摘要：本人参与了多宗中小型水库进行除险加固工程，现以涵管除险加固处理方法为例，对中小型水库病害原因及除险加固处理方法进行介绍。
关键词：中小型水库 涵管 除险加固 措施
一、前言
目前中小型水库大多数建于五十、六十年代，建成运行后，对当地的农业生产和国民经济的持续稳定发展发挥了巨大的作用，但由于历史等各方面的原因，普遍存在设计标准偏低，施工质量差，存在隐患较多，特别是水库的放水涵管，存在伸缩缝止水铜片损坏、沥青老化、管身沉陷开裂、漏水严重，有的外侧填土不实，长期漏水带走泥土，危及土坝安全，对下游人民的生命、财产构成威胁。
二、中小型水库的主要病险问题
根据调查分析，中小型水库的病险问题多种多样，主要如下:
1、水库防洪标准低
主要原因：（1）很多工程原因，本身设计洪水标准低，不满足实际运用要求;（2）随着水文系列资料的延长，特别是受实测大洪水系列资料的影响，重新核定工程洪水标准后，工程新的防洪标准低于国家标准;（3）随着科技进步和社会经济的发展，工程建设规程和规范的要求在不断强化和统一，原有标准不满足新规范要求。
2、抗震标准低
按新的地震烈度区划图确定工程区基本烈度并按现行水库抗震规范复核，一些水库杭震标准低，不满足要求。
3、大坝稳定性差及坝体、坝基渗漏严重。许多中小型水库均建于50~60年代，许多水库大坝存在坝体断面不足，坝坡或坝体存坝体裂缝等问题。较多大坝存在坝基渗漏、绕坝渗漏、接触冲刷破坏、散浸、沼泽化、流士、管涌、蚁害等严重问题，危及大坝安全。
4、输、放水及泄洪建筑物老化，破坏较为大。
三、中小型水库病害除险加固措施
1、水库大坝断面加固
使水库大坝达到防洪标准的工程措施有:加高大坝，增加水库调蓄洪水的能力;此外，改扩建或增建泄水建筑物，如溢洪道、隧洞或涵管等，需经过技术经济比较，确定是采用加高大坝还是增大泄洪能力，有时两者同时采用也是技术经济可行的。如大坝迎、背水坡不满足稳定要求，也需要对大坝断面进行培厚加固。适当加高大坝。
2、水库大坝防渗措施
（1）对混凝土坝、浆砌石坝等坝型，应比选坝体及坝基灌浆防渗加固与坝体在迎水面重建(或加固)防渗板下接基岩帷幕灌浆方案，选择技术可行、施工简单、经济合理的方案。
（2）对混凝土面板堆石坝，应对防渗面板及与基岩接触进行加固。
（3）对病险土石坝防渗处理(体防渗处理、坝基防渗处理)，可选用混凝土防渗墙、高压喷射灌浆、劈裂灌浆、粘土回填防渗墙、水泥土搅拌桩防掺墙、土工膜防掺粘土斜墙防渗、帷幕灌浆等措施。
3、泄水、输水建筑物加固
应根据工程总布置方案比选成果，泄水、输水建筑物病险情况，对泄水、输水建筑物的溢洪道、隧洞、涵管等进行改(扩)建加固等措施病险土石坝工程较多输水建筑物，断面尺寸小，人不能进涌管施工，一般应封堵涵管，另开隧洞输水，或拆除涵管重新修筑断面较大的新涌管，并宜将基础置于基岩上，便于今后检修、运用。
四、某水库涵管除险加固方案及处理措施介绍
根据中小型水库病害程度及实际情况，设计经济、实效的除险加固措施，消除病害，确保水库的质量安全。以下为某病害水库涵管除险加固方案的选择及采取的措施。
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首先是水库涵管的处理方案的选择，水库涵管除险加固处理一般有下列几个方案：
方案1、采用破坝重建；
方案2、放弃和堵塞原涵管，用顶管的方法重建；
方案3、放弃和堵塞原涵管，改用虹吸式钢管；
方案4、利用原涵管内大钢管原涵管与新钢管之间空隙采用灌浆充填。
从投资、工期、施工、管理等方面进行技术经济比较，应该从优选用方案4，即在原涵管内套钢管，新旧管之间空隙采用灌浆充填作防漏处理。
现已完成除险加固的中小型水库涵管多采用在原涵管内套圆钢管和灌浆进行除险加固处理，或采用方案1、2进行处理，经近年运用检验证明效果良好。各水库均能安全正常运行，工程效益显著。
由于采用较多，现根据在实施中总结出来的经验对“原涵管内套圆钢管和灌浆进行除险加固处理”的处理方法详细阐述。
1、内套圆钢管直径的确定
内套圆钢管直径主要取决于原涵管的尺寸，但新钢管管壁厚度需经计算确定，两者选择时应考虑设计过水流量、发电水头损失和施工方便等因素。而且一般宜使新套钢管与原涵管之间最小有30～40mm的间隙。
新钢管的管壁厚度确定后还应考虑加厚2mm的锈蚀和磨损的安全量。同时该管壁厚度除了满足强度的安全要求外，还应满足稳定性的要求。
2、钢管的制作及安装
钢板材料先在工厂分节卷焊加工成钢管，每节管长根据方便运输和安装决定。每节钢管长根据方便运输和安全决定，每节钢管加工时要求直径等尺寸准确管口要平整。出厂前应按规范要求进行检查。新制作的钢管运到工地后，要经检查和校正，然后在原涵管口用一部特制的小型滑轮车分节运入管内，经调直套装校正锚固后才能进行焊接。
钢管加工和安装所有接口均采用丫型焊接，施焊时应注意防止产生过大的受热变形。钢管的制造安装均要符合原水利部、电力工业部颁发的《水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范》(SLJ201—80、DLJ201—80)。钢管在运输、装卸和在涵管安装过程中，为了防止产生意外变形，可在管内设置临时支撑。
由于新旧涵管之间的空隙需要灌浆充填，因此在钢管制作安装时应预留灌浆孔、其具体要求应按灌浆设计决定。
3、新套钢管与旧涵管之间充填灌浆
灌浆孔要求约每隔10m布置一个断面，一个断面开5个孔，其中下腰处2个，上腰处2个，顶部一个。另外在进出口各布置排气孔和排水孔各一个。灌浆应首先在上游进水口处进行，逐步向下游出口灌注，先灌下腰孔，然后下腰孔，最后灌顶部孔。
灌浆采用孔口封闭式循环灌浆法。每孔要求复灌3次，每次间歇时间不少于3d。第1次、第2次，和第3次灌浆的压力0．1Mpa、0．15Mpa和0．2Mpa，当每次灌浆达到设计压力后开动回浆阀，并保持其设计压力，当每分钟吸浆量小于11／分时再继续灌注30min才停止该孔灌浆。
第1次灌注时采用水泥沙浆，细粉砂掺入量为干料量的20％，第2次和第3次灌注时采用纯水泥浆。浆液配比一般有用3：1、2：1、1．5：1、1：1四级。第1次灌注时采用较浓的浆液，第2次和第3次则采用较稀的浆液。
灌浆后一般可以用锤击敲管听响声来判别灌浆的密实程度，如发现脱空较大部位，要重新开孔进行补灌，以确保新旧管的整体结合。
4、涵管外围边充填灌浆
由于过去原涵管建成后两侧回填土不密实，或水库蓄水后在涵管外周边形成渗漏通道。为了充填涵管外周边空隙，使坝体与涵管接合紧密，确保坝体安全，可采用充填灌浆处理。根据具体情况在迎水坡开始沿涵管左右外侧(距涵管边0.5—1.0m)布置灌浆孔：各边孔水平距离约4m，孔深至涵底以下lm，灌浆压力要求0.1Mpa。为确保灌浆效果，要求每孔复灌3次，每次复灌间歇时间不少于5d。可采用灌粘土水泥浆，水泥用量为干料量的20％。
如涵管较大，人可以进入操作的，亦可在大钢管前首先在涵管内打孔进行外周边充填灌浆。
五、结束语
病险水库除险加固工程，应先查明病险原因，进行大坝加高与泄水建筑物扩建方案比选，决定满足防洪标准要求的加固方案，分别对大坝进行断面加固、防渗措施加固、泄水及输水建筑物加固，保证建筑物安全。小型病险水库通过除险加固工程实施后,能够确保水库安全度汛,正常蓄水,发挥其应有的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]刘春洋，小型水库除险加固工程施工管理措施研究，黑龙江水利科技，2013，12.
论文作者:李良华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签：涵管论文; 水库论文; 钢管论文; 大坝论文; 方案论文; 断面论文; 建筑物论文; 《基层建设》2017年第11期论文;