山区小型水库除险加固常用技术探讨

山区小型水库除险加固常用技术探讨

2013年第6期黑龙江水利科技No．6．2013(第41卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．41)文章编号：1007—7596(2013)06—0264—03山区小型水库除险加固常用技术探讨温首威，张国浩(梅州市水利水电勘测设计院，广东梅州514021)摘要：大埔县现有小型水库百余座，它们的分布区域广泛，其坝型多为均质土坝。这些水库的建成，在一定的时期内发挥了巨大的经济效益和社会效益。但由于种种原因，部分水库在运行多年后，陆续出现了这样或那样的问题，留下了不小的安全隐患。主要针对特定历史时期建设的山区小型水库普遍存在的问题，进行分析和讨论，并提出具有普遍意义的加固除险措施和管理办法。关键词：小型水库；均质土坝；除险加固；措施；管理中图分类号：TV697．4文献标识码：B大埔县位于广东省东北部的韩江中上游，地处涉及以下3个大的方面：N24。01一N24。41，’E116。18～E116。56．东北紧靠福1)防洪标准不达标。受限于当时的自然社会经建省平和县、永定县，东南连接饶平县，西依梅县，南济条件和建造者自身的专业技术水平，工程的设计邻丰顺县，全县总面积2467km，全县人口5O多万。标准偏低，达不到行业的规程、规范的要求。县境山脉为北南走向，四周高，中间低，层峦起伏，千2)施工质量差。由于水库多为群众投劳所建，岩万壑，纵横交错，森林覆盖率高，植被情况良好。未严格按照基本建设程序进行工程建设，且受限于当时的施工技术水平和机械设备，施工质量尤其是l病险水库情况坝体的土方填筑质量难以保证。全县境内分布有小型水库几十宗，总库容3)管理滞后。由于工程的建成时间久远，后续3000多万m。，其坝型多为均质土坝。这些水库的的管理思路和手段跟不上，加上配套的维护资金紧建成，对大埔县的防洪、灌溉、供水、发电、水产养殖张、短缺，日积月累，就出现了设备老化及年久失修等工农业生产过程中，发挥了巨大的社会和经济效甚至失管的情况，留下了各种安全隐患。益。但由于上述大部分水库均建于2O世纪60_70这些病险水库的存在，不仅影响到水库发挥其年代，限于当时的特殊历史时期和施工条件，这些小应有的工程效益，更严重威胁到水库下游的群众生型水库多为农民投劳所建的“三边”(边勘测、边设命和财产的安全。计、边施工)工程，在施工过程中出现的不可预见性、因此，针对山区小型水库出现的具体问题，选取随意性较大，工程的质量难以得到有效保障，留下不有针对性的、合理可行的加固除险措施就显得尤为少安全隐患¨。重要。大埔县小型水库主要存在的问题又具体表现在这些病险水库普遍存在的问题当中，又主要[收稿日期]2013—03—26[作者简介]温首威(1981一)，男，广东兴宁人，工程师，从事水利工程设计、监理工作；张国浩(1981一)，男，广东大埔人，工程师，从事水利工程设计、监理工作。-———264-——n温首威，等：山区小型水库除险加固常用技术探讨第6期为以下几方面：槽段出水口正对土坝坝脚，下泄洪水时直冲坝脚基，1．1大坝存在严重的安全隐患。1．1．1坝基处理不彻底，坝基渗水4)设有闸门控制的溢洪道，则部分出现闸门锈水库大坝为均质土坝，但由于受当时的经济和蚀、漏水严重的现象，配套的启闭设备不少是已经超技术条件制约，坝体在填筑时均未能达到设计要求，出了正常使用年限；由于设备年代长久厂家已经停大坝建成后运行时间较长，后期的管理又跟不上，加产，就更难以进行日常的检修、维护，而配套资金的上白蚁、鼠洞对坝体的破坏，造成坝体渗漏量大，坝不足又导致设备的更换长期处于置空状态。后坡出现漏水现象。1．3输水涵管1．1．2坡面防护不足，受水流冲蚀部分山区小型水库的输水涵管为混凝土管或为大坝前坡多为坝体填土面，坡面无护坡设施，或瓦管，少量为钢管，运行一段时间后容易出现裂缝、有不完整的浆砌石、混凝土护坡，在遭受风浪的长期漏水、剥蚀，且放水洞的周边因此冲刷而产生破坏，淘刷后造成坝坡不平整；坝后坡、坝肩处未设置排水产生渗漏的通道。造成输水涵管的进水口和涵管强沟，受降雨水流冲刷，坡面变形较严重，局部坡面出度下降，不能满足使用要求；闸(阀)、拉杆、盖板等开现坝坡表土流失，出现道道冲沟；有的土坝后坡原设闭装置老化、锈蚀、变形、磨损的现象也很普遍。1．4运行管理计有草皮护坡，但由于种种原因，坝体后坡杂草、灌1)受建设年代社会经济条件限制，山区小型水木丛生，有些甚至种上了果树。库多无任何通讯设施及观测设施等设备，直接影响1．1．3坝体单薄，施工质量欠佳到工程的运行管理。坝前后坡坡比较陡，不少上下游坡比均达不到2)缺乏一套切实可行、长期有效的建后管理机1：2，进行坝坡稳定计算时，不能满足现行规范的要制，就更加谈不上制度的落实和执行了。求，加上坝体的填土土质较差，后期碾压不实。1．1．4坝体损坏缺失2常用的加固除险措施不少大坝坝后的反滤、排水棱体设施缺失或者2．1坝体加固损毁，坝后的渗水不能顺畅导出，造成坡面长期浸坝体加固多采用前坡削缓，后坡培厚的方式，上润、泌水，存在较大的安全隐患。部分坝体的钻探资游坝坡削坡后坡率为1：2．5，下游坝坡率为1：2．5，采料及现场压水试验揭示，坝体填土渗透系数较大，坝用“前削后补”方法对上下游坝坡进行整平培厚。坝基渗透较大，存在较大的安全隐患。部分土坝的坝顶宽度可取为5—6m，坝顶路面为沥青混凝土路面，顶迎水面布置有浆砌石防浪墙，但由于运行已久，防上游的迎水面布置防浪墙，下游设路缘石，将路面的浪墙不连续，部分缺失、破损现象也常见，不能正常排水口与坝体横向的排水沟相连。发挥作用。2．2坝体、坝基灌浆1．2溢洪道针对坝体、坝基出现的渗水现象，通常可采用适1)不少大坝的溢洪道均存在泄水流道尺寸过小应性广泛的充填灌浆或高压喷射灌浆的方式进行加的问题，当上游洪水夹带树枝、木头等一些冲刷物固。对于处理深度>20m的复杂地层可按2排或3时，就会阻碍其正常泄洪，甚至导致孔口堵塞，使水排进行布孔，使高喷桩形成堵水帷幕，孔距为1．73R位快速上升，进而危及大坝的安全。(R为旋喷固结体半径)，排距为1．5R，灌浆孔沿坝2)现有溢洪道底板受水流的冲刷，不少都已损轴线布置，钻孔深度至坝基以下1．0～1．5m。针对坏严重，浆砌石衬砌已基本脱落，泄流面坑坑洼洼。部分坝体白蚁危害比较严重的情况，可在诱杀白蚁3)溢洪道的消能设施，不少也已被洪水冲毁，不的同时对坝体蚁巢进行灌浆处理。能发挥消能防冲的作用；另有部分水库的溢洪道陡2．3上、下游护坡．——265．——n2013年第6期黑龙江水利科技No．6．2013(第4l卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．41)上游坝坡正常蓄水位以下高程，可以采用现浇2．6输水涵管混凝土护坡，护坡下铺设粗砂和碎石反滤兼垫层之对于淤塞严重的涵管，可将原有涵管封堵，在合用。混凝土护坡应分块浇板，隔缝处可以用厚20mm适的位置重新布置满足要求的输水涵管；对于部分出的沥青木板分隔。为稳定混凝土护坡，可在坡脚处现裂缝或者漏水并不严重的涵管，可采用内套钢管的设一道高1．5m左右的小齿墙。正常蓄水位以上高方式进行加固，新旧管之间的空间可以用灌浆的方式程则可考虑采用镂空式预制块护坡，在保证护坡功充填密实。无论是哪种方式，涵管应宜采用钢管外包能的前提下，还能美化、绿化库区。混凝土的型式。结合大埔的实际情况，小型水库的输下游坝坡多为草皮护坡，考虑坡面排水需要，可水涵管多采用手电两用斜拉式启闭机，不仅操作简在马道内侧设一条纵向排水沟，横向每50m设一条、单、实用、可靠，而且可以大大节约工程投资，这对经济总数不小于两条的排水沟，纵横排水沟须相互连通，欠发达的梅州山区县来说更有实用意义。水沟底高程以一定的比降布置，以利于坡面水能及2．7设计标准时排净。对于存在原设计标准偏低、坝顶高程不足等问2．4坝后排水、反滤题的小型水库，可按行业现行规程、规范的要求，重对于缺失或者失效的反滤棱体的水库，则需重新复核后视具体情况采取工程措施。新设计其下游坡脚的反滤棱体。反滤棱体顶高高出2．8制度管理浸润线的溢出点，且高于下游最高水位0．5m以上，俗话说“三分建、七分管”，再好的设施、再先进棱体顶宽1～2m，上游坡比1：1，下游坡比l：1．5或者的设备，如果疏于管理和维护，也不能长久发挥工程1：2，棱体坡脚设、集渗沟、排水沟。棱体与坝体的接效益。因此，在做好山区小型水库加固设计的同时，触面，应按一定的级配作为砂、石反滤体。建立并落实好有效的建后管理机制，这点对于大多2．5溢洪道数库区较偏远、交通不便的山区水库来说同样具有宜将溢洪道布置成开敞式溢洪道，对于原有老重要意义。旧闸门、启闭机的在加固除险中应一并更换或重新3结语设计。溢洪道布置时，其轴线应尽量取直线，如因工小型水库除险加固工程措施比较简单，工程的程需要转弯，则宜设在进水渠或出水渠段等流速小、投资也不大，但水库的运行直接关系到下游群众的流态稳定的部位。溢洪道的泄槽段底板宜保持为一生命财产安全，因此绝对不能轻视工程的设计。个固定的比降，以利于泄洪时的出流顺畅，其基础应做好山区小型水库的除险加固工作，在新的历尽量布置在原山体、坚实新鲜的基岩上。溢洪道边史时期，更具有重要的社会和经济效益：①可以提高墙尤其是靠近坝身填土区一侧的边墙，往往受到坝水库的安全度，充分发挥其防洪减灾的功能；②可以后坡培厚、加高的影响而需重新设计，需同时满足掺改善水库的运行管理条件，通过除险加固小型水库气后水深、墙顶超高、后坡填土高度的要求。可以配套建设水库防汛抢险道路、观测设施、雨情测另外，不少溢洪道加固设计时会遇到其轴线与报系统，改善水库的运行、管理条件；③可以改善水灌渠、桥梁等建筑物相交叉的情况。我们可以保持库周边的生态环境，通过实施除险加固工程，可将加溢洪道轴线、泄槽段纵向坡比不变的前提下，将相交固后的水库打造为休闲、旅游场所，成为新农村建设处的灌渠、桥梁等交叉建筑物设计成上穿式，灌渠、的一大亮点。桥梁从溢洪道上部跨过的型式。最后，就是修复或者重建下游不符合要求的消参考文献：能设施。这可从工程所在地的地形、地质条件、泄流[1]陈书明．刍议小型水库除险加固[J]．黑龙江水利科技，量等方面来综合考虑。20l2，40(o9)：251—252．．．——266．——