小型病险水库主要病害分析及整治策略的探讨论文_官丽

小型病险水库主要病害分析及整治策略的探讨论文_官丽

乐山市犍为县罗城片区水务管理站 四川乐山 614400

摘要:水库病害将直接影响到其安全性和稳定性。本文围绕四川省乐山市小型病险水库展开分析,阐述主要的病害来源及整治方法,从安全评价、渗漏处理和抢险加固等方面入手,旨在为相关工作人员提供理论性的参考意见,确保减少水库病害,为周边居民的人身和财产安全提供保障。

关键词:小型水库;病害;整治策略;大坝

引言:

四川省地壳活动频繁,在地震的作用下水库工程容易受到破坏,常见的病害有坝体压实度不足、建筑物水蚀严重、坝体变形、防水设施渗漏、坝基稳定性难以满足使用需求等,为此应加强对病险水库的勘察和整治,落实坚固工程,有针对性的解决病险问题,避免水库病害的危险性增加,留下无穷后患。

一、小型病险水库工程案例

四川省小型病险水库整治工程数量较多,本文主要以乐山市小型水库病害整治为例展开分析。乐山市地处于四川盆地西南部,面积约12827平方千米,至今为止小型水库已高达200多座。资料显示乐山市小型水库工程建设鼎盛时期在二十世纪中期,随着时间的推移和自然灾害的影响,很多水库病害问题严重,曾有近一百座小型水库出现渗流情况,还有部分水库病害表现为水土流失、坝体滑坡、坝基管涌、坝体位移等,不利于水库的正常经营和管理。

二、小型病险水库主要病害来源

经实地勘测发现乐山市小型水库病害类型主要体现在两方面:

一方面,内在因素。内在因素可分为设计缺陷、地质缺陷和施工缺陷三种类型。所谓设计缺陷,既是乐山市的大部分小型水库始建于二十世纪中期,结构上多为坝下涵管,当时的勘测资料不够齐全,基础施工不够完善,容易存在涵管折断、变形和渗漏的问题,而且放水、检修等流程缺失,坝体坡度较陡,这些因素都将导致水库出现病害;地质缺陷是水库在建设选址时未充分获取地质资料,既没有落实基础灌桩,又没有开挖新鲜基岩,很多小型水库在建设坝体时为节省成本,将风化的山包作为坝体,很容易导致大坝坝体密实度不达标致使水库在运行中坝体渗漏;施工缺陷是施工前地质勘测不足,材料缺失,工艺技术难以满足需求而且机械设备过于落后,在浪费工程时间的同时质量也很难达标。此外,雨雪天气材料防护不当、填筑水分过多、施工规范程度不够等都会遗留病害隐患。

另一方面,外在因素。常见的外在影响因素为地震和洪水,在地震灾害的影响下,多数坝体会出现裂缝情况,坝顶处较为明显。“5.12”地震后,乐山市小型水库坝体裂缝最大宽度可达1.3米,可测的最大深度可达2.7米,此外还存在许多表面不可见的深层缝隙,放水装置也存在不同程度的损害。大部分小型水库都有局部垮塌的情况,不利于水库的安全稳定。除此之外,长期的水蚀也会对坝基造成影响,洪水的作用力达到一定强度时,坝体会受到严重损坏,因此,小型水库病险整治是水利行业的重要内容。

三、小型病险水库主要病害整治策略

(一)落实安全评价

小型水库安全评价的重点是判断其是否存在各种病害问题,具体流程为:其一,地质资料收集。通过资料的收集和现场勘查绘制地质图,了解水库所在地的水文地质信息,将地震特征、地质结构和地震强度加以确定,明确地质岩性、地貌和地下水条件。其二,进行坝基渗透检测。例如乐山市某水库地质勘测结果显示当地岩性为砂岩、泥岩及少量粉质黏土,还有地基部分未彻底清理的砾土和卵石,经现场注水试验和压水试验得出土岩渗透情况全风化泥质砂岩、强风化泥质砂岩以及卵石部分渗透系数约为1.26E-04cm/s到4.17E-03cm/s之间,属于中等透水度,主要位于坝基与坝体的相接处;弱风化的泥质砂岩部分透水率约为0.55Lu到2.0Lu之间,属于弱等或微等透水度。综上所示,坝基与坝体接触部分透水性为中等,在勘测时发现水库下游区段有沼泽,表明渗漏问题存在。其三,检测坝体质量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将坝体土壤作为检验样品,判断其干密度,还要选取原土料区的样品进行测试,该水库的坝体干密度值在1.48g/cm3到1.63g/cm3之间,而原土料区的样品经检测干密度值在1.69g/cm3到1.71g/cm3之间,若坝体的标准压实度为0.96,干密度值应为1.63g/cm3,则此坝体合格率不到百分之十。坝体渗透性的检测发现渗漏情况较为明显,而且影响坝体稳定性的因素多种多样,由于该处坝体多为粉质黏土,容易出现缝隙、变形和坍塌的情况,应及时加固[1]。

(二)完善渗漏处理

一般来讲,传统的小型水库渗漏处理方法为水平铺盖、粘土灌浆、坝基帷幕、防渗墙、混凝土面板灯,新时期选用的技术为高喷灌浆、劈裂灌浆及槽体安装防渗等。本文主要就劈裂灌浆和帷幕灌浆进行详细论述。

劈裂灌浆的原理是在钻机或其他钻具的作用下布孔,打孔的形状为直线或梅花形。灌浆时要从上至下,每次少量灌浆多次,泥浆需要先稀后稠,灌浆时施加的压力要先大后小,保持灵活施工。灌浆过程中如果一旦出现滑坡、冒浆、凹凸不平或串浆等情况,需要沿堤坝的轴线方向设置帷幕,保证坝体的强度、稳定性和抗渗性。在小型水库病害整治环节需要明确灌浆技术及其效果,结合实际渗漏情况选用填充灌浆或劈裂灌浆方法,还要及时掌握注浆数据、打孔数据和施工设计参数,确保整治效果。灌浆时需要严格按照规范要求进行,施工人员要具备专业素质和实践能力,避免二次渗漏情况的出现[2]。

帷幕灌浆在建筑地基防渗工程中起到了至关重要的作用,在小型水库病害整治中,坝体的沙砾和岩石出现渗漏情况时可以通过帷幕灌浆将坝体与帷幕连接,帷幕的底部深入岩层中,避免坝基部分大量地下水渗透。帷幕可以与水库下游排水装置共同作用,有效降低渗透水压力。相较之下,帷幕灌浆的技术手段简单易操作,但期间若钻孔、纸杯泥浆或灌浆阶段存在疏漏则会造成效果差强人意,因此要严格控制注浆半径和压力,保持钻孔的位置和大小满足要求,避免出现孔内坍塌、钻机卡住等情况,影响使用效果。

(三)加强抢险加固

1.震损抢险

对于震损的坝体缝隙可以利用机械设备将距离上方两米处土壤挖开回填,小型裂缝可以采用人工回填的手段确保坝体部分无明显裂缝。在检查裂缝时可以使用预灌石灰水技术明确坝体缝隙所在,最大限度的避免裂缝影响水库坝体的稳定性和安全性。地震发生后还会对放水设施造成影响,所以震后要对水库进行有规划放水,防止水量过多对坝体产生巨大的压力。此环节要确保放水设备的正常使用,但是需要注意的是放水量要低于涵管过水能力。原有的溢洪道经检测要符合使用需求,无损坏情况,蓄水量较大的水库需要拓宽溢洪口或者降低溢洪道的底板,保证其泄洪能力满足水库的基本需求。当坝体出现滑坡时要及时整治,上游处可以使用坝脚反压的方法处理,主要使用过人工堆砌碎石袋或碎土袋进行应急处理,通常顶部要达到三米到五米左右的宽度,反压平台要高于水位半米,坡比为1比2。

2.加固处理

若坝体的稳定性不强,可以尽量放缓边坡,使用削内部土壤,加外部土壤的方法保证边坡不小于1比2。在外坡培土时需要将原有的区域开挖然后再填充,压实度要大于0.96,为保证稳定性,土壤中的有机质含量要尽量低于百分之五。在地形的限制下,很多小型水库难以达到放缓坡度的效果,此时可以使用块石加固坝脚,外部再使用混凝土框格固定,防止土壤流失。内坡加固可以使用水泥砂浆堆砌并用混凝土加固,沿坝体垂直轴线方向设置混凝土分隔梁,每隔二十米设置一处,要求断面尺寸控制在长两米,宽两米。石场附近的水库由于资源丰富,可以使用干砌块石加固,外边坡布置草皮,在增加美观度的同时达到固土的效果[3]。为有效降低孔隙压力,保证坝体的稳定,可以选择堆砌石棱体确保排水效果,石棱体的上方排水大于一米,将下游无水的原有石棱体在移动轴线后使用褥垫排水,厚度要保持在一米以内,若棱体中无多余的淤泥,可以利用土石渣料置换。为保证坝体加固的效果,在沿坝的轴线上每隔五十米需要设置一个观测面,观测面包括顶部、下游坡道和马道处的观测点,监控水库的情况,下游部分可以利用水堰法观测。除此之外,乐山市还要对相关管理设施和防汛道路进行完善和建设,确保整体满足水库发展要求。

结论:总而言之,小型病险水库存在安全隐患,若不及时采取科学有效的整治方法容易出现岸体滑坡、坝体坍塌、路面淹没、水位提升等风险,因此要完善病害整治策略,优化加固流程,明确勘察方法并在工程结束后加以质量评价,保证水库管理的实效性,推动生态环境与社会经济的和谐发展。

参看文献:

[1]周宝佳.小型水库病害特点及除险加固经验探讨[J].中国水运(下半月),2015,15(08):198-199+178.

[2]王双喜.小型病险水库主要病害分析及整治措施分析[J].科技展望,2015,25(13):96.

[3]王庆,谭兴国.浅析小型病险水库主要病害分析及整治措施[J].安徽农学通报,2014,20(13):150-151.

论文作者:官丽

论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期

论文发表时间:2019/6/25

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