小型水库除险加固设计方案与施工技术探讨

发表时间:2020/10/15   来源:《工程管理前沿》2020年7月19期   作者:朱晓辉
[导读] 小型水库在我国的建设数量较多,而且分布十分广泛
          
           朱晓辉
           海城市水利事务服务中心 辽宁海城 114200
           摘要:小型水库在我国的建设数量较多,而且分布十分广泛,坝型种类也多种多样,由于受到各种因素的影响,很多水库都存在着一些病险问题,有的是由于施工过程中没有进行严格的质量控制,各方面的要求和标准都无法达到国家的规定,有的则是由于水库的建设时间较为久远,年久失修而产生了各种安全隐患。做好小型水库的除险加固工作,可保证水库及
           周边市民生命财产安全,促进水资源的合理化利用。而做好除险加固工程的设计工作是十分关键的,需根据水库现场及周边实际情况进行多方案比选,选出最适宜该水库的加固施工方案。
           关键词:小型水库;除险加固设计;施工技术
           一、除险加固的必要性
           目前,各个行业都得以进步和发展,对水利工程的需求也提出一些意见,所以,在小型水库建立期间,要基于人们的生产、生活需求进行研究和分析。但是,小型水库在多年使用下,将影响实际的运行质量。基于目前发展情况,修建材料也会影响整体的质量。很多小型水库在期间都存在一些问题,比如:坝肩部位的密实性不够,长期使用也会产生渗漏问题。一些小型水库的建设期限更为久远,在早期,受各个技术条件的影响,也会带来一些局限性,各个设施的管理工作也不合理。同时,在对水库结构进行设计期间,也没有为其长期发展情况进行思考,从而导致溢洪区域面积无法满足当前的流量要求,并产生塌方风险。因此,上述水库危险因素的存在对其发挥预定效益构成威胁,若不尽早引起重视还会带来不可估量的损失。对上述水库实施出险加固是最为有效的解决方法。
           二、小型水库除险加固设计方案
           1.水库的除险加固测量
           首先,在对水库的坝体进行测量的时候,要选择坝体轴线作为基准,这时还要选择合适的间距布设控制点,通常会选择50m作为间距布设控制点,通常还会将控制点设为横断面,然后对其进行相应的测量,这样做是为了使测量的准确度与精确度得到提高,从而可以保证坝体的横断面能不偏离轴线。 其次,在对纵断面的控制点进行设计时,如果涉 及的位置有渗漏的情况出现,或者是一些设备设施存在问题,比如说输水洞、溢洪道有问题,这时为了
           解决这个问题,就应该适当地对断面的数量进行改变,通常都是增加其数量,这样也为工程的设计提供了更多的依据。 最后,在进行测量工作时,尤其是在测量排洪河道的纵断面时,这时就要对断面所处的位置进行设置,要求是设置在在河床的最低点上,这样可以保证河道比降的稳定性。
           2.坝顶工程加固设计
           坝顶宽度一般情况下小型水库可取 5m,稍大一点的可取 34m。坝顶路面应充分考虑坝顶排水,下游侧设置路缘石,并设置排水口与坝坡横向排水沟相连接,坝顶路面可向下游倾斜 2%~ 3%。根据坝顶高程的实测结果,若坝顶高程高于设计坝顶 高程,而宽度不满足规范要求,可通过削低坝顶来达到坝顶高程和宽度的要求。
           3.坝坡工程加固设计
           大坝边坡比的确定,要根据坝型和坝高、坝体和坝基的物理力学特性、坝体所承受的荷载来进行坝坡渗流及抗滑稳定计算,确定坝坡是否满足稳定要求上下游坝坡的情况来决定是否需要设置站台。大坝上游坡护坡加固设计应按照就地取材、节约投资、安全可靠、方便施工的原则,可采用干砌石、预制砼块等护坡形式:下游坝坡采用草皮护坡。上游护坡和反滤层的厚度应根据抵御风浪冲击和反滤要求来确定。预制砼块护坡应设置纵横缝和足够的排水孔,上游坝坡护坡坡脚应设置基座。
           4.合理设计水库溢洪道设计
           为了避免在进行水库溢洪道加固设计时出现问题,必须对设计好的加固方案进行比较, 要从能够提高水库溢洪道的泄流能力出发,选择适合的设计方案。

在设计溢洪道的底板和侧墙时,一般采取混凝土的底板和侧墙进行加固比较好,若原有的溢洪道底板和侧墙是浆石材料, 在加固设计时可改用混凝土材料进行加厚与加宽。
           5.防坝基渗漏的设计
           避免坝基发生渗漏通常需要从库区存在的实际情况,覆盖层存在的实际深厚,周围粘土具有的特征实施水平铺盖或者垂直操作。在覆盖层很薄,周围也未存在粘土的情况下,通过垂直铺盖的方式可取得较为理想的防渗效果。在实施垂直覆盖施工操作的过程中,还必须对覆盖层颗粒级配具体情况进行充分考虑。此外,还需要对工程的施工现场情况、工程建设的经济指标进行综合性考虑。当覆盖层为砂卵石,且砂卵石的厚度大于 30m 时,可优先选择使用混凝土来实施覆盖;当覆盖层为粉细砂时可优先选择使用高喷灌浆方式来实施覆盖。
           三、小型水库除险加固技术要点
           1.坝坡处理技术
           对坝坡的处理技术主要有:淤按照粘土的性质的不同,坝坡采用分级不同的坡度,当粘性土占据坝体土壤的绝大部分时,采用上陡下缓的坡型,当非粘性土占据坝体土壤的绝大部分时,坡度可以采用一个固定的值,于上下游采用不同的护坡方法,上游坝坡以砌石护坡方法为主,下游坝坡以草皮护坡方法为主,土坝高度超过 10m 的坝坡,做排水体,结合水库实际资料,在水库坝背坡坡脚采用堆石棱体进行排水,堆石棱体顶面高出下游最高水位 0.5m以上,这样才可以降低坝体的渗透同时又能够修复坝基的岩溶裂隙。
           2.主体工程加固
           坝体除险加固坝体渗漏可从以下三个要点改进:一是坝体培厚加固,培厚前应对坝坡表面进行清基处理,清基平均深度为 0.3m,在清基范围内的表土、草皮、树木、石块等杂物必须清除干净,不得作回填用,严格控制土料压实质量,只有土料压实合格后才能重新铺土。二是对坝坡进行护坡改造,上游坝坡可采用现浇混凝土护坡或混凝土预制块护坡,下游坝坡可采用草皮护坡,同时设置排水沟通至下游坝脚处,减少雨水对坝体的冲刷。三是下游坝脚设 置排水棱体,排水棱体是由砂、碎石和块石堆砌而成的,设置排 水棱体后渗透水流出时不带走坝体中的土壤,能有效防止管涌和流土的发生。
           3.对水库的溢洪道进行修整
           通过一些记载和相关计算,可以知道该水库的溢洪道泄洪能力没有问题且符合标准,因此只用选用一些好的石材 对边坡进行加固等处理, 并用混凝土板对渠底进行防渗和护衬处理,然后对水库的其他部分进行清理与平整。
           4.土石坝坝体裂缝以及渗透
           首先要对坝体产生裂缝的原因进行分析,得出科学合理的结论,以便采取适当的灌浆技术。水库坝体的裂缝产生的根本原因是水分的渗流作用,而坝体如果在水分渗流作用下而产生的裂缝在设计允许的范围之内,则可以认为是正常渗流现象,可以不采取任何的处理措施,而如果坝体裂缝超出了设计所允许的范围则可以采用填充式灌浆或者是劈裂式灌浆等方法来进行处理。填充式的灌浆技术采用的原理是灌注浆液在自身重力的作用下自行的流入到坝体裂缝之中,此时灌浆口的压力为零,这种灌浆法适用于坝体裂缝情况不是很严重的情况;而劈裂式灌浆法则是要在灌浆口施加压力,让浆液在压力的作用下将坝体劈裂从而灌注到坝体内部,这两种灌浆的方式从本质上讲没有任何的区别,唯一的区别就是在浆液进入到坝体内部时的冲力,也就是灌浆口是否施加压力。
           结束语:通过对小型水库进行除险加固设计,能够使水库的使用时间变得更长,既可以使人们的生活变得更加方便,又可以使周边百姓的安全得到保障,还可以促进地区经济的发展, 是一件利国利民的事情,所以一定要重视水库的除险加固设计。
           参考文献:
           
           [1]吴南方.小型病险水库除险加固设计实践与思考[J].低碳世界,2016,(30):82-83.
           [2]朱东明.试论小型水库除险的加固设计[J].科学与财富,2016,(7):286-286,287.
           [3]胡毓富.浅谈水利工程中小型水库的除险加固设计[J].商品与质量,2016,(28):126-126,127.
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