论文部分内容阅读
【摘 要】 目前，我国许多中小型水库面临严重的安全问题，同一水库多种病险问题同时存在不仅有碍水库自身的运行，而且对下游人民群众的生命财产安全造成严重影响，病险水库的除险加固势在必行。新疆水库同样存在很多安全问题，本文针对新疆中小型水库施工质量差、老化程度高、防洪标准低等问题，结合沁城乡红山水库除险加固实际，提出适于新疆中小型水库的除险加固措施，为今后新疆的病险水库除险加固提供一定的经验基础。
【关键词】 新疆;病险水库;除险加固;措施
新疆地处中国西北边陲，属温带大陆性气候，年平均降水量仅150mm，缺水严重，因此水库对于解决灌区农业缺水问题起着必不可少的重要作用。新疆共485座水库，大部分水库为平原水库，受建设时期经济技术条件制约，坝型以土坝为主，且普遍泄洪能力不足，存在施工质量差、工程老化程度高、防洪标准低等问题[1]。基于新疆水库的这些特点，本文结合沁城乡红山水库除险加固措施设计，总结一些适宜当地特点的主要加固措施，为今后新疆的病险水库除险加固提供一定的经验基础。
1 工程概况
哈密市沁城乡二宫村红山水库1982开工建设，1984年建成投入运行，水库现状灌溉面积为1989亩，对当地农牧业生产及发展起到重要的作用。红山水库位于新疆天山东段的哈尔里克山南坡中、低山地带，距哈密市东北120km。红山水库是一座以灌溉为主的平原区注入式水库，其上游约11km处有射月沟水库，红山水库为射月沟水库的屯蓄水库，水库来水为射月沟水库配水水量。红山水库由主坝、左、右副坝、放水洞、闸房、引水渠、溢洪道组成。主坝为均质土坝，左右副坝均为砂砾石坝，总坝长982m，最大坝高为6m，坝顶宽度为4～5.5m，上游坝坡干砌卵石护坡。放水涵洞为单孔钢筋砼圆涵，涵管直径60cm，全长45.0m。
红山水库存在问题有：大坝填筑质量较差;坝体、坝基和库盆均存在渗漏问题;水库现状坝顶高程不能满足防洪要求，正常运用条件下下游坝坡不满足稳定要求;大坝上游浆砌石护坡部分有挤出现象;下游无排水体在下游坝脚有集中渗漏点;正常运行条件下大坝坝体可能发生渗透破坏;大坝无安全监测设施。溢洪道底板受泄洪水流冲刷，底板凹凸不平;溢洪道两边墙风化剥落、局部垮塌，淤塞溢洪道，影响泄洪，同时影响水库的安全运行。放水涵洞基础沉陷，进出口浆砌石裂缝发育，墙体开裂变形;冻胀引起砂浆剥落。放水涵洞闸门及启闭机失效;闸房需重建。
2 大坝加固设计
2.1坝顶工程
新疆小型水库普遍坝顶太窄，不利于交通抢险，且当最高洪水位时易出现事故。坝顶加宽的同时宜具有向下游一侧1%～2%的倾斜坡度，使雨水能够排至坝坡排水沟;也可以沿坝顶设一条纵向排水。
在坝顶高程不能满足防洪要求时，需增加坝顶高程，一般加设防浪墙。防浪墙设计要满足稳定、强度、抗渗、抗冻、安全以及美观要求。防浪墙墙高一般以1.0～1.2m为宜，当坝顶高程已满足风浪爬高和安全超高要求时，为保证车行人走安全，也宜设置约0.6m高挡墙[2]。
红山水库坝顶工程加固措施为拓宽坝顶宽度、增设防浪墙。
红山水库大坝原坝顶宽4.0～5.5m，除险加固设计将坝顶宽度统一至5m，在坝顶铺设30cm厚的泥结石路面，路面自上游向下游坡度为2%。并在路面的下游侧修砼路沿石，路沿石外为0.3m的路肩宽度。
红山水库经复核坝顶高程不能满足防洪要求，经计算坝顶高程需增加62cm，通过增加坝高和设置防浪墙的方案比较，知：在达到相同的防风浪和安全加高要求的前提下，设置防浪墙更加经济。因此红山水库大坝整治在坝体上游侧增设钢筋混凝土防浪墙，防浪墙高为62cm。
2.2坝坡设计
新疆小型水库土坝大多数压实质量差，坝坡较陡，坝坡稳定安全系数不满足规范要求，一般采用培厚放缓坝坡的措施进行加固。
小型水库土坝护坡大多受到损坏或无护坡，需要修建或新建，可采用30cm干砌石，下铺垫层;也可用预制混凝土块代替干砌石;少数会采用现浇混凝土板，下铺垫层及复合土工膜[2]。
红山水库除险加固工程参照原大坝坝坡、现状水库情况及坝坡抗滑稳定分析结果，确定大坝上游设计坝坡为1：2.5，下游设计坝坡取1：2.0，对上游护坡进行平整，对下游坝坡进行培厚放缓。
大坝上游原来未设护坡，水库运行多年受风、浪淘刷影响，坡面不规整，局部有滑塌现象;根据现场勘查结果，确定大坝上游坝坡按1：2.5坡比将坡面整平后，先铺设复合土工膜，后在土工膜上铺65cm的防冻砂砾石垫层，然后再浇筑15cm砼护坡。整治后大坝浸润线的下游溢出点高度为0m，所以不需要进行排水设计，于下游坝脚处设置浆砌卵石排水沟。
2.3坝体坝坡防渗
病险水库最严重的问题之一就是渗透性不满足要求，坝体容易发生渗流破坏。防渗措施分为垂直方向的防渗措施、水平方向的防渗措施和排水减压措施。
新疆病险水库加固工程垂直方向的防渗措施常采用高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、深层搅拌桩等技术;水平方向的防渗措施采用常规的黏土铺盖斜墙、水中抛土技术，以及复合油毡、塑模等[3];排水减压措施有开挖排水、土工织物的排水措施、利用坝后植被进行排水和降低地下水位等。
红山水库坝体渗透性不满足均质坝的要求。坝基处理未清理砂砾石层，也没有进行截渗处理，坝基渗漏严重。在正常、设计和校核洪水位运用条件下，水库大坝下游坝坡出逸坡降大于坝体土允许渗透比降，大坝坝体可能发生渗流破坏。稳定渗流期，下游坝坡抗滑稳定安全系数小于规范允许值，下游坝坡不稳定。因此应对大坝进行防渗加固处理。
红山水库坝体防渗采用土工膜斜墙防渗，先铺设复合土工膜，在其上回填65cm厚的砂砾石防冻垫层，垫层粒径dmax≤40mm，同时小于0.075mm的细粒含量控制在≤10%，之后再浇筑15cm砼护坡，砼标号C25F200W6，板块尺寸3m×3m，板间设止水缝，板间缝采用高压闭孔板填塞。上游砼护坡从正常蓄水位至死水位设置排水孔，排水孔采用PVC排水花管外包400g/m2的长丝无纺布，再用铅丝缠绕。 由于红山水库地基为砂砾石材料，因此不适合采取垂直防渗的方式，坝基防渗处理采取水平防渗方式。水平防渗可选择全库盘土工膜防渗及坝前铺设一定长度土工膜防渗的方式，由于全库盘铺设土工膜费用较高，故采取铺设一定长度复合土工膜的坝基防渗方式。依据渗流稳定计算确定的土工膜铺设长度小于8倍水头，因此铺设长度定为32m。
3 溢洪道加固设计
由于受建设时期经济技术条件限制，新疆水库溢洪道的高程和断面尺寸大多无法达到防洪标准，有些甚至没有溢洪道等泄洪设施。为保证泄洪能力，应对溢洪道等泄洪设施进行必要的加固及增设。
溢洪道的除险加固不宜设置闸门，应采用开敞式，最好修建在岩石地基上;溢洪道轴线宜取直线;如果溢洪道靠近坝肩，则与大坝连接的导墙、泄槽边墙等必须安全可靠[4]。
红山水库溢洪道为浆砌石结构，调查现状表明溢洪道受冻胀影响浆砌石剥落严重，另外堰体与左岸坡的结合处没有进行工程处理，渗水现象严重，溢洪道末端没有消能措施，对坝脚造成威胁。溢洪道底板受泄洪水流冲刷，底板局部有深0.5m的冲坑，导致底板凹凸不平;溢洪道两边墙因风化剥落导致局部垮塌，淤塞溢洪道，影响泄洪，同时影响水库的安全运行。
红山水库在射月沟水库修建后，成为注入式水库，所以洪量较小，虽然可不设置溢洪道，但考虑到红山水库原有的溢洪道为4m，水库上游还有一定的集雨面积，且新疆地区的洪水洪峰流量较大，溢洪道可作为一种安全储备，因此本次除险加固不改变溢洪道宽度，仍为4m。
溢洪道为开敞正槽溢洪道，溢流堰堰顶高程为1209.48m，全长80m，由进口控制段、泄槽段、消能段、出口段组成。因为原有溢流堰破坏严重，现将原溢流堰挖除改建为驼峰堰，因为驼峰堰设计与施工方便，对地基的要求低，可以适用于软弱地基。溢洪道进口段引水设置八字墙与控制段连接，顶部为交通桥，交通桥为梁板式钢筋砼结构，桥面宽5m。溢洪道泄槽受地形限制为弯道设计，底坡i=1/3，边墙的高度为1m，底板厚度为40cm，每隔4.2m设置伸缩缝。泄槽段总长21m。泄槽末端设置消力池，消力池深0.5m，消力池宽4m，长8m，边墙高度1.5m。消力池后接海漫，底宽4m，纵坡i=1/50，并在海漫末端设置防冲墙，防冲墙为挡土墙形式，在防冲墙末端设置铅丝石笼防冲槽，并将下游天然冲沟整治。
4 放水涵洞加固设计
新疆小型病险水库放水涵洞普遍存在的问题有：洞身出现裂缝、剥落、漏水、侵蚀等;洞身强度降低，无法满足使用要求;周边冲刷破坏从而形成渗漏通道;闸阀锈蚀、变形，启闭机不能正常使用;机房墙体、屋顶损坏，不能正常使用等。
对于涵洞洞身问题，可采用充填灌浆技术进行补强防渗;对于问题严重的防水涵洞，可拆除重建。
对红山水库进行现状调查发现涵洞进水口淤积严重，闸房、放水涵洞为浆砌石结构，从洞口观察洞身，浆砌石砂浆剥落，局部发现裂缝破损严重。放水涵洞基础沉陷，进水口浆砌石裂缝发育，墙体开裂变形，冻胀引起砂浆剥落。涵洞及闸房墙体和房顶均已老化，闸阀锈蚀严重，启闭设备不能正常工作。因此将原有的放水涵洞拆除，在原始的位置处重建一个冲砂、放水涵洞。
水库放水涵洞布置在原放水涵洞处，在大坝右侧，总长57.67m，由进口段、有压涵管段、闸井段、无压涵管段、出口消力池段、海漫段、防冲槽组成。进口段为八字墙进口，长5.4m，纵坡i=0，八字墙由进口宽4m渐变到宽1.2m，边墙厚度0.4m、底板厚0.3m、采用C25钢筋砼衬砌，开挖边坡1：1。有压涵洞段长2.58m，纵坡i=0，城门洞形，净宽1.2m、净高1.8m，边墙、顶板、底板厚为0.3m。管身为C25钢筋砼衬砌。闸井段长5m，宽度4.0m，闸井底板厚为0.8m，闸井内设平板检修和平板工作闸门各一扇。平板检修和平板工作闸门孔口尺寸为1.2×1.2m，采用QL螺杆式启闭机，闸井为全封闭的C25钢筋砼结构。无压涵洞段全长11.41m，纵坡为i=1/50，城门洞结构，净宽1.2m，净高1.8m，底板厚为0.3m。管身衬砌采用为C25钢筋砼衬砌，洞身结构分缝长度为6m，缝宽4cm，缝内设遇水膨胀橡胶止水，高压闭孔板填缝。出口消力池段长15.39m，宽3m，深度1m，消力池采用C25钢筋砼衬砌。放水涵洞主要任务运行期冲砂、放空及农业灌溉用水的取水，冲砂、放水涵洞位于河床冲沟处，农业取用水口位于消力池段，涵洞出口输水渠与冲沟连接，放空、冲砂时水流直接流入下游河道冲沟内。放水洞基础坐落在基岩上，经稳定计算，放水洞满足稳定要求。
5 大坝安全监测设计
水库大坝安全监测设施的埋设能对水库大坝的渗流状况、变形状况、应力应变及温度变化或压力变化状况、环境状况等进行长期的监测，及时为水库大坝的运行提供安全监测，为水库大坝的除险加固工程建设提供可靠的数据参考[5]。
新疆大多数水库缺乏安全监测设施，难以收集水库大坝的安全监测资料，无法为水库的安全运行和除险加固提供数据参考。
红山水库大坝无变形观测设施、渗流观测设备等安全监测设施，不能对大坝的正常运行状况进行监测。
针对此问题，红山水库除险加固工程在大坝上游的放水涵洞附近安放水位标尺一个，以进行水位监测;渗流观测主要包括坝体渗流浸润线坝基渗流量观测，坝体渗流观测横断面选在最大坝高及典型断面处共1处，断面顺水流方向布置渗压计2支。
安全监测过程在观测数据后，应进行资料整编和分析。资料整编包括平时资料整理与定期资料编印。平时资料整理的重点是查证原始观测数据的正确性与准确性;进行观测物理量的计算;填好观测数据记录表格;点绘观测物理量过程线图，考察观测物理量的变化，初步判断是否存在变化异常值。定期资料编印，应在平时资料整理的基础上进行观测物理量的统计，填制物理量统计表。
资料分析通常可采用比较法、作图法、特征值统计法、数学模型法。资料分析首先要对观测物理量随时间空间变化的规律性、特征值的变化规律性、以及理量之间相关关系的变化规律性进行分析，分析中获得观测物理量变化稳定性、趋向性及其与工程安全的关系等结论。之后应将巡视检查成果、观测物理量的分析成果、设计计算复核成果进行比较，以判识土石坝的工作状态、存在异常的部位及其对安全的影响程度与变化趋势等。还应特别注重土石坝施工期和初蓄期的资料分析，其中尤应注意对坝体裂缝、变形、渗流等情况的分析。
6 结语
小型水库除险加固是水利工程建设的重要内容之一，在全国范围内受到了高度重视。水库除险加固后，能够确保发挥其应有的防洪效益和经济效益。新疆病险水库数量较多，除险加固任务艰巨，合理确定除险加固设计方案，是新疆小型病险水库加固工程的关键，对加固工程的顺利实施有重要影响。近年来，新疆很多水库都已经或即将展开除险加固工作，在这些工程中吸取经验，总结出一套适用于新疆地区的除险加固措施，对新疆今后的病险水库整治工作有重要作用，使新疆水库的安全问题可以得到更好的解决。
参考文献：
[1]付剑锋.新疆地区水库的安全问题与对策分析[J].水利科技与经济，2012，18（7）：36-37.
[2]黎运棻.山西省小型水库除险加固初步设计中建筑物设计评述[J].山西水利科技，2013，（1）：1-4.
[3]付剑峰.新疆地区水库的安全问题与对策分析[J].水利科技与经济，2012，18（7）：36-37.
[4]阮树芳，阮征，王文荣.浅析小型水库的除险加固工程[J].价值工程，54-55.
[5]胡干舟，袁湘贻，刘洪滨.浅谈新疆水库大坝安全鉴定中存在的问题[J].新疆水利，2000，（3）：22-24.
【关键词】 新疆;病险水库;除险加固;措施
新疆地处中国西北边陲，属温带大陆性气候，年平均降水量仅150mm，缺水严重，因此水库对于解决灌区农业缺水问题起着必不可少的重要作用。新疆共485座水库，大部分水库为平原水库，受建设时期经济技术条件制约，坝型以土坝为主，且普遍泄洪能力不足，存在施工质量差、工程老化程度高、防洪标准低等问题[1]。基于新疆水库的这些特点，本文结合沁城乡红山水库除险加固措施设计，总结一些适宜当地特点的主要加固措施，为今后新疆的病险水库除险加固提供一定的经验基础。
1 工程概况
哈密市沁城乡二宫村红山水库1982开工建设，1984年建成投入运行，水库现状灌溉面积为1989亩，对当地农牧业生产及发展起到重要的作用。红山水库位于新疆天山东段的哈尔里克山南坡中、低山地带，距哈密市东北120km。红山水库是一座以灌溉为主的平原区注入式水库，其上游约11km处有射月沟水库，红山水库为射月沟水库的屯蓄水库，水库来水为射月沟水库配水水量。红山水库由主坝、左、右副坝、放水洞、闸房、引水渠、溢洪道组成。主坝为均质土坝，左右副坝均为砂砾石坝，总坝长982m，最大坝高为6m，坝顶宽度为4～5.5m，上游坝坡干砌卵石护坡。放水涵洞为单孔钢筋砼圆涵，涵管直径60cm，全长45.0m。
红山水库存在问题有：大坝填筑质量较差;坝体、坝基和库盆均存在渗漏问题;水库现状坝顶高程不能满足防洪要求，正常运用条件下下游坝坡不满足稳定要求;大坝上游浆砌石护坡部分有挤出现象;下游无排水体在下游坝脚有集中渗漏点;正常运行条件下大坝坝体可能发生渗透破坏;大坝无安全监测设施。溢洪道底板受泄洪水流冲刷，底板凹凸不平;溢洪道两边墙风化剥落、局部垮塌，淤塞溢洪道，影响泄洪，同时影响水库的安全运行。放水涵洞基础沉陷，进出口浆砌石裂缝发育，墙体开裂变形;冻胀引起砂浆剥落。放水涵洞闸门及启闭机失效;闸房需重建。
2 大坝加固设计
2.1坝顶工程
新疆小型水库普遍坝顶太窄，不利于交通抢险，且当最高洪水位时易出现事故。坝顶加宽的同时宜具有向下游一侧1%～2%的倾斜坡度，使雨水能够排至坝坡排水沟;也可以沿坝顶设一条纵向排水。
在坝顶高程不能满足防洪要求时，需增加坝顶高程，一般加设防浪墙。防浪墙设计要满足稳定、强度、抗渗、抗冻、安全以及美观要求。防浪墙墙高一般以1.0～1.2m为宜，当坝顶高程已满足风浪爬高和安全超高要求时，为保证车行人走安全，也宜设置约0.6m高挡墙[2]。
红山水库坝顶工程加固措施为拓宽坝顶宽度、增设防浪墙。
红山水库大坝原坝顶宽4.0～5.5m，除险加固设计将坝顶宽度统一至5m，在坝顶铺设30cm厚的泥结石路面，路面自上游向下游坡度为2%。并在路面的下游侧修砼路沿石，路沿石外为0.3m的路肩宽度。
红山水库经复核坝顶高程不能满足防洪要求，经计算坝顶高程需增加62cm，通过增加坝高和设置防浪墙的方案比较，知：在达到相同的防风浪和安全加高要求的前提下，设置防浪墙更加经济。因此红山水库大坝整治在坝体上游侧增设钢筋混凝土防浪墙，防浪墙高为62cm。
2.2坝坡设计
新疆小型水库土坝大多数压实质量差，坝坡较陡，坝坡稳定安全系数不满足规范要求，一般采用培厚放缓坝坡的措施进行加固。
小型水库土坝护坡大多受到损坏或无护坡，需要修建或新建，可采用30cm干砌石，下铺垫层;也可用预制混凝土块代替干砌石;少数会采用现浇混凝土板，下铺垫层及复合土工膜[2]。
红山水库除险加固工程参照原大坝坝坡、现状水库情况及坝坡抗滑稳定分析结果，确定大坝上游设计坝坡为1：2.5，下游设计坝坡取1：2.0，对上游护坡进行平整，对下游坝坡进行培厚放缓。
大坝上游原来未设护坡，水库运行多年受风、浪淘刷影响，坡面不规整，局部有滑塌现象;根据现场勘查结果，确定大坝上游坝坡按1：2.5坡比将坡面整平后，先铺设复合土工膜，后在土工膜上铺65cm的防冻砂砾石垫层，然后再浇筑15cm砼护坡。整治后大坝浸润线的下游溢出点高度为0m，所以不需要进行排水设计，于下游坝脚处设置浆砌卵石排水沟。
2.3坝体坝坡防渗
病险水库最严重的问题之一就是渗透性不满足要求，坝体容易发生渗流破坏。防渗措施分为垂直方向的防渗措施、水平方向的防渗措施和排水减压措施。
新疆病险水库加固工程垂直方向的防渗措施常采用高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、深层搅拌桩等技术;水平方向的防渗措施采用常规的黏土铺盖斜墙、水中抛土技术，以及复合油毡、塑模等[3];排水减压措施有开挖排水、土工织物的排水措施、利用坝后植被进行排水和降低地下水位等。
红山水库坝体渗透性不满足均质坝的要求。坝基处理未清理砂砾石层，也没有进行截渗处理，坝基渗漏严重。在正常、设计和校核洪水位运用条件下，水库大坝下游坝坡出逸坡降大于坝体土允许渗透比降，大坝坝体可能发生渗流破坏。稳定渗流期，下游坝坡抗滑稳定安全系数小于规范允许值，下游坝坡不稳定。因此应对大坝进行防渗加固处理。
红山水库坝体防渗采用土工膜斜墙防渗，先铺设复合土工膜，在其上回填65cm厚的砂砾石防冻垫层，垫层粒径dmax≤40mm，同时小于0.075mm的细粒含量控制在≤10%，之后再浇筑15cm砼护坡，砼标号C25F200W6，板块尺寸3m×3m，板间设止水缝，板间缝采用高压闭孔板填塞。上游砼护坡从正常蓄水位至死水位设置排水孔，排水孔采用PVC排水花管外包400g/m2的长丝无纺布，再用铅丝缠绕。 由于红山水库地基为砂砾石材料，因此不适合采取垂直防渗的方式，坝基防渗处理采取水平防渗方式。水平防渗可选择全库盘土工膜防渗及坝前铺设一定长度土工膜防渗的方式，由于全库盘铺设土工膜费用较高，故采取铺设一定长度复合土工膜的坝基防渗方式。依据渗流稳定计算确定的土工膜铺设长度小于8倍水头，因此铺设长度定为32m。
3 溢洪道加固设计
由于受建设时期经济技术条件限制，新疆水库溢洪道的高程和断面尺寸大多无法达到防洪标准，有些甚至没有溢洪道等泄洪设施。为保证泄洪能力，应对溢洪道等泄洪设施进行必要的加固及增设。
溢洪道的除险加固不宜设置闸门，应采用开敞式，最好修建在岩石地基上;溢洪道轴线宜取直线;如果溢洪道靠近坝肩，则与大坝连接的导墙、泄槽边墙等必须安全可靠[4]。
红山水库溢洪道为浆砌石结构，调查现状表明溢洪道受冻胀影响浆砌石剥落严重，另外堰体与左岸坡的结合处没有进行工程处理，渗水现象严重，溢洪道末端没有消能措施，对坝脚造成威胁。溢洪道底板受泄洪水流冲刷，底板局部有深0.5m的冲坑，导致底板凹凸不平;溢洪道两边墙因风化剥落导致局部垮塌，淤塞溢洪道，影响泄洪，同时影响水库的安全运行。
红山水库在射月沟水库修建后，成为注入式水库，所以洪量较小，虽然可不设置溢洪道，但考虑到红山水库原有的溢洪道为4m，水库上游还有一定的集雨面积，且新疆地区的洪水洪峰流量较大，溢洪道可作为一种安全储备，因此本次除险加固不改变溢洪道宽度，仍为4m。
溢洪道为开敞正槽溢洪道，溢流堰堰顶高程为1209.48m，全长80m，由进口控制段、泄槽段、消能段、出口段组成。因为原有溢流堰破坏严重，现将原溢流堰挖除改建为驼峰堰，因为驼峰堰设计与施工方便，对地基的要求低，可以适用于软弱地基。溢洪道进口段引水设置八字墙与控制段连接，顶部为交通桥，交通桥为梁板式钢筋砼结构，桥面宽5m。溢洪道泄槽受地形限制为弯道设计，底坡i=1/3，边墙的高度为1m，底板厚度为40cm，每隔4.2m设置伸缩缝。泄槽段总长21m。泄槽末端设置消力池，消力池深0.5m，消力池宽4m，长8m，边墙高度1.5m。消力池后接海漫，底宽4m，纵坡i=1/50，并在海漫末端设置防冲墙，防冲墙为挡土墙形式，在防冲墙末端设置铅丝石笼防冲槽，并将下游天然冲沟整治。
4 放水涵洞加固设计
新疆小型病险水库放水涵洞普遍存在的问题有：洞身出现裂缝、剥落、漏水、侵蚀等;洞身强度降低，无法满足使用要求;周边冲刷破坏从而形成渗漏通道;闸阀锈蚀、变形，启闭机不能正常使用;机房墙体、屋顶损坏，不能正常使用等。
对于涵洞洞身问题，可采用充填灌浆技术进行补强防渗;对于问题严重的防水涵洞，可拆除重建。
对红山水库进行现状调查发现涵洞进水口淤积严重，闸房、放水涵洞为浆砌石结构，从洞口观察洞身，浆砌石砂浆剥落，局部发现裂缝破损严重。放水涵洞基础沉陷，进水口浆砌石裂缝发育，墙体开裂变形，冻胀引起砂浆剥落。涵洞及闸房墙体和房顶均已老化，闸阀锈蚀严重，启闭设备不能正常工作。因此将原有的放水涵洞拆除，在原始的位置处重建一个冲砂、放水涵洞。
水库放水涵洞布置在原放水涵洞处，在大坝右侧，总长57.67m，由进口段、有压涵管段、闸井段、无压涵管段、出口消力池段、海漫段、防冲槽组成。进口段为八字墙进口，长5.4m，纵坡i=0，八字墙由进口宽4m渐变到宽1.2m，边墙厚度0.4m、底板厚0.3m、采用C25钢筋砼衬砌，开挖边坡1：1。有压涵洞段长2.58m，纵坡i=0，城门洞形，净宽1.2m、净高1.8m，边墙、顶板、底板厚为0.3m。管身为C25钢筋砼衬砌。闸井段长5m，宽度4.0m，闸井底板厚为0.8m，闸井内设平板检修和平板工作闸门各一扇。平板检修和平板工作闸门孔口尺寸为1.2×1.2m，采用QL螺杆式启闭机，闸井为全封闭的C25钢筋砼结构。无压涵洞段全长11.41m，纵坡为i=1/50，城门洞结构，净宽1.2m，净高1.8m，底板厚为0.3m。管身衬砌采用为C25钢筋砼衬砌，洞身结构分缝长度为6m，缝宽4cm，缝内设遇水膨胀橡胶止水，高压闭孔板填缝。出口消力池段长15.39m，宽3m，深度1m，消力池采用C25钢筋砼衬砌。放水涵洞主要任务运行期冲砂、放空及农业灌溉用水的取水，冲砂、放水涵洞位于河床冲沟处，农业取用水口位于消力池段，涵洞出口输水渠与冲沟连接，放空、冲砂时水流直接流入下游河道冲沟内。放水洞基础坐落在基岩上，经稳定计算，放水洞满足稳定要求。
5 大坝安全监测设计
水库大坝安全监测设施的埋设能对水库大坝的渗流状况、变形状况、应力应变及温度变化或压力变化状况、环境状况等进行长期的监测，及时为水库大坝的运行提供安全监测，为水库大坝的除险加固工程建设提供可靠的数据参考[5]。
新疆大多数水库缺乏安全监测设施，难以收集水库大坝的安全监测资料，无法为水库的安全运行和除险加固提供数据参考。
红山水库大坝无变形观测设施、渗流观测设备等安全监测设施，不能对大坝的正常运行状况进行监测。
针对此问题，红山水库除险加固工程在大坝上游的放水涵洞附近安放水位标尺一个，以进行水位监测;渗流观测主要包括坝体渗流浸润线坝基渗流量观测，坝体渗流观测横断面选在最大坝高及典型断面处共1处，断面顺水流方向布置渗压计2支。
安全监测过程在观测数据后，应进行资料整编和分析。资料整编包括平时资料整理与定期资料编印。平时资料整理的重点是查证原始观测数据的正确性与准确性;进行观测物理量的计算;填好观测数据记录表格;点绘观测物理量过程线图，考察观测物理量的变化，初步判断是否存在变化异常值。定期资料编印，应在平时资料整理的基础上进行观测物理量的统计，填制物理量统计表。
资料分析通常可采用比较法、作图法、特征值统计法、数学模型法。资料分析首先要对观测物理量随时间空间变化的规律性、特征值的变化规律性、以及理量之间相关关系的变化规律性进行分析，分析中获得观测物理量变化稳定性、趋向性及其与工程安全的关系等结论。之后应将巡视检查成果、观测物理量的分析成果、设计计算复核成果进行比较，以判识土石坝的工作状态、存在异常的部位及其对安全的影响程度与变化趋势等。还应特别注重土石坝施工期和初蓄期的资料分析，其中尤应注意对坝体裂缝、变形、渗流等情况的分析。
6 结语
小型水库除险加固是水利工程建设的重要内容之一，在全国范围内受到了高度重视。水库除险加固后，能够确保发挥其应有的防洪效益和经济效益。新疆病险水库数量较多，除险加固任务艰巨，合理确定除险加固设计方案，是新疆小型病险水库加固工程的关键，对加固工程的顺利实施有重要影响。近年来，新疆很多水库都已经或即将展开除险加固工作，在这些工程中吸取经验，总结出一套适用于新疆地区的除险加固措施，对新疆今后的病险水库整治工作有重要作用，使新疆水库的安全问题可以得到更好的解决。
参考文献：
[1]付剑锋.新疆地区水库的安全问题与对策分析[J].水利科技与经济，2012，18（7）：36-37.
[2]黎运棻.山西省小型水库除险加固初步设计中建筑物设计评述[J].山西水利科技，2013，（1）：1-4.
[3]付剑峰.新疆地区水库的安全问题与对策分析[J].水利科技与经济，2012，18（7）：36-37.
[4]阮树芳，阮征，王文荣.浅析小型水库的除险加固工程[J].价值工程，54-55.
[5]胡干舟，袁湘贻，刘洪滨.浅谈新疆水库大坝安全鉴定中存在的问题[J].新疆水利，2000，（3）：22-24.