小水库除险加固工程施工技术现状和改进探析

小水库除险加固工程施工技术现状和改进探析

小水库除险加固工程施工技术现状和改进探析　　摘要：为了促进现阶段病险水库除险工作的开展和工程治理与加固技术的提高，小型水库的除险加固工程的分析总结，发现病险小型水库存在的病险问题主要有大坝、溢洪道、输水涵管三个方面，从这三方面入手提出了一些施工技术问题和改进对策。关键词：小型水库；除险加固；技术对策中图分类号：TV62文献标识码：A文章编号：引言7n小型水库除险加固是指对于一些小型水库因为长期运行、老化、缺乏维修或自然破坏等原因出现安全隐患，为了水库的继续安全运行，对水库存在的问题及隐患进行排查、修补、加固。这些水库的主要功能是防洪、供水以及发电。在日常管理过程中，我们发现这些水库都不同程度存在一些病险问题，尤其是上个世纪六七十年代文革期间由农民投劳建成的水库问题较多。在这些水库中，有的是防洪标准偏低达不到有关规范、规定要求，有的是工程本身质量差，有的则是工程老化失修。其中，水库的输水涵管是重点问题。这些问题的存在，不仅造成水库不能正常运行，不能充分发挥其效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全。因此，为了解决这些小型水库存在的隐患，近几年，政府陆续对这些病险小型水库进行除险加固。本文就水库除险加固技术方案和实施过程中发现的问题进行总结，并对除险加固工程措施进行分析探讨，为以后病险水库加固方法提供参考。1、小型水库病险问题分析病险小型水库的病因形成有很多因素，但归结起来主要表现在以下几大水工建筑物中，同时要除险加固也是从以下三方面入手。1.1大坝大坝为水库的挡水建筑物，如果渗漏、不稳或者经历大的洪水有溃坝隐患的，是非常危险的情况，不光是决定了水库能否发挥功效正常运行，更重要的是威胁到水库下游人民生命财产和基础设施的安全，是水库结构中最重要的水工建筑物。小型水库的坝型一般为土坝、堆石坝、浆砌石坝、混凝土坝。其中以土坝居多，土坝存在的问题也比较多，最主要的是坝顶高程不足、坝体渗漏、坝坡比较陡、反滤体堵塞，水库无人管理、杂草及灌木丛生并伴有白蚁生长等问题。堆石坝、浆砌石坝、混凝土坝存在的问题相对较少，但也有渗漏、老化和坝基稳定等问题。如横窝口水库就存在大坝背水坡坡比不够、反滤体堵塞、填土质量差等问题。1.2溢洪道7n按现在的防洪要求和设计标准，所有的小型水库的溢洪道都要求硬底化。但是，实际情况是部分小型水库的溢洪道还是一条土渠或乱石堆砌的沟渠，从形式上看就不能满足泄洪要求，更不能满足防冲刷要求。有些溢洪道为浆砌石，有些为混凝土，浆砌石和混凝土溢洪道从形式上看满足要求，但随着时间的推移及库容和水位的变化，部分水库溢洪道目前的过流能力也不能满足泄洪要求。1.3输水涵输水涵是水库重要输水建筑物，作为除险加固对象的小型水库输水涵多为混凝土管或浆砌石卧管，涵身埋藏于坝体内部，对坝体的稳定影响很大，经过多年冲刷，涵管有存在渗漏的情况，有些涵身衬砌剥落，漏水比较严重。输水涵的进口形式各样，有竖井式梯级的放水方式，有垂直启闭闸门放水方式，有斜拉闸门的放水方式。其中，竖井式梯级放水方式病险相对较小，斜拉式闸门放水方式病险相对较多，容易出现闸门锈蚀导致开启困难或闸门关闭不严常年无控制流水等现象。2、主要的除险加固技术方案通过对上述问题的分析，针对各类水工建筑物的病险问题，提出一些除险加固措施。2.1大坝的加固措施7n大坝加固就是为了让大坝更加坚固、安全，小型水库中影响大坝安全最主要的因素为渗漏问题，解决方法主要采用灌浆处理。灌浆技术用于处理病险水库，可归结为三大类：基础帷幕灌浆、坝体劈裂灌浆、裂缝充填灌浆。①基础帷幕灌浆，它主要用来处理大坝坝基渗漏及坝体与坝基的接触渗漏问题，大多数水库的坝基渗漏都采用帷幕灌浆处理，特别是在处理岩石基础渗漏时，帷幕灌浆是唯一的方法。②坝体劈裂灌浆技术是在充填灌浆基础上发展起来的，主要用来处理均质土坝和心墙坝的坝体渗漏及坝体裂缝，可解决坝体变形稳定和渗透稳定问题，以劈裂和充填同时作用，使裂缝、空洞不断得到充填，形成一道或多道致密的连续泥墙壁，起到了防渗加固作用；同时，通过劈裂灌浆压实了坝体，释放了坝体拉应力，建立坝体新的应力平衡，增加坝体变形稳定和渗透稳定。③裂缝充填灌浆，水库大坝为混凝土坝或浆砌石坝时，由于温度、结构不合理、地基不均匀沉降及地震、超载等原因导致产生裂缝，对于这些裂缝常采用水泥砂浆灌浆结合表面修补方法来处理。另外，大坝防渗还可以考虑采用混凝土面板加坝基帷幕灌浆解决，横窝口水库除险加固方案中大坝防渗就是采用该方法，在实际应用中效果很好。7n对于土坝坝顶高程不足的情况，主要采用上游侧增设高度小于1.2m的防浪墙的方式；当坝顶欠高大于1.2m时，在坝体加高2～3m之间，坝顶宽度较大，可以采用直接在坝顶加高，这种方式的安全性需要经过论证以后才可以采用。当坝体加高比较多且坝体坡度比较大时，可采用加高培厚的方式，这种方式一般没有加高限制，但是一般土方工程量比较大。加高后的坝坡问题，迎水坡的坡度比为1：2.5或1：2.75，修整后进行混凝土护坡，背水坡的坡度为1：2.5，修整后采用种草护坡或用六角砖铺砌护坡。2.2溢洪道的加固措施针对溢洪道存在的安全问题，对于无溢洪道或以土渠、石沟作为溢洪道的情况，溢洪道需要新建。新建的溢洪道为了安全起见，一般采用无闸门控制开敞式，多为浆砌石或混凝土结构，过流断面和侧墙高度，根据现状的泄流量计算。对过流能力不满足设计要求的溢洪道，采取适当拓宽处理，对过流面裸露的溢洪道，需进行清淤并衬砌保护，衬砌通常采用现浇混凝土。对于降低水位运行的水库，需降低溢洪道进口堰顶高程。其他补充加固措施，还包括原衬砌破损部位的修复、完善消能设施、混凝土结构缺陷处理、岸坡修复等。2.3输水涵的加固措施7n输水涵安全加固主要分为3种情况：①对于存在安全问题且管径小、进人困难的涵管，若坝高不大，一般采取破坝重建的改造方案，此种方案，开挖量相对较大，但新建涵管形式可以选择；另一种方式，也可采用虹吸管输水，虹吸管在建设时开挖量较小，其费用亦相对较低。但是虹吸管在实际工程运作过程中管理维护相对复杂一些，因此，采用较少。②对于有涵管破损危害大坝稳定的情况，管径较大的采用套管的方式，可以套钢管并对原涵管和新套管之间进行灌浆处理。③对于不适合套管的涵管，如存在病险但管径较小，本身不再适合供水需求的涵管采取封堵，新建输水涵管。坝高较大的新建涵管，可以采用顶管的方式，顶进钢管或预制钢筋混凝土管。如石塘水库的涵管加固就是采用破坝重建方案。结语小型水库除险加固工程项目在我市范围内已经开展了10年时间，以后还将继续。本文对我处管辖的6宗小型水库在加固工程实施过程中遇到的问题进行了总结，从病害的发生原因到除险加固工程主要技术措施都进行分析研究，并提出了治理的对策，希望可以对后来的小型水库除险加固项目的设计、建设、日常管理等工作起到借鉴作用。参考文献[1]中华人民共和国水利部.东部地区重点小型病险水库除险加固规划[R].北京：中华人民共和国水利部，2009.[2]何伟俊.小型水库除险加固设计中需注意的主要问题探讨[J].广东水利水电，2006（6）：57-58.[3]杨启贵，高大水.我国病险水库加固技术现状及展望[J].人民长江，2011（6）：6-12.[4]高大水.国内岩土预应力锚固技术应用及锚固技术参数统计[J].长江科学院院报.2004(06)7n[5]杜雷功.全国病险水库除险加固专项规划综述[J].水利水电工程设计.2003(03)7