某工程除险加固方案的比较和选择

水库大坝欠高，防洪安全问题非常突出。为使水库除险保安，可采取三种措施进行处理：方案一是保持现有溢洪道的规模，加高大坝，增加调洪库容；方案二是保持现有的坝顶高程不变，增加和扩大溢洪道的泄洪能力；方案三是完建现有溢洪道，坝顶新建防浪墙来满足水库防洪要求。

（1）方案设计
采用此项措施，在对溢洪道进水渠进行整修衬砌后，根据调洪演算结果，设计洪水位190.88m，校核洪水位191.56m，经复核所需坝顶高程为192.44m，对比现状坝顶高程191.4m,大坝需加高1.04m。加坝时先清除坝下游坡面草皮，将现有坝轴线向下游平行移动0.75m，自下游坝坡脚加高大坝。坝外坡统一培厚成1:2.5的坡度，坝顶宽度由3.5m培宽至5m。大坝加高后坝顶长度为447m，比现有坝顶长度增加22m。
（2）方案分析
经计算，采用此项措施对比工程量(仅列出与其它方案不同部分，下同)为坝外坡土方开挖810m3，土方回填13500m3，草皮护坡3400m2，砼118m3，反滤料117m3，伸缩缝19m2，模板21m2，挖压占地7亩，对比造价（直接工程费，下同）38.05万元。
此方案存在着以下缺点：土方开采回填量大，坝坡施工面狭窄，不利于机械化施工,施工程序多，施工控制环节多，影响施工质量因素多。由于需开采大量的土料，大坝培厚加高后坝顶和坝脚向外延伸距离远，扰动地表面积大，水土流失治理费用也高。但有利于大坝的渗流稳定和边坡抗滑稳定。

（1）方案设计
在保持现有坝顶高程不变的情况下，经调洪演算，需将溢洪道扩宽到55m，以增加泄洪能力。溢洪道各部分结构型式与尺寸拟定如下：进水渠为梯形断面，底宽55m，边坡1:1，纵坡1/500，长120m；泄水槽为矩形断面，宽55m，纵坡1:6，落差10.5m，水平长63m；消力池为矩形断面，宽55m，池深为0.7m，池长为9m。出水渠为梯形断面，底宽55m，边坡1:1,纵坡1/500，衬砌长30m。其余进水渠渠尾、泄水槽、消力池全部采用砼衬砌。同时对坝外坡用代料进行培土帮厚，整修成1:2.5的统一坡度，坝顶宽度由3.5m扩宽至5m。
（2）方案分析
经计算，采用此项措施对比工程量为溢洪道新增土石方开挖15280m3，砼1183m3，浆砌石248m3，Ф110PVC管208m，反滤料168.8m3，反滤土工布68.8m2，模板812m2，伸缩缝118.4m2，钢筋35t，挖压占地8.8亩，对比造价108.09万元。
此方案存在着以下缺点：根据地形条件，溢洪道只能向右岸延伸进行扩宽，而右岸是较高的岩土丘岗，每扩一米都非常困难，土石方开挖量大，施工难度高,同时右岸削坡后的高边坡治理费用也很高。由于溢洪道宽度大，基岩风化严重，开挖和衬砌方量均很大。溢洪道扩宽后,位于溢洪道上的交通桥的跨度将达到55m，其工程量及投资远远超于现溢洪道交通桥的规模。同时产生的弃渣量大，扰动地表面积大，水土流失治理费用高，而且此方案的对比造价远大于其他两个方案的对比造价。

（1）方案设计
采用此项措施，在对溢洪道进水渠进行整修衬砌后，根据调洪演算结果，设计洪水位190.88m，校核洪水位191.56m，经复核所需坝顶高程为192.44m，对比现状坝顶高程191.4m,大坝需加高1.04m。计划在原坝顶上加0.2m厚的泥结石路面并在坝顶上游侧修建净高0.9m的防浪墙来满足坝顶高程要求。根据《碾压土石坝设计规范》，在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。现有坝顶上加0.2m厚的泥结石路面后坝顶高程达到191.6m满足规范要求，防浪墙顶高程192.5m。防浪墙采用现浇C20钢筋砼，墙厚0.3m，墙顶宽0.45m，墙高1.4m，底板厚0.3—0.4m，底板宽1.6m，防浪墙整体高1.8m。同时对坝外坡用代料进行培土帮厚，整修成1:2.5的统一坡度，坝顶宽度由3.5m扩宽至5m。
（2）方案分析
经计算，采用此项措施对比工程量为土方开挖529.1m3，砼437.2m3，橡胶止水65.2m，伸缩缝29.2m2，模板1559.2m2，钢筋17.5t,对比造价31.28万元。
此方案的优点是，不仅能够解决水库防洪能力不足问题，而且在经济上要明显优越于前两个方案。同时由于各个作业面可以同时展开，工期比其它两方案短。在坝顶上游侧修建防浪墙，一是可以满足水库防洪要求，二是可以保证坝顶交通安全。
纵观三种除险加固方案，在技术上均可行。从投资上对比，方案二最大，不可取,方案一次之，方案三最小，三种方案的主要工程量和投资（仅列出不同部分）比较见表4—1。

     

     

     

从施工条件上看，方案一和方案二土石方量均很大，扰动地表面积大，施工条件差。从工期限上对比，方案三由于各个作业面可以同时展开，工期比其它两方案短。
综上所述，从技术可行、利于施工、注重除险、经济优越等方面考虑，推荐采用方案三即新建防浪墙方案。