摘要:小型病险水库作为一项重要的基础设施,在社会经济和农业生产生活中起到了重要作用。综合地考虑我县小型病险水库的发展现状,发现其中有诸多问题待解决及需要治理,为了对其中问题进行有效治理,本文结合我县大部分小型病险水库的主要问题,多角度有针对性地研讨了对其病害的整治方法。
关键词:主要病害;小型病险水库;整治对策;除险加固技术
现代工程技术的进步促进了水利工程的发展,农业现代化更是为水利工程注入了不竭动力,从古至今,水利工程一直在建,也有许多沿用至今的水利设施,其中不免很多小型病险水库,但是由于年代久远和修建技术局限,许多小型病险水库都存在着一定的病害问题,这就需要我们结合当代先进的除险加固技术,科学地对小型病险水库展开行之有效的治理。 我县是农业大县,全县现有水库120座,其中:中型1座,小(一)25座,小(二)型94座;在120座水库中砌石坝5座,土坝为115座,这些水库绝大多数是20世纪50—60年代修建的,工程基本上都属民工建勤修建的。工程设计标准低,质量普遍较差,加之年久失修,自然老化和毁损较严重,存在的安全隐患较多。经2016年调查统计:属三类型病害水库的共计54座,占45%,其中小(一)9座,小(二)型45座。
1小型病险水库主要病害表现
1.1小型病险水库多发渗漏问题
对于小型病险水库而言,其问题多发的因素主要是由于坝体填筑土质不符合要求,碾压不结实,从而对大坝主体产生遗留性危害,所以使用到如今的水库,大多存在着点状漏水、局部渗水和大面积散浸等,此类问题已经严重影响了水库正常蓄水功能的发挥,如果对此问题不重视,其带来的后果也更严重,严重的会影响当地生产生活,甚至会引发灾害,造成财产损失和人员伤亡,因此,不可轻视小型病险水库的渗漏问题。地质条件欠佳也是引发小型病险水库渗漏的一大因素,由于修建时缺乏相关资料,修建初期地质问题表现不明显,经过漫长的使用周期,其问题越来越突出;地质问题和大坝清基不彻底带来的地表沉降,从而引发了大坝渗漏。另一方面,水库修建所使用的材料也是从源头上防止渗漏的关键,材料防水性能好,才能守住水、保住水、不透水、不漏水,从而杜绝了水库的渗漏问题。
1.2防洪标准不足
工程工期过于紧迫,施工条件限制,施工技术不科学等因素给水库的建设带来不少问题,这种情況建设出来的水库缺陷许多、问题大。水库的防洪能力差,受到水库整体情况的影响。但很大程度上,防洪能力的大小取决于大坝的高度和溢洪道泄洪能力的大小;有些水库堤坝过于低矮、无防浪墙、溢洪道宽度不足,在连续的降雨或者降暴雨的情况下极易发生漫坝、溃坝等危险。根据《防洪标准》(GB50201-2014)及水《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)标准的规定,小1型水库大坝现有防洪能力不满足300(小2型200年)年一遇校核洪水标准和30(小2型20年)年一遇设计洪水标准。
1.3水库设备出现老化
人员配备不齐、管理资金不到位、技术不完善、设备老旧等是小型病险水库的通病。水库设施老化问题十分值得重视,其主要原因跟常年缺少保养维护有关,由于许多金属部件长期处于工作条件恶劣的环境之中,受到锈蚀较严重,放水设施和闸门出现老化、关闭不紧、开启困难等问题,都会严重影响到水库正常蓄水功能的发挥,影响水库的正常运行。
1.4水库结构出现安全问题
由于技术落后,修建资金不足,无正规的设计,赶工期,民工大兵团作业造成水库修建质量差、长时间运行后结构出现问题。主要表现在:
1.4.1大坝上下游坝坡较陡,在各种工况下的最小安全系数均大于最小允许安全系数,不满足规范要求;迎水面未护面,风浪侵蚀严重。
1.4.2溢洪道边墙宽度、高度不满足要求。溢洪道两侧边墙普遍存在变形倾斜现象、底板受水流冲刷破坏严重,下游未设消能设施,溢洪道的安全运行存在一定的隐患。
1.4.3放水涵管渗漏、洞内由水流声响、出口见水流;放水涵洞出口引渠左侧未衬砌,有垮塌现象;边墙变形,底板未衬砌等。涵管管道断裂严重,一半以上小型水库涵管漏水。
2主要整治对策
2.1 大坝的整治措施
对症下药,抓住大坝、渗漏、排水等主要问题,研讨针对性方案进行治理。
2.1.1大坝坝体整治
2.1.1.1 培厚放缓坝坡
从源头抓起,当水利设施还在图纸上的时候就要足够重视,水利工程是一项长远的计划设施,所以在设计大坝时,就要有前瞻性地考虑,尽量采取培厚放缓坝坡的方法,与此同时对坡面和坡脚进行重点处理。这一做法的根据因何而来,也是从多年大坝病害整治的经验教训中得来的,大部分存在病险水库的大坝都存在着一个通病,大坝内、外坝坡较陡,在水库内压力不变的同时,坝坡的受力面积小,且和基础的接触面积小,因而在同等压力的情况下,此类大坝更容易出现发生跑水、跑土、渗漏、溃坝等情况。这个方法就是利用这一受力原理,对大坝坝坡采取有效的防护和预应力设计。
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2.1.1.2迎水面护面
在上游坝坡位置采用预制混凝土板处理,减轻上游水流冲刷坝坡带来的破坏,从而防止了淘蚀、滑坡或者坍塌,下游坝面设钢筋混凝土框格梁,草皮护坡,排水沟,减少雨水对坝面冲刷。
2.1.1.3增设防浪墙
对大坝防洪不达标的整治,可采用完善防浪墙,以解决水库防洪不达标的问题。
2.1.1.4完善排水棱体
在坝后设排水棱体,棱体坡面采用干砌混凝土预制块或块石护坡。排水棱体能有效地降低坝体浸润线和防止坝坡土料的渗透变形,并支撑下游坝坡增加稳定性,保护坝脚不受尾水冲刷。
2.1.2 防渗措施
许多上世纪修建的小型水库都有同样的技术局限,这也就是为何到如今这些水利工程难以再发挥原有作用的原因之一,传统老式的修建水利工程,单纯地依靠人力物力,对科学的方法掌握不多,所以忽略了至关重要的地质勘察部分,这也正是许多小型病险水库存在问题的根源,设计初期
就要根据当地地质条件,反复勘察,认真推敲,根据不同大坝发生渗漏的情况制定不同的解决方法,做到精确有效,可采取以下防渗措施:
2.1.2.1 坝面防渗处理
建设前期需要对地质进行反复、详细、真实的资料考察,根据不同大坝发生渗漏的实际情况,做出经济合理,科学可行的治理方法,对于可以放空的水库土坝,在坝内面可采取铺设防水土工膜;对于砌石坝,可采用挂网喷浆等方法防渗。
2.1.2.2 灌浆处理
根据地质勘察情况和大坝渗透量,对大坝可采取帷幕灌浆、充填灌浆、接触灌浆等方法解决渗漏问题,这是一种比较行之有效的办法,被各地普遍采用。
2.2 溢洪道整治对策
因我县水利设施大多于上世纪五十年代至六十年代修建,时代技术局限性的因素,管理体制疏松,工人的技术素质不一致,在大坝建设时已经埋下了问题多发的根源。由于修建时技术力量不足、施工工艺简单粗糙,方法不到位,没有充分考虑到现实的需要,导致修建水库时除溢洪道进口位置两侧经过加强衬砌之外,其他部位均没有做任何防护措施,使用至今,经常发生垮塌淤堵等情况。对于泄洪道的治理方案从以下三方面展开:
2.2.1调整溢洪道顶堰尺寸,尽量采取平直的外观,一次性浇筑施工。现存大部分的水库泄洪道都呈现不规则的宽顶堰,并且堰顶一般设置公路桥等设施,因此,整治手段就要根据科学的设计,把堰型合理调整整治,规整规范化,同时调整其上部的公路等交通设施。
2.2.2泄洪道主要排水段衬砌加固边墙,结合实际情况可做钢筋混凝土边墙,将堰型规范化建设后,水库水位线需根据调整后的情况进行实际调整。把水位线当成调整边墙高度的标准,尽量把边墙砌筑成直、平样式,以达到洪峰值正常泄洪的目的。
2.2.3增加消能设施。按照消力池计算出跃后水深和自由水跃,以确定消力池的长和深的规格,充分结合当地地形,因地制宜,以此满足消能需要。
2.3 放水设施整治对策
水库放水设备一般由浆砌条石制作,经过长时间的使用,已经老化严重,并伴生渗漏、垮塌等多重问题。对于放水设施的重要整治办法有:
2.3.1参考水库当前水位高度,科学计算得出埋设卧管尺寸。
2.3.2放水卧管的治理。由于使用年代久远,许多放水卧管都已受损,也从使用寿命考虑,因此,要重新布置混凝土卧管,在关键部位增设橡胶软活塞等材料,不仅能延长卧管使用寿命,更能为卧管提供更好的放水防护,免受侵蚀。
2.3.3复核涵管的功能作用。结合实际多采取水泥石灰砂浆、砂浆勾缝,加强式灌浆,多道抹灰等方法,尽可能使用耐水、防水材料,才能从根本上解决水库渗漏、浸漏等问题,从而保证水源供应,为农业、生活提供可靠用水,更好地协调可持续发展。
总之,当问题存在与发现问题时,我们应结合现代技术特点,准确采用科学方法,具体问题具体分析,对于主要问题更要采取集中突破的策略,这样一来就不怕问题多,问题杂。本文针对小型病险水库的主要问题提出了诸多行之有效的方法,针对普遍存在的问题,更是参考了诸多文献,咨询了诸多专家学者的建议,在大坝主体结构、泄洪道、放水设施等诸多方面都提出了独特的见解与方法,希望此篇文章中的探讨分析,能为相关部门的工作人员带来工作思路。
参考文献
[1]中华人民共和国水利部.重点小型病险水库除险加固工程初步设计指导意见[R].水总[2008]428号.
[2]刘亚凤,孟宪双,曲波病险水库除险加固设计的要点[J].水利科技与经济,2005,11(03),150-151.
论文作者:王晓
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签:水库论文; 大坝论文; 溢洪道论文; 设施论文; 病害论文; 方法论文; 涵管论文; 《基层建设》2018年第6期论文;