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摘要:水库的建立对于调节我国水资源季节性分配不均匀的现象具有积极的意义。我国一些小水库是20世纪建设的,由于当时的技术水平和施工水平还比较低,加之年久失修,难免存在一定的安全隐患。技术人员应该结合水库现状,采取合适的方式进行结构加固,避免在运营过程中由于病害而引发一些安全事故。本文结合实际情况就小水库除险加固现状与加固技术应用进行了详细的讨论。
关键词:小水库;除险加固现状;加固技术;应用
引言
国内许多水库的建设时间是20世纪60~70年代,由于当时的设计水平以及施工水平有限,勘测经验不足,导致施工质量不高,很多不能满足国家的标准规定。同时,一些小水库的日常养护工作不到位,且使用年限较长,却没有得到合理的修缮,存在严重的安全隐患,威胁着人们的生命和财产安全。所以,进行水库的加固尤为必要,不仅可以提高水库的质量,保证稳定的农业生产水资源供给,而且很好地预防了自然灾害的发生,是我国水利建设顺利开展的基础和前提。
1某市水库概况
目前,市内已建成各类水库15座,水库总库容约1300万m3,其中中型水库6座、小(Ⅰ)型水库3座,小(Ⅱ)型水库6座,水库总数约占全市的12%。受当时经济和技术条件的制约,水库工程设计规范不完善、建设标准低、工程质量较差,经过多年运行,工程设施普遍老化,带病运行,隐患较大,严重影响工程安全运行和功能发挥。1998年以来,全市列入国家除险加固规划项目总数为6座,其中中型水库2座、小(Ⅰ)型水库1座、小(Ⅱ)型3座。通过除险加固,从根本上解决了水库存在的隐患问题,水库功能得以恢复,经济、社会和生态效益明显。
2小型水库主要病险问题
2.1防洪能力不满足要求
由于设计存在缺陷,施工不规范,人为破坏或沉降等因素,导致坝顶高程(或防渗体高程)不满足现行规范要求;有些溢洪道泄槽边墙高度不够,底部宽度小,泄洪建筑物过水断面尺寸不满足过流要求。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。
2.2坝体、坝基或坝肩渗漏
原勘探工作深度不够、设计不合理或施工不严格及材料或结构老化等原因,引起坝体、坝基或坝肩渗透压力增大、浸润线偏高或渗漏量增大等渗流问题。土石坝多以流土、管涌、接触冲刷等渗透破坏方式存在。
2.3输(放)水、泄水建筑物隐患大
输(放)水建筑物主要包括涵管、涵洞、隧洞等,主要隐患有涵管漏水,表现为在水流的作用下,涵管与坝体结合处存在沿层面纵向接触渗漏;涵管断裂、伸缩缝填料老化、接头处理不当等导致的横向漏水。过流断面小引起的涵管堵塞。输水隧洞未衬砌,围岩强度低产生垮塌,淤塞。溢洪道无消能工或消能工不完善,水流冲刷坝脚。
2.4坝体结构不稳定
坝体单薄,不满足稳定要求;坝顶宽度狭窄,表面高低不平,不满足使用要求;土石坝坝坡偏陡,边坡比大于1:2,甚至大于1:1.5,对坝坡稳定极为不利;上游坝坡冲刷严重,出现塌落、沉陷,下游坝坡草皮护坡植被极差或者坝面裸露,坝面出现冲沟,常年造成水土流失,危及大坝的安全。下游排水体排水失效,造成坝体浸润线抬高,局部位势集中,渗流比降增大,出现渗漏。
3小型水库除险加固施工技术分析
3.1提高防洪能力
加高坝顶或增设防浪墙措施提高坝体防洪能力;在地质、地形地貌和下游条件较适合的情况下扩建泄洪设施或新增泄洪通道两者结合使用来提高防洪标准。
3.2坝体、坝基及坝肩防渗
坝基及坝肩防渗主要采用帷幕灌浆的方式,对于粘土心墙坝,帷幕线沿心墙顶部坝轴线布置;对于均质土坝,帷幕线沿坝内坡土工膜周边布置;对于混凝土坝或浆砌石坝,一般沿坝轴线或偏上游侧布置帷幕线。帷幕深度一般与5Lu线交接为宜,小(Ⅱ)型水库可降低至10Lu。对于坝体防渗,根据坝型条件和防渗要求选择冲抓回填、劈裂灌浆及高压喷射灌浆土石坝进行坝体防渗加固,对于混凝土坝和浆砌石坝,则采用充填灌浆进行处理。
3.3涵管、隧洞的处理
对于断面较小的涵管或经济条件允许的,一般主张采用破坝后挖除重建钢筋混凝土涵管的办法,这是相对稳妥的处理措施;对于坝高大于15m且涵管改造尚有余地的,则对涵管进行内衬后对内衬体与涵管结合部位进行灌浆处理,如混凝土衬砌、钢板内衬或塑料管内衬;对于无法进行加固或加固不彻底的涵管,则采用封堵原涵管后新建涵管和隧洞的方法,“水平钻孔套管”施工技術新建涵管在湘西州永顺县二克水库使用并逐步得以推广,即采用普通地质钻机从坝端下游打水平孔,孔内套PE或PVC管,这种方法造价低,施工快,受影响因素小。对于隧洞的加固处理,采用钢筋混凝土进行衬砌后回填灌浆。
3.4增强坝体的稳定性
对于土石坝坝体稳定性,通过放缓坝坡或培厚整形来解决,坝坡坡度一般控制在1:2.5以下,内坡采用预制混凝土块或砌石护坡,外坡采用草皮护坡并设排水沟和防畜板、人行踏步。改造或新建排水体,根据实际采用排水棱体或贴坡排水等排水方式。
4加固技术在小型水库中的应用意义
4.1防洪、灌溉等效益明显
经过治理后,小型水库共恢复和新增防洪库容434万m3、恢复和新增灌溉面积0.424万hm2,预计解决饮水困难人口1.56万人。
4.2经济、社会、生态效益显著
一是除险加固材料的大量供应促进了当地运输业和建筑材料市场等方面发展,提供了大量的劳动力需求,增加了就业机会,盘活了当地经济。二是水库一般地处偏远地区,交通极其不便,借此病险水库治理的机会,基本上原来没有通路的都新修了公路,交通发生了根本性的变化。每完成一处除险加固工程,成就当地一道亮丽的风景线,增加了人气,有了稳定的水源,农村生态和生活环境得到了很大的改善,山清水秀,新农村建设步伐加快。 5小型水库加固施工的注意事项
5.1做好加固的前期准备
(1)做好大坝的安全鉴定工作。只有科学、准确、客观地对水库大坝进行安全鉴定,才能确保加固施工的合理性。作为大坝病害水库加固的前提条件和基础,鉴定工作的准确性至关重要。项目负责和主管部门应该将这项工作交给有相关资质和能力的机构来完成,以保证鉴定结果的有效性和科学性。鉴定完毕以后,结合现场的险情分布状况以及严重程度制定合理的加固措施和解决方案。
(2)做好地质勘测。首先,保证所选择的勘测地点合理,环境满足勘测要求,不允许在具有危险的地点进行勘测。其次,在进行总体设计以及平面布置过程中,要做好勘测工作,钻探方法、取样以及试验方法应该合理,与设计条件相一致,技术人员必须详细了解现场的地质资料;最后,避免或者尽可能减少对地质环境造成损害;
(3)保证设计方案科学合理。在方案的选择中,必须本着客观科学的态度,实事求是地开展工作,对于输水结构的建设,要做好挡水建筑的加固处理,合理改造启用闸门以及开关设备,合理布置通讯报警装置。小水库加固施工必须将安全鉴定结果作为基本的依据,设计中应该严格比选不同的方案,选择出最佳方案。同时,尽可能降低资金投入量,减少能源消耗,满足水库所在地点的工程要求。
5.2强化项目管理
做好水库加固项目在建设以及投入运营以后的监督与管控,并将建设情况逐级上报,最终定期向国家水利部门汇报,然后转至发改委,统一进行监督与管控。
5.3建立工程运行管理机制
为了实现高水平、高效率的管理,必须制定一个科学、有效的管理机制。同时,与加固施工相结合,通过高效率的管理来实现资金投入量的降低以及质量的提高。管理人员要对经费的来源和去向有全面的了解和把握,通过责任制的建立,将具体工作落实到部门,落实到人。实现水库管理的良性循环。
6结语
综上所述,小水库的安全运营对于保证人们的正常生活和工业生产有着积极的意义。对于一些结构存在危险的小水库,要采取必要的措施对其进行加固处理,技术人员应该结合施工现场的实际状况,采取合理的加固方法,尽可能降低建设中的资金投入,做好不同环节的施工管理,保证小水库加固以后可以顺利运营。
参考文献:
[1]刘广民.谈如何做好小型水库除险加固工程建设质量管理工作[J].浙江水利,2011(08):113.
[2]杜以芳.某中型水库坝体防渗加固技术探析[J].水利规划与设计,2016(06):69-71.
[3]杨克荣.浅談利川小型水库除险加固工程实践[J].中国水利,2017(08):336-337.
关键词:小水库;除险加固现状;加固技术;应用
引言
国内许多水库的建设时间是20世纪60~70年代,由于当时的设计水平以及施工水平有限,勘测经验不足,导致施工质量不高,很多不能满足国家的标准规定。同时,一些小水库的日常养护工作不到位,且使用年限较长,却没有得到合理的修缮,存在严重的安全隐患,威胁着人们的生命和财产安全。所以,进行水库的加固尤为必要,不仅可以提高水库的质量,保证稳定的农业生产水资源供给,而且很好地预防了自然灾害的发生,是我国水利建设顺利开展的基础和前提。
1某市水库概况
目前,市内已建成各类水库15座,水库总库容约1300万m3,其中中型水库6座、小(Ⅰ)型水库3座,小(Ⅱ)型水库6座,水库总数约占全市的12%。受当时经济和技术条件的制约,水库工程设计规范不完善、建设标准低、工程质量较差,经过多年运行,工程设施普遍老化,带病运行,隐患较大,严重影响工程安全运行和功能发挥。1998年以来,全市列入国家除险加固规划项目总数为6座,其中中型水库2座、小(Ⅰ)型水库1座、小(Ⅱ)型3座。通过除险加固,从根本上解决了水库存在的隐患问题,水库功能得以恢复,经济、社会和生态效益明显。
2小型水库主要病险问题
2.1防洪能力不满足要求
由于设计存在缺陷,施工不规范,人为破坏或沉降等因素,导致坝顶高程(或防渗体高程)不满足现行规范要求;有些溢洪道泄槽边墙高度不够,底部宽度小,泄洪建筑物过水断面尺寸不满足过流要求。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。
2.2坝体、坝基或坝肩渗漏
原勘探工作深度不够、设计不合理或施工不严格及材料或结构老化等原因,引起坝体、坝基或坝肩渗透压力增大、浸润线偏高或渗漏量增大等渗流问题。土石坝多以流土、管涌、接触冲刷等渗透破坏方式存在。
2.3输(放)水、泄水建筑物隐患大
输(放)水建筑物主要包括涵管、涵洞、隧洞等,主要隐患有涵管漏水,表现为在水流的作用下,涵管与坝体结合处存在沿层面纵向接触渗漏;涵管断裂、伸缩缝填料老化、接头处理不当等导致的横向漏水。过流断面小引起的涵管堵塞。输水隧洞未衬砌,围岩强度低产生垮塌,淤塞。溢洪道无消能工或消能工不完善,水流冲刷坝脚。
2.4坝体结构不稳定
坝体单薄,不满足稳定要求;坝顶宽度狭窄,表面高低不平,不满足使用要求;土石坝坝坡偏陡,边坡比大于1:2,甚至大于1:1.5,对坝坡稳定极为不利;上游坝坡冲刷严重,出现塌落、沉陷,下游坝坡草皮护坡植被极差或者坝面裸露,坝面出现冲沟,常年造成水土流失,危及大坝的安全。下游排水体排水失效,造成坝体浸润线抬高,局部位势集中,渗流比降增大,出现渗漏。
3小型水库除险加固施工技术分析
3.1提高防洪能力
加高坝顶或增设防浪墙措施提高坝体防洪能力;在地质、地形地貌和下游条件较适合的情况下扩建泄洪设施或新增泄洪通道两者结合使用来提高防洪标准。
3.2坝体、坝基及坝肩防渗
坝基及坝肩防渗主要采用帷幕灌浆的方式,对于粘土心墙坝,帷幕线沿心墙顶部坝轴线布置;对于均质土坝,帷幕线沿坝内坡土工膜周边布置;对于混凝土坝或浆砌石坝,一般沿坝轴线或偏上游侧布置帷幕线。帷幕深度一般与5Lu线交接为宜,小(Ⅱ)型水库可降低至10Lu。对于坝体防渗,根据坝型条件和防渗要求选择冲抓回填、劈裂灌浆及高压喷射灌浆土石坝进行坝体防渗加固,对于混凝土坝和浆砌石坝,则采用充填灌浆进行处理。
3.3涵管、隧洞的处理
对于断面较小的涵管或经济条件允许的,一般主张采用破坝后挖除重建钢筋混凝土涵管的办法,这是相对稳妥的处理措施;对于坝高大于15m且涵管改造尚有余地的,则对涵管进行内衬后对内衬体与涵管结合部位进行灌浆处理,如混凝土衬砌、钢板内衬或塑料管内衬;对于无法进行加固或加固不彻底的涵管,则采用封堵原涵管后新建涵管和隧洞的方法,“水平钻孔套管”施工技術新建涵管在湘西州永顺县二克水库使用并逐步得以推广,即采用普通地质钻机从坝端下游打水平孔,孔内套PE或PVC管,这种方法造价低,施工快,受影响因素小。对于隧洞的加固处理,采用钢筋混凝土进行衬砌后回填灌浆。
3.4增强坝体的稳定性
对于土石坝坝体稳定性,通过放缓坝坡或培厚整形来解决,坝坡坡度一般控制在1:2.5以下,内坡采用预制混凝土块或砌石护坡,外坡采用草皮护坡并设排水沟和防畜板、人行踏步。改造或新建排水体,根据实际采用排水棱体或贴坡排水等排水方式。
4加固技术在小型水库中的应用意义
4.1防洪、灌溉等效益明显
经过治理后,小型水库共恢复和新增防洪库容434万m3、恢复和新增灌溉面积0.424万hm2,预计解决饮水困难人口1.56万人。
4.2经济、社会、生态效益显著
一是除险加固材料的大量供应促进了当地运输业和建筑材料市场等方面发展,提供了大量的劳动力需求,增加了就业机会,盘活了当地经济。二是水库一般地处偏远地区,交通极其不便,借此病险水库治理的机会,基本上原来没有通路的都新修了公路,交通发生了根本性的变化。每完成一处除险加固工程,成就当地一道亮丽的风景线,增加了人气,有了稳定的水源,农村生态和生活环境得到了很大的改善,山清水秀,新农村建设步伐加快。 5小型水库加固施工的注意事项
5.1做好加固的前期准备
(1)做好大坝的安全鉴定工作。只有科学、准确、客观地对水库大坝进行安全鉴定,才能确保加固施工的合理性。作为大坝病害水库加固的前提条件和基础,鉴定工作的准确性至关重要。项目负责和主管部门应该将这项工作交给有相关资质和能力的机构来完成,以保证鉴定结果的有效性和科学性。鉴定完毕以后,结合现场的险情分布状况以及严重程度制定合理的加固措施和解决方案。
(2)做好地质勘测。首先,保证所选择的勘测地点合理,环境满足勘测要求,不允许在具有危险的地点进行勘测。其次,在进行总体设计以及平面布置过程中,要做好勘测工作,钻探方法、取样以及试验方法应该合理,与设计条件相一致,技术人员必须详细了解现场的地质资料;最后,避免或者尽可能减少对地质环境造成损害;
(3)保证设计方案科学合理。在方案的选择中,必须本着客观科学的态度,实事求是地开展工作,对于输水结构的建设,要做好挡水建筑的加固处理,合理改造启用闸门以及开关设备,合理布置通讯报警装置。小水库加固施工必须将安全鉴定结果作为基本的依据,设计中应该严格比选不同的方案,选择出最佳方案。同时,尽可能降低资金投入量,减少能源消耗,满足水库所在地点的工程要求。
5.2强化项目管理
做好水库加固项目在建设以及投入运营以后的监督与管控,并将建设情况逐级上报,最终定期向国家水利部门汇报,然后转至发改委,统一进行监督与管控。
5.3建立工程运行管理机制
为了实现高水平、高效率的管理,必须制定一个科学、有效的管理机制。同时,与加固施工相结合,通过高效率的管理来实现资金投入量的降低以及质量的提高。管理人员要对经费的来源和去向有全面的了解和把握,通过责任制的建立,将具体工作落实到部门,落实到人。实现水库管理的良性循环。
6结语
综上所述,小水库的安全运营对于保证人们的正常生活和工业生产有着积极的意义。对于一些结构存在危险的小水库,要采取必要的措施对其进行加固处理,技术人员应该结合施工现场的实际状况,采取合理的加固方法,尽可能降低建设中的资金投入,做好不同环节的施工管理,保证小水库加固以后可以顺利运营。
参考文献:
[1]刘广民.谈如何做好小型水库除险加固工程建设质量管理工作[J].浙江水利,2011(08):113.
[2]杜以芳.某中型水库坝体防渗加固技术探析[J].水利规划与设计,2016(06):69-71.
[3]杨克荣.浅談利川小型水库除险加固工程实践[J].中国水利,2017(08):336-337.