內容簡介
《病險水庫土石壩加固設計30例》介紹了河北省30座病險土石壩壩體的除險加固設計，對各水庫的概況及存在問題進行了分析，均找出了壩體病因。經對加固設計進行多方案比選，對推薦加固方案進行深入研究，並付諸於工程實踐，通過檢查觀測均達到了除險加固的目的。該書內容全面、系統，具有較高的實用和借鑑價值。全書共分32章，基本上涵蓋了土石壩壩體除險加固技術中的大部分最佳化可行的方案，包含了加固方案選擇、壩坡抗滑穩定、壩基防滲型式、大壩觀測設施配備和施工技術要求等具體的工程技術。《病險水庫土石壩加固設計30例》可供從事水利水電規劃、設計、施工和其他工程技術人員使用，亦可供大專院校相關專業師生參考。
作者簡介
顧輝，男，1951年生，河北人，正高級工程師。中共黨員。1976年畢業於華北水利水電學院農田水利專業。現任水利部河北水利水電勘測設計研究院院長、黨委書記；河北院專家委員會主任；《水科學與工程技術》編輯部主編、天津大學、三峽大學、華北水利水電學院兼職教授。曾任設計院總工程師，國家重點水利工程桃林口水庫建設指揮部副主任。30多年來一直從事水利水電事業。主持完成了大型水利工程設計與建設10餘項，獲國家。省部級科技進步獎21項，發表學術論文138篇，出版著作12部。主要著述有：《岩基上重力壩抗滑機理分析及提高安全度對策》、《水利科技與工程設計》、《寒冷地區碾壓混凝土築壩技術》、《水工建築物最佳化設計》等。曾獲天津市勞動模範，河北省水利學術帶頭人、水利部南水北調工程規劃先進個人，全國水利行業優秀院長、優秀中青年技術人員、河北省有突出貢獻的中青年專家，享受國務院特殊津貼、省管優秀專家、優秀專業技術人才及共和國60年功勳文藝家等榮譽稱號。陳衛國，男，1971年生，河北青龍人。工程碩士學位。水工建築專業高級工程師、註冊土木工程師（水利水電水工結構專業）、國家一級註冊結構工程師，現任水利部河北水利水電勘測設計研究院技術質量部部長，兼任天津國騰公路設計分院院長。長期從事水利水電工程設計及管理工作，積累了豐富的工程經驗。曾主持完成20餘項大中型水利工程設計，完成大型工程項目包括南水北調中線京石段應急供水工程渡槽、倒虹吸等大型水工建築物設計；主持和參加完成近10餘座大中型水庫除險加固工程。在公開發行刊物發表有一定學術水平的論文10餘篇。
目錄
序第1章概述1.1土石壩除險加固的歷史背景1.2影響土石壩水庫健康因素及存在的主要問題1.3土石壩除險加固方案確定的影響因素1.4中小型水庫除險加固中地質勘察工作的必要性1.5工程設計人員需具有強烈的責任感第2章黃壁莊水庫均質土壩加固設計2.1工程概況2.2副壩存在的主要問題2.3工程地質2.4副壩防滲加固設計方案比選2.5加固設計依據2.6混凝土防滲牆結構設計2.7滲流計算2.8防滲牆下基岩灌漿設計2.9壩體穩定計算2.10應力變形計算2.11塌坑情況及處理措施2.12觀測設計及觀測資料分析2.13副壩整體安全性分析與評價第3章崗南水庫大壩加固設計3.1工程概況3.2工程地質3.3加固工程方案比選3.4大壩加高方案選擇3.5大壩加高工程設計3.6觀測設計第4章王快水庫斜牆壩加固設計4.1工程概況4.2工程地質4.3加固工程方案比選4.4大壩加固工程設計4.5觀測設計第5章西大洋水庫均質土壩加固設計5.1工程概況5.2工程地質5.3工程加固方案比選5.4大壩加固工程設計第6章陡河水庫均質土壩加固設計6.1工程概況6.2滑坡震害現象6.3滑動層面、滑動範圍與滑裂面形狀6.4滑坡原因分析6.5樁號O+167壩段液化滑坡影響因素分析6.6大壩抗震加固工程設計6.7結束語第7章邱莊水庫均質土壩加固設計7.1工程概況7.2工程地質7.3大壩基礎防滲加固設計7.4大壩加高加固設計第8章洋河水庫粘土斜牆壩加固設計8.1工程概況8.2工程地質8.3大壩加固工程設計第9章雲州水庫均質土壩加固設計9.1工程概況9.2工程地質9.3大壩除險加固方案比選9.4大壩除險加固設計9.5大壩安全監測設計第10章廟宮水庫均質土壩加固設計10.1工程概況10.2工程地質10.3大壩加固設計10.4大壩安全監測設計第11章友誼水庫均質土壩加固設計11.1工程概況11.2工程地質11.3加固工程方案比選11.4攔河壩加固工程設計第12章臨城水庫粘土斜牆壩及均質土壩加固設計12.1工程概況12.2工程地質12.3加固設計方案比選12.4大壩加固設計12.5大壩安全監測設計第13章東武仕水庫均質土壩加固設計13.1工程概況13.2工程地質13.3大壩加固工程設計第14章亂木水庫均質土壩加固設計14.1工程概況14.2工程地質14.3大壩加固設計第15章大慶水庫粘土心牆壩加固設計15.1工程概況15.2工程地質15.3攔河壩加固設計15.4安全監測第16章馬河水庫粘土斜牆壩加固設計16.1工程概況16.2工程地質16.3副壩加固工程設計第17章黃蓋淖水庫均質土壩加固設計17.1工程概況17.2工程地質17.3攔河壩加固設計第18章壺流河水庫均質土壩加固設計18.1工程概況18.2工程地質18.3攔河壩加固工程設計第19章西洋河水庫均質土壩加固設計19.1工程概況19.2工程地質19.3提高保壩標準加固方案比選19.4大壩加固設計第20章大青溝水庫粘土心牆壩加固設計20.1工程概況20.2工程存在的主要問題20.3工程地質20.4工程加固設計方案比選20.5攔河壩加固工程設計第21章釣魚台水庫均質土壩加固設計21.1工程概況21.2工程地質21.3攔河壩加固工程設計第22章瀑河水庫均質土壩除險加固設計22.1工程概況22.2工程存在的主要問題22.3水庫滲漏和發生管涌原因分析22.4庫區防滲處理方案比較22.5土工膜水平防滲方案設計第23章橫山嶺水庫粘土斜牆壩加固設計23.1工程概況23.2工程地質23.3加固設計依據23.4主壩加固設計23.5副壩加固設計第24章小所莊水庫均質土壩加固設計24.1工程概況24.2水庫存在的主要問題24.3工程地質24.4攔河壩現狀覆核24.5方案比選及工程加固設計第25章下窪水庫粘土斜牆壩加固設計25.1工程概況25.2水庫存在的主要問題25.3工程地質25.4攔河壩現狀覆核25.5方案比選及加固設計第26章野雞店水庫粘土斜牆壩加固設計第27章韓江峪水庫粘土心牆壩加固設計第28章劉黑石水庫粘土心牆壩加固設計第29章洗馬林水庫粘土心牆壩加固設計第30章下花園車道溝水庫均質土壩加固設計第31章抄道溝水庫堆石壩加固設計第32章主要加固方案技術總結編後語
前言
我國已建成各類水庫8．5萬餘座，是世界上水庫數量最多的國家。這些水庫在防洪、灌溉、供水、發電、保護生態，特別是改善農民生產生活條件和促進農村經濟持續穩定發展等方面發揮了重要作用。然而，我國人均水庫容量仍然遠低於已開發國家。2007年，我國水庫總庫容634．5km3，大壩和水庫可調節的水量不足300km3，人均庫容僅484m3，遠低於已開發國家人均2000m3。左右的調蓄水平，因此我國防洪抗旱減災的形勢依然嚴峻。夏季，仍有不少地方洪水告急，春季也經常看到很多城市和農村缺水。面對全球氣候變化、城市化等新形勢以及水安全、糧食安全、能源安全、生態安全等重大民生問題，把水庫大壩建設好、運行好、維護好是中國水利人在21世紀的重任之一。人食五穀而生百病，水庫大壩利萬物而有百患。與美國等西方已開發國家一樣，我國的水庫大壩約30％有各種病險。全國病險水庫總數達3萬多座，其中土石壩約占95％，多數修建於20世紀50～70年代。受當時客觀條件的限制，很多水庫在修建時沒有按照基本建設程式進行設計審批、施工監督和驗收，在安全方面存在不少問題。大量的病險水庫，多是普通病、多發病、常見病，治病的方式多是普通的方法、常見的方法，在這方面國內外積累了大量的經驗、發展了豐富的經過考驗的技術，但也有需要採用新標準的大壩和患有各種疑難雜症的大壩。前者是算經濟賬的問題，後者是常治常病，常病常治，需要認真總結、尋找針對性的解決方案。對於前者，有的是經過長期運行，建設標準與當前的設計、施工、運行管理標準相差甚遠，需要在細緻覆核的基礎上全面治理，達到新壩的標準，使大壩進入新的經濟使用壽命周期；後者則是需要全面論證，重點突破，全面治理。但也有極少的例子，或者是經濟較寬裕，或者是治舊壩太難，以及其他原因，採用了拆除重建方案。水庫大壩除險加固既是國際大壩界的新問題，同時也是舊問題，但如果尋求各個工程的最佳解決方案，對全世界而言，常常又是極具挑戰性的難題。很高興看到本書作者能根據新中國成立以來河北省30餘座大中型土石壩除險加固的工程實例，進行較深入的總結與探索。作者經驗豐富，有很強的實踐經驗，編著此書傾注了大量心血，其嚴謹和勇於創新的精神值得敬佩。為本書作序，深感力不從心。但相信本書的出版會對國內外除險加固工程具有較大的參考價值和重要的借鑑意義，也期望有更多的專著出版，以促進我國及世界水庫大壩事業更好地發展。
精彩書摘
（1）無溶洞、無防滲牆工況。 1）滲流場分布特徵。由於鋪蓋和壩體土的低滲透性，對水的抗滲作用很明顯。地下水頭在鋪蓋和壩體內降幅較大，這一帶的水位等值線比較密集，地下水頭等值線大致呈水平方向分布，表明庫水主要沿垂向滲透。向下部因有滲透性大的地層，如砂層、礫卵石層的分布，地下水頭的降幅變緩，加之底部基岩滲透性很小，使地下水的滲流方向逐漸轉向以水平方向為主，垂向的流速很小，地下水頭等值線在水平方向逐漸呈等間距分布，且水位等值線較稀疏、均勻。這些分布規律也恰好反映了滲透介質在垂直方向上的非均勻性，而在水平順岩層方向是均勻的。2）水力梯度分布特徵。受下部滲透性大的砂礫石層的影響，上部的壩體上和壩基土以及表層土內水位線密集，水力梯度較大，是高水力梯度值集中的區域，水力梯度最大值J=1．958，位於壩的上游坡腳與鋪蓋附近。壩體內的水力梯度J分布在0．5～1範圍內。壩基以下的水力梯度小於0．03，越靠近下游，水力梯度越低。在下部的砂礫石層內，水力梯度較小。（2）有溶洞、有防滲牆工況。1）地下水分布特徵。當防滲牆從壩頂129～67m高程時，防滲牆貫穿地層中的壤土層、中粗砂層、礫石層、卵石層，直接與岩石層相接，阻擋了地下水滲透的強通道。由於防滲牆的阻水作用，使其上游一帶的地下水壅高，地下水頭變幅很小，水頭等值線變得稀疏。在防滲牆部位，地下水頭削減較大，等值線密集，呈豎直分布。由於防滲牆的滲透阻力大，地下水通過下部的基岩層發生繞滲，因此地下水頭等值線在防滲牆底部以下岩層又變得相對稀疏，而防滲牆下方的岩層中，溶洞滲透性很大，地下水等值線在溶洞附近發生彎曲，其附近的地下水頭等值線逐漸轉向水平方向。
