水利工程除险加固措施分析

水利工程除险加固措施分析摘要作为国家的基础建设，水利工程的建设和管理都意义深远。水利工程为我国的建设发挥着不可或缺的作用。但也应正视，由于各种原因，我国的水利工程或多或少都存在着一定的安全隐患。水利工程关系到国计民生，无论在工程设计阶段还是在施工阶段都应该充分重视，做好有效保障。但由于建造时的历史条件、后期维护不及时及自然老化等原因，加之许多的水库在设计建造时防洪标准偏低，如今看来已远远达不到有关规范的要求。再加上堤防工程受自然因素的作用和人为活动的影响，工程老化失修，工程的工作状态以及抗洪能力也都在不断发生着变化，水利工程的险情时有发生。另外，工程缺陷会使得一旦汛期出现同高水位，工程安全堪忧，极容易引起洪水。洪水又会引发护岸危险，危及到人民生命财产的安全。这就要求每年的水利工程除险加固工作必须加强。根据我国水利工程的现状，本文重点分析了需进行除险加固的工程情况及应对的措施，旨在提高我国水利工程的质量，确保人民群众生命与财产的安全。关键词：水利工程除险加固措施分析目录1、前言 、前言随着时代的发展和进步，我国的水利工程坚实也在如火如荼地开展和进行着。配合西部大开发战略的实施，依托国家相关政策对基础设施建设的扶持，无论是投资方面，还是在工程建筑的规模方面，近年来，我国水利工程的发展建设都是空前的。水利工程建设项目的增多也引起了人们对水利工程建设质量的极大关注。水利工程质量如何对我国经济建设和社会发展都有很大影响。虽然在数量上看，我国的水利工程建设已经初具规模，但是水利工程的质量才是决定着企业兴衰成败的关键。相比于其他工程建设，可以说，水利工程建设面临着非常复杂的施工环境，要面对更多的施工难题。面对这种现状，为了更好保证水利工程建设的施工质量，就要做好水利工程建设质量的监督和控制。因为涉及到方面非常多，在开展工作时，还需要依靠技术的进步来进行。尽管如此，毋庸讳言，鉴于水利工程本身的特点，再到位的质量监督也免不了会出现一些不尽人意的地方。水利工程投资大，施工周期长，在建造过程中受自然条件以及社会因素的影响较大，极容易受到束缚，加之对其质量控制要求又极高，因此在建设过程中难免出现质量监督不到位的问题，这就给水利工程的运行埋下了一定的隐患。而这些隐患一旦爆发，其后果不容小觑。受发展时间较短、经济受限以及技术水平的制约，相较于其他国家，我国现有水利工程的防洪能力还落后很多。尤其随着国家经济的发展和进步，在一些重要地区和城市，对于水利工程尤其是堤防工程已经提出了越来越高的要求。相应地，对其的除险加固的要求也越来越高。目前，我国大多数水利工程的除险加固是通过逐年的加高增厚来完成的。在进行除险加固时，有时由于筑堤土料的缺乏，会在提后取土，取完材料之后，没有及时进行处理，这就形成了堤后坑塘多。一旦洪水发生，就会出现各种灾害。情节较为严重的，将会导致大河决堤。以上这些现象对于堤防除险加固的工作提出了提出了更高的要求。有鉴于此，本文在分析水利工程除险加固改造现状的基础上对应采取的措施作了分析，力求实现社会效益和经济效益的相结合，发挥水利工程的防洪、抗旱、排涝、生态等社会功能，以及其通航、供水、发电的经济功能。2、我国当前水利工程现状2.1水利工程及分类在人类的生产和生活中，有一种资源不可或缺，即水资源。但水资源的自然存在状态对于人类的需要而言并不完全符合。为了满足人类生产生活对水资源的需要，这就需要人类对其进行调节和分配。而修建水利工程就是人类对水资源的更好利用。通过修建水利工程，人类实现了对水流的更好控制，达到除害兴利目的，防止洪涝灾害，也实现了水量的更好分配。根据不同的标准，水利工程有着不同的分类。概括而言，其主要分为如下几类：第一种分类标准：修建目的及服务对象。按这个标准，水利工程包括防洪工程，防止洪水灾害。灌溉和排水工程，为农业生产服务，防止旱灾、涝灾和渍灾。水力发电工程，顾名思义，即将水能转化为电能。航道和港口工程，实现航运条件的改善和创建。城镇供水和排水工程，就是为城镇工业和生活用水服务，并且处理同时出现的污水和排除雨水。水土保持和环境水利工程，维护水资源的生态平衡，防止水土流失，防止水质污染。渔业水利工程，保护和增进渔业生产。还有海涂围垦工程，这类工程围海造田，其目的是满足工农业生产或交通运输的需要。最后还有一类，综合利用水利工程，即同时为防洪、灌溉、发电、航运等多种目标服务的水利工程。第二种分类标准：水资源的来源和用途。根据这个标准，水利工程可分为两类，分别为蓄水工程和引水工程。蓄水工程指水库和塘坝，这里不包括专为引水、提水工程修建的调节水库。另一类为引水工程。凡是从河道、湖泊等地表水体自流引水的工程皆属于引水工程。这里不包括从蓄水、提水工程中引水的工程。2.2水利工程的特点无论按哪种标准进行的分类，无论哪种水利工程，都具有一些共同的特点。这些特点主要表现为五点：第一，系统性和综合性都很强。虽然有些水利工程属于单项水利工程，但这些单项水利工程和其同一流域的其它工程都是其所属地区的有机组成部分，这些貌似单一的水利工程既相互制约又相辅相成。它们自身本身就是综合性的，各自的服务目标之间也存在着既相互矛盾又紧密联系的关系。⑵正因如此，在规划设计某一单项水利工程时也需要有大局意识，对其进行系统、综合的分析研究，以得到最为经济合理的最优方案。第二，修建条件复杂。不同于陆地上的工程建设，水利工程的修建都面临着非常复杂的自然条件，诸如气象、水文还有地质等。在水利工程的施工和运行中，他们会受到多种力的作用，如水的浮力、推力以及冲刷力、渗透力等。所以，和其它工程修建相比，水利工程的施工条件更复杂。第三，投资多、工期长、规模大、技术复杂。这个毋庸讳言，因此水利工程的修建必须严格按照其基本建设程序和相关标准开展进行。第四，对环境影响大。水利工程的修建，首先对其所在地区的经济、社会会产生直接的影响，其次，其所在水域及其附近地区的生态环境、自然面貌以及区域气候、自然景观都会受到不同程度的影响。当然，这些影响并不都是有利的。但无论什么影响，对于当地的发展都不可忽视。因此，在对水利工程进行规划设计时就应该充分考虑到其可能会产生的种种影响，进而努力发挥水利工程的积极作用，并努力消除其消极影响。第五，效益不够显著，比较随机。因为水利工程面对着时时变化的不同的水文状况，以及瞬息万变的气象条件，因此，水利工程的效益并不固定。2.3我国水利工程现状2.3.1整体现状水利工程是造福民生的重要工程，对于我国这样一个农业大国而言，水利工程对农业、农村、农民的影响非常重大。新中国成立以来，在党和政府对水利工作的重视下，逐渐形成了比较完善的水利工程体系，无论在灌溉、防洪防涝还是在供水乃至水土保持方面都发挥了重要作用，水利建设取得了巨大成就。近年来，我国社会经济飞速发展，水利工程建设也取得了举世瞩目的成就。而随着水利工程数量的不断增加，规模不断扩大，其建设质量也在引发着越来越多的关注。总体来说，我国水利工程质量的整体水平已有大幅度的提高。然后，不可忽视的是，影响水利工程质量建设的因素仍然存在。而这些因素为水利工程的安全运行埋下了极大的隐患，对人们的生命财产安全也造成了极大的威胁。随着时间的推移和水利工程的运行，这些隐患逐渐暴露出来，一旦爆发，将会影响的水利工程以及人们生命财产的安全，也影响水利事业的发展。具体来说，影响水利工程建设质量的主要因素体现为五个方面：第一，人员。水利工程建设的参与人员数量众多，构成复杂。从工程的设计人员、管理人员到工程的施工人员，无论哪个环节都对工程质量有着非常重要的影响。因此，要保证工程的施工质量，就需要做好工程参与者多方面的监督⑶。包括他们的来源以及专业技能素质。第二，材料设备。原材料的质量、施工机械的数量与精度会对工程建设的质量有着至关重要的影响，水利工程建设更是如此。在进行水利工程建设时，其原材料以及工程机械的采购必须得保证其质量。这也是确保工程质量的重要前提。第三，施工方式。人员到位，原材料过关，如何施工也很关键。事实证明，很多水利工程质量低下造成隐患的原因就是施工方式的不合理。在确定施工方式时，要结合实际情况，选择最优施工方案。在施工工艺方面，因地制宜，保障质量优良。第四，施工环境。由前文所述可知，对于水利工程而言，其面临着比普通工程建设更为复杂的施工环境。在工程建设过程中会面对各种恶劣的气象环境、气候条件。

第五，工程设计。在水利工程建设中，工程设计的好坏对于工程质量和进度都有着直接的影响。因此，在进行工程设计时，一定要充分考虑工程现场的地形地貌，结合实际情况进行设计。总的来说，水利建设项目国民经济效益和社会效益大，但其本身的财务效益低。水利工程投资规模巨大、施工周期漫长、质量控制要求极高，在施工过程中，对水利工程的施工质量有影响的因素众多。其建造过程中极容易受自然条件变化和社会等因素的严重束缚。目前我国水利工程建设中存在重建轻管、建管不一、手段落后、投资超支、工期拖延等诸多问题⑷。

目前来说，国家政策对水利工程的重视大大地促进了水利工程的发展。我国国土面积广阔，每年由于洪涝造成的损失也相当大，堤防的除险加固迫在眉睫。。在一些重要的城市以及地区，对于堤防工程中的除险加固已经提出了越来越高的要求。在我国，已有的堤防工程逐渐具备了一些特点：很多堤防都是建立在河流附近，并且堤基条件相对复杂，这给堤线选择工作带来了诸多不便，使其选择范围被大大地缩小。通常在堤基施工中，选用的材料多为砂性或卵砾石，它们都是没有经过处理的。堤身质量不满足施工要求，在目前绝大多数的水利工程中，堤防工程的施工是通过逐年加高增厚完成的。堤后坑塘多。当在进行堤防除险加固时，由于缺乏筑堤土料，一般在堤后取土筑堤，取土坑。由于在供应完材料之后，没有及时进行处理，导致洪水发生时，出现各种灾害。情节较为严重的，将会导致大河决堤。以上这些现象就对于堤防除险加固提出了更高的要求。2.3.2农田水利工程现状农业在我国是十分重要的，农田水利工程是改变农村经济的重要方式。我们必须确保农田水利工程的建设质量和安全，保证水利工程的正常运行。水利工程是农业发展必不可少的条件，但近年来我国农田水利工程现状并不容乐观⑸：首先，农田灌溉出现问题。作为灌溉来源的农田水利灌溉工程供水出现明显不足，水源逐渐短缺。随着工业产业的不断增加，城市化建设进程不断加快，在现代化建设进程中，这种矛盾更加突出，甚至成为制约城市发展以及经济发展的阻碍。其次，水资源利用率低。本来就不足的水资源由于水利工程存在的问题，其利用率并不高，还常常会出现工程渗水的状况，浪费了大量宝贵的有效资源。这种状况也加剧了我国农田水利灌溉的缺水程度。再次，配套设施不完备。随着科技的不断进步，很多水利工程的配套设施都暴露出来不够完备的弊端。在进行技术改造时，其进行的又不够彻底，就出现了更多设施问题。比如有灌无排、没有田间工程等等。还有，缺乏管理和监督。在农田水利工程的运行中，很多管理制度不够完善，其建立没有得到足够的重视，在工程运行中就缺乏相应的管理和监督，最终影响了农田水利工程效益的发挥。最后，投入力度不够。在工程设施施工建设时，因为国家、政府等相关部门对农田水利工程不够重视，无论在资金还是在技术方面投入的力度都远远不够，这就造成了农田水利工程施工和运行中缺乏高科技设备的引进，也没有自主的研发能提高水资源利用率的先进技术⑹，这就造成农业生产效率低下，影响了农业产量的提高。2.3.3水利工程建设管理现状现阶段，水利工程管理存在诸多问题，首先缺乏先进的经营管理手段，水利工程建设需工程参建各方完成相关业务办理，积累工程建设过程的各类信息及资料，以使各部门及时掌握水利工程项目的进展，从而提高水利工程建设管理的效率。但是在实际操作中，仍存在水利工程建设管理数据化低下、动态监管不足等问题。当前我国建筑工程中各类施工事故频繁发生，出现这一现象的主要原因就是质量控制不到位，整体质量意识淡薄⑺，运营与管理缺乏灵活性。此外，由于部分水利工程的管理与维修养护经费紧缺，致使水利工程出现严重的老化现象。大部分水利工程在管养方面都没有配备专业的技术人员，致使各类质量问题出现。在水利施工过程中，水利工程管理队伍中缺乏经营管理方面的人才，没监管力度不够，监管规范化、严格化程度低下，监管工作落实不到位，更谈不上发挥监督与管理作用⑻。另外，我国监理市场缺乏规范性，监理工作不到位，缺乏深度和广度，质量控制能力弱，缺乏有效的手段和方法，使得水利工程管理工作无法适应新时期水利经营管理市场的实际需求。正因上述情况，当前我国水利工程现状不尽人意，这些因素给水利工程作用的充分发挥埋下了隐患。3.关于水利工程除险加固3.1水利工程除险加固改造的原因我国不少水利工程建造于上世纪五十到七十年代，经过几十年的运行，很多工程已经不能充分发挥其效益。现阶段，随着科技的发展和进步，各项高科技的施工技术不断涌现，水利工程的施工技术取得了很大程度的发展。但是水利工程在施工中仍旧面临很多问题，加上水位组合变化，工程本身老化，机电设备陈旧，管理设施落后，还有运行标准提高，或工程运行存在问题都告诫我们必须进行除险加固改造⑼。尤其在汛期，由于洪水引发的护岸存在着危险，水利工程除险加固更是一项重要任务，每年的除险加固工作必须加强。3.2水利工程除险加固面临的问题当前，我国的水利工程除险改造任务非常艰巨。除险加固工作所面临的问题也很多，具体说来，其主要体现在如下几个方面：早期建设的水利工程普遍存在以下特点：第一，设计标准低。早期建设的水利工程与现有的水利工程设计与建设标准相比明显偏低。随着水利工程使用年限不断增长，其安全隐患的数量也在不断增多⑽。以钢闸门为例，很多还沿用了上世纪六十年代的设计标准，在很多方面如腐蚀余度的预留等考虑不够周全。随着工程的运行以及时间的推移，隐患爆发，出现各种质量问题显而易见。第二，设备和部件老化。我国好多水利工程建造于上世纪中后期，当时工程建设中所用的设备及机械部件老化、失灵、失控等故障时有发生。当时的施工技术相对落后，施工原材料、零部件的质量又相对较差，如闸门、启闭机等到了今天基本都已经超过使用寿命期限。再加上当时施工时甚至存在边设计边施工的现象，就更加重了水利工程功能老化和下降的问题。4.水利工程除险加固的措施4.1充分考虑除险加固各种风险由于历史原因，中国小型水库普遍存在工程标准偏低、建设质量较差、老化失修严重、配套设施不全等问题，致使水库安全隐患严重，制约着水库效益的发挥。改造水利工程除险加固存在一定的风险，因此，在开展水利工程除险加固改造之前，要充分考虑到可能面临的风险，不打无准备之战。具体而言，可能会出现的风险不外乎如下几个方面：前期工作滞后、开工率和地方资金到位率低、建设进度慢等问题。水利工程项目多规模较大，加上其建设周期长、影响地域范围广，每个水利工程项目都面临大量的风险因素，且这些因素具有特殊性和复杂性。随着科技进步，工程技术日趋复杂，工程设计、工艺等方面的技术以及新的机械设备、建筑材料及施工方法不断推陈出新，也加大了工程的风险⒀。此外，在政策、法律以及资金筹集等方面也会面临这些非技术风险。另外，水利工程内参建人员众多，程投资巨大、涉及面广，一旦发生工程事故，社会影响广泛，损失严重。还有，很多水利工程看似是单项工程，但都不是孤立进行的。在除险改造中，需要多单位共同合作，包括建设单位、协作单位、保险公司等。这些单位共同分享收益，共同承担风险。因此，风险防范又具有多元性。4.2针对不同情况采取不同措施在水利工程的除险改造中，必然会遇到多种不同的问题。而面对这些各异的问题，就需要针对不同情况采取不同措施，做到有的放矢，真正取得良好效果。4.2.1做好护岸墙体垮塌的除险加固对于护岸墙体垮塌，常用的方法是基础换土处理或采用桩基处理⒁。此类加固的原则是“护岸先护”，方法有两种，一是抛石抛笼护脚，或抛枕护脚。二是外销内帮。将崩塌堤岸水上部分的土进行外削以减轻上部重量，并在内坡加大堤身断面，以增强抗洪能力。4.2.2闸门关闭后漏水或渗水的除险加固针对闸门关闭后漏水或渗水，首先要明确原因，一般是闸门上有异物、闸门的止水橡胶被破坏。结合这种实际情况，靠流水的作用清理闸门上的障碍物。关于渗水，当渗水原因是闸门的止水橡胶被破坏时，及时更换新的闸门以补修。还有抢护翼墙，具体措施视情况而定具体措施。如果翼墙的基础没有被撞坏，可以只对被撞坏部位的墙体进行清理，将其改为钢筋混凝土翼墙，并在容易被撞击的地方外包钢板，防止撞碎混凝土。4.2.3土坝裂缝的除险加固针对土坝裂缝，可以采用开挖回填、灌浆及二者结合的方法。利用压力进行土坝灌浆，使浆液通过管道、钻孔并注入坝体裂缝，在压力的作用下析水后密实、胶结，堵塞裂缝，实现加固防渗。灌浆针对土质疏松、施工碾压不实等情况开展。二者结合时，深层灌浆处理，表层开挖回填。4.2.4土坝滑坡的除险加固针对土坝滑坡，设法减小滑动力，增加抗滑力⒃。根据实践经验采取具体的处理措施。可以开挖回填，可以放缓坝坡，可以压重固脚。还可以清淤排水、开沟导渠以及进行裂缝处理。4.2.5土坝渗漏的除险加固对于土坝渗漏，应坚持“上堵下排”的总原则。所谓“上堵”即一靠抛土，二靠粘土铺盖。“下排”的措施具体也有两个，一是挖导渗沟，二是导渗培厚（17）。在加固过程中应视具体情况，选用合适的措施以实现良好的效果。4.3严格规范前期工作，管好用好项目资金在进行除险改造时，要以项目表为依据，开展新出险的小型水库除险加固项目前期工作，编制具体项目实施方案。要加强前期工作质量的过程管理，勘测设计单位要加强现场勘查和技术方案论证，严格按照国家有关设计规范进行设计；技术审查单位在项目审查中，要深入现场了解情况，认真审查设计文件，防止审查走过场；项目审批时，要认真研究设计文件和技术审查意见，发现问题要及时与项目申报单位和审查单位进行沟通，把好审批关。要建立健全前期工作质量责任制，进一步明确设计文件编制、技术审查、项目审批等各环节的责任主体和具体责任。对于项目资金要管好用好。应及时分解下达中央补助资金，加快预算执行进度。完善资金使用管理制度。加强资金监管，通过财政监督、水利稽察等手段，加强对重点风险环节的监控，发挥社会监督的作用。加强绩效考核，引入第三方评估机制。建立健全财政补助资金与使用情况挂钩奖惩机制。加强组织领导，强化统筹协调，层层落实责任，精心组织，提高效率，在保证质量与安全的前提下，加快项目前期工作和工程建设进度，加强建设资金管理，确保病险水库除险加固工作的顺利开展。5.水利工程除险加固处理实例分析5.1工程概况工程位置：绥中县六股河城防堤始建于建国初期。六股河流域总面积3010平方公里，河长163公里，属于山区季节性河流汛期洪水暴涨落，洪水对沿岸冲刷毁坏力巨大。多次加高培厚，从防洪堤的高度上，目前达到了50年一遇的洪水标准，但受当地经济条件及管理体制的限制，防洪堤堤基未做任何防渗处理。地基未作防渗处理一直存在着管涌渗漏隐患。5.2除险加固分析确定病险状况：灌区渠首穿堤涵洞出口右侧50米左右有一个大坑，坑底低于河底高程，涵洞及两侧堤基渗径不足。造成结果：一，长期渗流，造成管涌；二，高水头渗流，造成流土；三，局部地区，接触冲刷。分析确定：参考类似工程经验，结合前述的加固措施，分析确定采用高喷工艺。这种方法优点明显：设备先进、搬迁机动、占地面积小及施工不损坏原有建筑物，施工进度快。且能充填已存在的管涌及渗流通道，弥补穿堤涵洞以及两侧堤基的渗径不足5.3除险加固的方案设计根据确定的高喷灌浆技术，沿河堤纵轴线建造一道紧包涵管四壁的高喷混凝土防渗墙。同时，为达到堤基防渗之目的，在涵洞上、下游建造一个截水墙。以此高喷防渗墙布置在涵洞纵轴方向左右各延伸70m，全长140m。防渗板墙深度依据决口处冲抗状况，在地下呈倒置阶梯布置，距堤顶2．5m，该段堤顶高程18.5m，底高程分别为11.Om，8.5m及5.Om，板墙厚度为20cm。5.4工程加固处理分析通过处理后进行开挖监测以及注水试验，结果显示：本次灌浆所成防渗墙连续并且与涵洞的胶结可靠，墙体结构及抗渗均达到了设计标准。加固处理后年堤内大坑基本干涸，再次放水坝前水位达14.2m时，大坑无管涌及涨水现象，说明工程的高喷灌浆工程发挥了显著的防渗效果。6.结语综上所述，水库除险加固工程从前期工作到项目实施是一个较长的过程，从前期设计到投入使用中都必须高度重视施工过程中常见问题的预防和解决，从每一个细节出发，这样才能够更好的保障水库的除险加固改造工作的成功。

首先，设计上。在工程初步设计阶段，设计单位首先必须对要实施的加固工程进行实地考察，制定切合实际、行之有效的设计方案，这将有利于规避工程实施阶段中可能出现的一系列问题，做好科学的设计、施工方案。

其次，管理上。积极应用先进技术，如应用水利工程建设管理平台，智慧管理工程建设。为解决水利工程建设项目管理领域数字化水平较低、结果性数据上报缺乏动态过程监管，时效性较差，项目各环节存在壁垒，数据应用价值未挖掘利用等问题，水利工程建设管理平台解决方案实现对水利工程建设项目全生命周期动态监管，有效提升监管效率和行业信息化水平。首先，协同流转辅助水利工程建设全生命周期监管。平台提供从项目规划-立项-施工准备-初步设计-建设实施-生产准备-竣工验收-后评价的全生命周期监管，实现项目流程全覆盖；并针对项目建设过程中涉及的行业监管部门、项目法人、施工单位、监理单位、设计单位、质量检测单位等用户配置权限，开放相应功能模块，实现项目参与全覆盖，进而实现监管全覆盖。其次，业务覆盖辅助水利工程建设标准化、精细化监管。针对建设项目管理日常业务需求提供精细化管理支撑，实现项目进度、质量、资金等方面监管。再次，BIM技术辅助水利工程建设全生命周期监管。结合BIM技术，搭建工程建设及运管模型平台，辅助项目各阶段业务开展。再次，监管上。工程建设中，要严格执行水利基本建设项目管理办法，严格落实项目法人责任制、招标投标制、工程建设监理制和合同管理制，规范工程招投标，按照法定程序，选择业绩好、技术力量强的优质施工单位。同时，强化施工过程监管，定期对工程建设进度、质量、安全和扬尘污染防治等进行全面检查，发现问题及时整改，确保项目按时保质完成，并移交运行管理单位。落实管护经费，保证工程建得成、管得好、收益长。另外，区分工程轻重缓急，盯紧关键环节，攻坚完成待实施项目建设任务。对已列入实施方案的待实施项目，逐库组织安全鉴定，限期完成设计方案编制及审批，盯紧项目法人建设管理首要责任，狠抓地方建设资金和工程验收管理，严格质量安全责任和市场主体责任监管，规范建设管理行为，按期完成建设目标任务。进一步争取项目资金，依法依规简化优化基建程序，缩短招标等阶段的时间，在确保工程质量、安全