行管理等原因，在一般情况下，隧洞涵管或溢洪道等建筑物运行较少，病险情况不明显，导致地质勘察对这些建筑物勘察工作深度不够，难以发现这些建筑物存在的问题。

　　(3) 水文资料系列不够。①由于水库建设时，水库所在流域水文站较少，加上当时水文站管理不完善，水库水文系列资料不全，造成水库洪水水文分析成果不准确。②水库流域暴雨计算方法与原先水库建设时发生改变(如广西省壮族自治区水文局编制的暴雨等值线更新至2007 年) 。

　　(4) 对水库现状工程任务论证不足。随着社会经济的快速发展，加上流域规划和环境保护意识的增强，很多水库部分功能有强化或者弱化的转变，而在水库加固设计中，很少考虑水库工程任务的转变，没有根据地方上的长远规划要求，对水库工程任务进行详细的复核论证。

　　在病险水库除险加固设计中，特别是对中小型水库的工程任务，只是偏重于对水库现状险情进行论述，对防洪标准进行复核，而对病险水库正常蓄水位和汛限水位的确定是否影响工程任务以及水库效益发挥等方面论述不足。

　　(5) 水库设计、施工方案与加固实际情况不相符。由于我国水库分布广泛，坝型众多，坝基条件复杂，水文特征差别较大，水库除险加固技术也不尽相同[2]，而且病险水库加固是在水库带病运行中进行，加固条件情况特殊。在病险水库除险加固设计、施工中主要遇到的问题有: ①部分病险水库在除险加固过程中仍需满足供水和灌溉的要求，难以放空，造成设计、施工方案与加固时的水库运行管理存在矛盾。有些水库在加固施工中，管理部门要求不能降低水库水位，要保证水库下游土地灌溉及人、畜用水。这样将影响加固方案的实施。②由于对大坝的渗漏情况了解不够，造成水库防渗加固方案不完善，水库加固后仍存在渗漏，或者水库防渗加固方案偏于保守造成浪费。③水库大坝结构安全和水库防洪复核、大坝渗漏等密不可分，在一些水库加固中没有考虑水库防洪、大坝渗漏对结构安全的影响。④大坝加固施工方案不合理造成大坝结构不安全，有些水库施工时以坝顶作为施工平台及施工交通道路，造成大坝下游滑坡、坝体开裂等险情。⑤由于近些年病险水库除险加固工作任务重，而地方上施工和监理等技术力量薄弱，人力物力投入不足，造成设计提出的施工技术方案和要求在施工中难以实现，施工质量不能保证(如广西、湖北、江西等部分水库)。

　　(6) 金属结构更换安装困难。在早期水库工程建设中，由于受当时设计、制造、安装技术水平等条件的限制以及其他因素影响，部分金属结构设计不合理，制造、安装质量差。①有些坝闸的工作、检修闸门布置在泄洪、输水、发电系统等建筑物内的隐蔽部位，加固设计中对工作、检修闸门所在建筑物内部情况不了解，造成设计方案不合理，闸门更换安装困难。②有些启闭机房位于水库内或者地下，在金属结构加固设计中对启闭机更换安装条件考虑不足，造成启闭机更换安装困难。

　　(7) 加固设计方案与水库运行管理不适应。设计者一般只重视消除病险水库险情，而对水库今后运行管理考虑不足，不能适应病险水库加固以后长期有效安全运行和水库效益稳定发挥。存在的主要问题有:①部分病险水库安全监测设施设计与病险水库管理现状不适应，造成监测设施难以发挥作用。②设计单位与加固后交待的管理单位沟通不够，对水库今后运行调度情况不了解，造成水库管理单位管理上不便，水库功能效益难以发挥。

　　3 提高加固设计质量的对策

　　(1) 加强基本资料的收集及分析论证。由于有些水库管理体制不健全，基本资料残缺不全，加上水库建成时间长，水库资料可能存在较大偏差，甚至有的资料前后矛盾，这就需要加强水库原始资料的收集和整理工作，并对基本资料进行分析论证，确认其准确性和可靠性。比如在湖北谭家湾、安徽潘桥、广西布见等水库加固中，通过对原水库建设资料的整理分析，全面掌握了水库运行中出现的各种险情，对这些水库做出了准确的安全认定，为水库全面的除险加固打下了良好的基础。

　　在对广西达洪江、敢怀水库进行安全评价时，通过实际情况调查，收集了两座水库最新的水文资料，并采用广西壮族自治区水文局编制的暴雨等值线(2007 年版) 对水库洪水进行了计算分析，然后与原先水库水文成果进行了比较，使得水库大坝防洪标准复核更具合理性。

　　(2) 加大病险水库检查、检测手段等。对于病险水库原始建设资料缺失和运行管理资料较少的情况，以及水下建筑物难以进行现场检查的部位，需要加大地质勘测工作和改善检测方法，提高病险水库诊断技术，对情况不明的建筑物做全面的检查和检测。①在湖北吴山、广西客兰等水库的加固中，通过对水库进行全面的安全检测，及对混凝土的碳化和强度进行试验验证，使隧洞等建筑物混凝土相关参数选取合理，对这些建筑物进行了准确的计算复核。②在湖北吴山、湖北天河口等水库加固中，通过对隧洞进行水下检查，准确地了解了隧洞渗漏及洞身侵蚀，以及水下闸门等金属结构情况。③在天河口水库溢洪道加固中，通过溢洪道水工模型试验，合理选择了溢洪道型式及边墙高度，节约了工程造价。

　　(3) 加强地质勘察工作。地质勘察是水利工程进行可行性及合理性分析论证的基础，是对病险水库加固进行安全评价和设计工作的重要依据。①加大地质勘察工作的投资和投入，延长地质勘察工作周期，全面准确了解区域地质以及库区近岸岸坡稳定等情况，确保地质勘察成果与实际情况相符，且具有足够的精度。②合理布置工程地质勘探点，增加钻孔和钻孔深度，掌握更多地质资料，全面准确了解水库大坝各建筑物结构和物理参数等基本情况。③对于运用较少的水工建筑物，也要进行全面的地质勘查工作。

　　(4) 加强水库工程任务的论证。根据病险水库实际情况和水库所在地区远期发展规划，在病险水库除险加固设计中，不仅要对水库现状险情进行论述，对防洪标准进行复核，而且对于病险水库正常蓄水位和汛限水位要重新分析论证和选择，对水库工程任务进行论证。

　　(5) 提高设计方案科学性。全面了解病险水库病险情况，从水库规模、功能上对加固水库进行具体分析，设计、施工方案要在深入研究水库运行调度等情况下，考虑进行可行性和合理性论证比选。要加强推广新技术、新材料，尤其是综合治理技术[5]。①全面了解水库运行及地方上对于水库运行调度的要求，设计、施工方案要充分考虑地方上对水库加固中供水及灌溉的依赖性，然后进行设计方案可行性和合理性比选论证，使水库加固设计、施工方案兼顾地方上的要求，减少施工中不必要的设计变更。②在水库加固中要充分考虑水库防洪、大坝渗漏等险情解除之后水库大坝结构安全问题。③在大坝加固中，与大坝结构安全相关地方，要充分考虑施工条件及方案对大坝结构安全的影响，必要时要对大坝结构进行稳定计算复核。④要全面考虑与金属结构相关的建筑物情况，特别是与金属结构相关的水下建筑物加固及金属结构更换安装的条件。⑤水库加固设计、施工规模与技术要与地方上施工和监理等技术力量相符。⑥水库安全监测设施设计方案要结合病险水库运行管理现状，使水库安全监测设施和水库管理运行实际情况相适应。

　　(6) 加强与水库管理单位的沟通。对病险水库进行加固设计，不仅要考虑消除病险水库险情，还要考虑水库加固之后能否有利工程运行管理和水库效益发挥等问题。要使水库加固消除病险水库险情的同时，还能够方便加固后的运行管理，或者增加一些必要的工程措施使有利于管理单位能够更好、更安全方便地管理，充分发挥水库的效益。

　　(7) 加强病险水库加固后的技术支持。水库管理运行是一个长期、持续的过程，水库病险是一个发展的过程，因此要以动态变化发展的眼光和理念对病险水库进行加固。①全面做好病险水库除险加固完成后的运行管理调度，对水库运行管理相关的工程措施及设计方案，设计单位要及时进行交底，特殊情况下还要进行必要的培训工作。如对病险水库的安全监测设施，在完成安装调试的同时，还要对水库管理人员进行设施运行培训工作，使水库管理人员能够有效地对水库运行状况进行监测，充分发挥安全监测设施的作用。②设计单位要和运行管理部门建立良好的合作关系，为加固水库提供技术支撑和后续的服务工作，保证病险水库长期地安全运行和稳定地发挥效益。

　　参考文献:

　　[1]钮新强.水库病害特点及除险加固技术[J].岩土工程学报，2010，(1) .

　　[2]严祖文，魏迎奇，张国栋.病险水库加固现状分析及对策[J].水利水电技术，2010，41(10) .

　　[3]杨启贵，谭界雄，周和清.我国病险水库特点及加固设计中的主要问题[J].中国水利，2008，(20) .

　　[4]刘杰，崔亦昊，谢定松.病险水库安全评价基本原则与方法[J].中国水利，2007，(16) .

　　[5]白永年.我国病险水库除险加固技术的发展与运用[J].中国水利，2007，(6) .(编辑: 常汉生)

　　Main problems and countermeasures in reinforcement design of dangerous reservoirs

　　CHEN Zhaoxu1，2，PENG Qi1，2，WEI Min1，2

　　(1.Changjiang Institute of Survey，PlanNIng，Design and Research，Wuhan 430010，China; 2.National Dam Safety Research

　　Center，Wuhan 430010，China)

　　Abstract: In order to strengthen the design and treatment of dangerous reservoirs，through investigation on the danger-removed and reinforced reservoirs and the being treated reservoirs in Guangxi，Jiangxi，Hubei，Anhui provinces and Chongqing City，the major problems encountered in safety appraisal stage，danger removal and reinforcement stage and in the stage after completion of danger removal and reinforcement are systematically summarized.Through analysis and summarization，it is found that the major problems in reservoir danger removal and reinforcement include incomplete basic data，superficial geological survey work，short hydrological data series，insufficient demonstration of reservoir functions，non-adaption between design，construction scheme of reservoir reinforcement and practical conditions，difficult metal structure installation，non-adaption between reservoir reinforcement scheme and operation and management etc.We analyze the main causes of the existed problems and put forward

　　correlative suggestions in view of the existed problems in reinforcement of dangerous reservoirs.

　　Key words: dangerous reservoir; danger removal and reinforcement; design; main problems; countermeasures作者简介:陈朝旭，男，工程师，主要从事水利水电工程设计工作。

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