小型病险水库除险加固技术研究马继吕

发表时间:2020/6/16   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷3月第7期   作者:马继吕
[导读] 我国建设的水库类型大部分都是小型水库

         摘要:我国建设的水库类型大部分都是小型水库,它们被分布在各个地区,并带动着为当地的经济发展。但是,由于各种因素的影响,导致多数小型水库发生病险问题,影响当地经济的发展,因此,迫切需要对其病险进行加固处理。文章通过对小型病险水库的形成原因进行了分析,并提出了加固水库的技术,以确保水库的正常运行。
         关键词:小型;病险;水库;除险;加固
1.小型病险水库的特点
1.1缺乏较强的防洪能力
         (1)以前水库的防洪设计标准与现行要求不相符,无法满足实际需求; (2)坝顶高度不具备正常挡水的能力,导致洪水漫过顶,引发溃坝安全事故;(3)没有健全的排洪设施,溢洪道断面尺寸较小、河道淤积等,均会降低过流能力。
1.2渗流缺乏安全性
         (1)坝体非常单薄,坝体土壤材料的渗透系数过高,下游坝脚排水棱柱被破坏等,都会引起下游坝体渗透线升高,致使坝坡散浸;(2)坝体发生沉降变形问题,导致裂缝越来越严重,水顺着裂缝慢慢流出水库;(3) 以前的勘探技术水平较低,缺乏对坝基和岸坡地质条件的深入了解,没有采取截渗措施对其进行处理,导致水库中的水顺着风化岩层和裂缝处流出来,造成坝基、坝肩出现严重渗漏;(4)下游坝坡土壤流失严重,下游坝脚管涌,导致坝体和坝基被严重破坏。
1.3结构缺乏安全性
1.3.1土石坝结构安全问题
         (1)因坝坡太陡,下游坝体渗透线高,坝基上分布着高含水量的淤泥层,通过对坝坡抗滑能力进行分析发现其与现行的规定不相符;(2)由于坝体填土后出现固结沉降问题,在加上地下水的持续渗透,使得坝体出现变形,并发生滑坡、塌陷等问题。
1.3.2溢洪道结构安全问题
         一般,小型水库都是使用开敞式的溢洪道,且基本都是宽顶堰结构的。由于以前的经济并不发达,溢洪道的建设结构大多是砖石结构。该病险的主要特征如下:(1)没有设置相应的溢洪道,不能完成水库正常排洪任务;(2)设置的结构缺乏合理性,不能正常运行;(3)进水口严重淤积,溢流段过小,无法完成水库排洪任务;(4)渠道没有衬里,长满杂草,致使过流能力偏低;(5)衬砌结构和耗能设备被严重损坏;(6)岸坡严重塌陷。
1.3.2输水涵管结构安全问题
         目前,小型水库基本都设置了坝下水涵管,以完成下游灌溉需求。由于各种原因的影响,导致洞壁中存在较多裂缝,洞体慢慢渗漏、取水设施落后等问题。
1.4抗震性能不高
         在设计小型水库时,并未将地震的危害考虑在内,也未采取相应的措施来防范地震,在发生地震后,会出现水库坝基或坝底砂层液化以及坝坡失衡等病害。
1.5金属结构老化
         与大中型水库相比,小型水库的金属结构面积小、数量少、维护难度大,像具备涵管和闸门的水库,由于未得到及时修缮,闸门、埋藏的零件等已发生老化和腐蚀问题,导致闸门无法正常打开和关闭等问题,无法正常运行。
1.6安全管理落后
         与大中型水库相比,小型水库在安全管理方面存在的问题非常多,主要包括以下几个方面:(1)缺乏健全的管理机构,管理人员的技术素质普遍不高,管理工作基本由所在地的乡镇进行管理,负责管理的人员专业技术能力不高,有些水库还存在无专人管理的问题;(2)小型水库主要服务于农业生产,水库经济条件普遍偏低,用于维护管理的资金短缺,长时间带病运行,导致供水效率偏低;(3)管理方式停滞不前,多数小型水库没有设置专门的管理室,用于监测、通讯的设备较为短缺,导致在后期的防洪工作中存在较大的安全隐患;(4)存在跨区域管理的问题,且产权缺乏明确性,部分小型水库的所有权和使用权在不同的地方,因此无法对水库进行有效管理;(5)用于小型水库建设和运行管理的材料稀缺,导致日常维护工作无法正常开展。


2.小型病险水库除险加固技术
2.1防洪安全加固
         (1)加高大坝,当实际坝顶的高度比计算的标高低时,可以对坝顶路面进行改造,并在上游增加一个高度不大于1.2 m的混凝土防浪墙;如果大坝实际高度和计算高度误差不大时,可以通过坝顶戴帽的方式完成加高,通常加高2?3 m即可;当大坝顶部的实际高度与计算高程差距较大时,可以对坝坡进行培厚加高处理;(2)对溢洪道泄洪能力进行提高,根据实际情况,通过对过流断面进行加大、对溢洪道进行改造重建等对策,使溢洪道泄洪能力得到增强;有效将大坝加高与提高溢洪道排洪能力进行结合,可以对大坝上游或下游进行增厚和加高处理,如果大坝上游边坡防滑稳定性达不到相关标准、水库水位低、下游地形条件不具备施工条件时,可以选择培厚加高上游;同时,如果大坝下游边坡稳定性较差、地形条件满足施工条件、水库水位比较高时,可以培厚加高下游;当水库水位比较低、坝体有渗漏时,可以通过对上游黏土倾斜墙进行培厚加高处理,以加固坝体。
2.2渗流安全加固
         (1)沿坝体轴线方向设置相应的高压喷射灌浆、分体灌浆、冲洗井对黏土防渗墙进行回填,基岩连接在墙体下完成帷幕灌浆;(2)在上游坝坡中设置黏土斜墙或者将防渗土工膜铺设在上游坝坡上;(3)改造或增加下游的过滤排水设施,通常,因小型水库面积较小,坝体高程不高,因此通常不宜使用混凝土防渗墙对坝体进行防渗处理。
2.3加固结构
2.3.1加固土石坝结构
         (1)对于大坝的裂缝和沉降,可以填充黏土并完成灌浆处理;(2)对于大坝边坡的防滑性能达不到规定要求的,可以通过干石固定等加固措施;(3)由于缺乏对小型水库的日常维护和管理,导致上游和下游的边坡防护多数遭到破坏,部分水库甚至没有进行任何防护,为了保护坝体的安全性,改造小水库土石坝护坡的工作非常关键,可使用预制混凝土块、现浇筑混凝土边坡防护技术来加固保护上游面,可使用草皮护坡、格子草皮等边坡防护加固技术来加固保护下游面,但在实际应用中,应根据实际情况,合理选择边坡防护加固技术;(4)一般,有许多小型水库的坝顶位置是泥石面,路面宽度普遍偏窄。为了方面日常对其进行维护和管理,可以适当拓宽坝顶,以方面工作人员进行维保管理工作,在坝顶路面的处理中,建议将其改造成混凝土路面,厚度控制在10?15厘米左右即可,以避免坝顶渗水,并提高坝顶的美观度,为防洪工作提供方便;(5)其他加固措施:改建边坡排水设施、白蚁防治加固技术等。
2.3.2加固溢洪道结构
         (1)如若溢洪道过流能力与设计要求不相符,则应加宽溢洪道;(2)如若溢洪道的过流面裸露在外,则应采取清淤衬砌的方式,对其进行保护,一般衬砌施工的方式为现浇混凝土形式;(3)对结构布置进行优化,避免陡坡段和消能段弯曲,避免将溢洪道设置在地质条件较差位置;(4)结合实际情况,改造重建溢洪道;(5)其他加固措施,即修复原始衬砌受损部分、对能耗设施进行完善、处理混凝土结构中的缺陷、修复岸坡等措施。
2.3.3加固输水涵管结构
         一般,小型水库的坝下涵管会影响土坝的安全性,由于之前的涵管结构存在较大差异,有砌石管和预制钢筋混凝土管等结构形式,加上埋设坝体、坝基的方式不一样,受管径小的影响,导致人员难以进入,所以,针对安全隐患的涵管,如果大坝不是特别高,则可以对其进行改造重建。
2.4抗震安全加固
         分布在土石坝或坝基底部的砂层可能在地震作用下液化并破裂,为了应对这种地震带来的破坏,可以替换液化区域中的砂体,通过振冲、强夯人工加密方式或者通过布设排水减压井等方式来加固水库。
结束语
         在我国,有许多小型水库长期处于病险状态,且长期带病工作,对水利行业的发展造成严重影响,如果不及时采取相应的加固措施对其进行处理,将导致这些水库成为水利行业中的安全隐患,一旦发生事故,损失将非常大,因此,相关部门必须做好小型病险水库的加固工作,以使水库更加安全稳定的运行。
参考文献:
[1]廖鑫,如何做好小型危险性水库除险加固工程的建设与管理[J],建筑材料与装饰,2018(42):292-293
[2]李浩,如何做好小型病险水库除险加固工程的建设与管理[J],建筑材料与装饰,2018(42):292-293。






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