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[摘 要]本文針对中小型病险水库除险加固设计中常见病险问题进行分析,研究中小型水库除险加固中有关技术问题,从而使病险水库得到彻底治理,发挥其防洪、灌溉等综合效益,对中小型水库存在的病险问题及除险加固技术措施进行了分析和探讨,为保证水库安全运行、充分发挥工程效益提供了借鉴。
[关键词]中小型水库 病险 除险加固
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)43-0180-01
1.目前中小型水库出现的病险
1.1中小堤坝的渗漏
坝基、坝体和绕坝渗漏是大坝渗漏的主要类型,同时比较容易导致渗漏的就是大坝。如果下游的水位出现上升以定在冲洪或裂缝的第四纪中,这就是坝基渗漏现象;如果在坝体竖向的地方出现大面积渗漏就一定是坝体渗漏现象。如果下游出现绕渗,表观在大坝的肩、整体和基岩部位等出现的渗透现象,这就是绕坝渗漏。
1.2时间磨损
水库的运行管理不健全,维修养护,除险加固以及更新改造经费缺乏,致使工程老化失修日趋严重(坝体渗漏老化,护坡老化),工程运行中险象环生,多年带病运行,防洪压力越来越大,水库安全管理,行业管理法律及制度不完善,执法监管机构不健全、执法乏力也是重要问题,
1.3不能抵挡洪涝和地震灾害
由于我国现有很大一部分中小型水库,在起初操作设计的时候,由于技术、资金和人员的不足,都是采用土石结构,进而在防洪的抵御能力根本达不到规定要求,尤其在面对一些突如其来的自然灾害时发挥不出抗洪的效果。而且对于一些雨季降雨蜇比较大的地方,当地的水库在制定上与气候条件根本不相符,因此,所在水库的安全使用标准上违背了国家的要求。加上面对无法预测突如艽来的地谋灾害,由于抗地震能力差和不符合国家规定的抗震强度,它会直接导致坝体出现变形,威胁到周围居民的安全问题。
1.4建造的基础不够完善
据调查,至2017年,我国已拥有水库大坝9.8万余座,是世界上拥有水库大坝最多的国家,其中95%以上为土石坝,95%以上是上个世纪80年代以前建设的老坝。同时我国也是世界上拥有200米级以上高坝最多的国家,目前世界建成的200米级以上高坝77座,我国有20座,占26%;在建的200米级以上高坝19座,我国就有12座,占63%。虽然近10年来我国进行了大规模的病险水库除险加固,但水库大坝数量多,土石坝多,出险的几率就高。有的水库因仓促上马,边勘测、边设计、边施工,致使缺少泄洪设施,大坝渗漏严重或发生坝体滑坡,这些水库一开始运用就成为不完全工程,鉴于当时经济实力和对洪水的认识,许多水库大坝工程抗御洪水的标准是偏低的。许多水库大坝质最问题严遗留的隐患较多。
1.5大坝的稳定性较差
一般水库经常出现的质量问题就是大坝的稳定性较差,主要原因就就是在水库施工结朿后,没有及时有效的对整个大坝的质量和安全做好评估和检査工作,同时在检验验收操作时,缺乏专业的测试仪器,一些监理工作人员由于缺乏相关的安全和技术常识,只外观检查主观推断,对于存在的问题就没有及时发觉。导致坝体多处地方因质量不过关,外观不稳定和抗滑性差的问题,进而出现相当多的缝隙,加上整个坝体大部分长期浸泡在水中,经常会收到流动水流的冲刷,因此,就会出现了严重的不安全性和不稳定性等问题。
1.6金属机电构造的功效降低
在各大小水库中都有多数种类繁多的金属机电操作设备,在使用时有的地方已存在老化和绝缘体腐浊现象,这样的机电设备已超出规定年限,可是工作人员对于这一现象并没有解决,并缺乏检修,所以这些电器随时都有可能停产,这样水库就无法正常运转。且有的水库主管单位资金不足导致无法维修这些损坏的设备,导致水库随时都会出现安全问题。
2.更新加固技术以达到解除病险
2.1土工膜防渗技术
该技术是近年国内外迅速发展起来的一种将新材料,新工艺用于水工建筑物的防渗新技术,既可用于在建水工建筑物的防渗,又可用于已建水工建筑物的防渗它的最大优势在于防渗性能好,工程造价低,有很大发展潜力。其缺点是开槽深度有限,接头与已有刚性建筑物的搭接比较困难,
2.2提升防洪指标
提升水库的防洪指标的操作措施:一是提高坝体或防浪墙的高度,促进水库蓄水能力,从而在关键时期抵御洪水的侵袭,进而不影响下游的淹没;二是扩宽溢洪道,增加泄洪量,这样做对抵御洪水的灾害作用不太大但能能效的阻挡下游的淹没观象。采用提高坝体或防浪墙的高度,泄洪量要小于最大入水库洪峰流量;要是采用扩宽溢洪道的水库溢洪虽要比前期增长30%,可见,提高坝体或增设防浪墙对下游的安全做出了重大保障。
2.3促进水库工程施工质量
对于小型水库的施工质工,出现渗水、滑坡以及缝隙的主要原因在于土坝或土石坝中里面,缝隙和滑坡的出现,很大的原因与渗水有关,因此防渗是处理这两种类型大坝的主要措施。在日常处理的主要原则是封死上部、在下部排放,封死上部的操作措施有垂直和水平两种,垂直防渗主要采用混凝土灌浆方式,在大坝前段采取粘土覆盖时采用水平防渗。
2.4切实完善水库的精确测量
在水库进行施工作业之前,必须进行工程测量。在工程测量阶段,务必建立施工测量控制网,前提是仔细设计图纸及甲方设定的坐标点,同时进行水利建筑物定位放线。此外,对于控制网点的设置要在便于施工复测且又不易破坏的地方,为防止施工中扰乱网点,对测量造成误差,要用混凝土进行包裹。在水利工程施工阶段将施工测量误差降到最低,是工程施工的关键环节,衡量施工单位施工水平的高低指标就是对定位、坡度、高程的测量控制,同时也是决定工程质量高低的重要指标。
2.5合理的选择除险加固工程施工方案
病险水库最主要的通病是渗透问题,有地基(包括坝肩)渗透和坝体渗透。根据不同的坝型、坝基和病因情况,采取不同的处理方法。较常见的是均质和芯墙土坝的渗漏,常用的处理方法有冲挖、劈裂灌浆、压力灌浆。病因有清基不彻底,防渗料抗渗性差,蚁窝等。在了解水库的基本地质情况的前提下,可根据实际情况采取合适可靠的办法处理隐患。我们在实践中发现,单排孔往往出问题较多,而双排孔的问题出的少,单排孔即使有问题,但处理后比未处理症状要减轻。这就说明冲挖是有效的。因为资金问题,不便作双排冲挖,我们可在出水较多的孔段加作双排孔,相当于做了一个施工围堰,以保证主要防渗体的施工质量。这样即增加不了多少开支,又达到设计效果。不能因一些设计,施工不当造成冲挖效果不好的现象,而放弃小型水库除险加固的一个最好的处理方法。
2.6护坡基础土方的保护
一般用人工开挖的方式进行护坡基础土方开挖,地区土质情况不同其挖掘深度也不一样,开挖的同时一定要挖掘到较坚实的土质,然后由专门单位检验,若地基土质满足上部承载力的要求,才可进行护坡下一道工序施工。要是土方加深开挖,要将其回填至设计建设基面,用大卵石加粘土进行填方。回填过程要层层进行,回填一次要夯实一次,然后如此循环直到达到相关夯实密度要求,护坡基础底面宽度要留设施操作面积,该操作面积每边要求在1cm以上。
3.结束语
除国家加大水库病险除害加固工程投入外,全国水利战线的广大科技工作者要加强责任心,增强创新精神,利用新技术,精心设计,合理组织施工,选择一些适合中国国情的施工方法,保证工程质量,加快施工进度,在尽可能短的时问内基本完成难要堤坝的加固任务。这同时也是当前防洪安全,水资源充分利用的迫切任务。
参考文献
[1]李振营.中小型水库病险问题分析及除险加固技术探讨[J].河南水利与南水北调.2014(08).
作者简介
1.张志强,1985年9月,男,汉族,专科。
2.李振坤,1987年1月,男,汉族,专科。
[关键词]中小型水库 病险 除险加固
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)43-0180-01
1.目前中小型水库出现的病险
1.1中小堤坝的渗漏
坝基、坝体和绕坝渗漏是大坝渗漏的主要类型,同时比较容易导致渗漏的就是大坝。如果下游的水位出现上升以定在冲洪或裂缝的第四纪中,这就是坝基渗漏现象;如果在坝体竖向的地方出现大面积渗漏就一定是坝体渗漏现象。如果下游出现绕渗,表观在大坝的肩、整体和基岩部位等出现的渗透现象,这就是绕坝渗漏。
1.2时间磨损
水库的运行管理不健全,维修养护,除险加固以及更新改造经费缺乏,致使工程老化失修日趋严重(坝体渗漏老化,护坡老化),工程运行中险象环生,多年带病运行,防洪压力越来越大,水库安全管理,行业管理法律及制度不完善,执法监管机构不健全、执法乏力也是重要问题,
1.3不能抵挡洪涝和地震灾害
由于我国现有很大一部分中小型水库,在起初操作设计的时候,由于技术、资金和人员的不足,都是采用土石结构,进而在防洪的抵御能力根本达不到规定要求,尤其在面对一些突如其来的自然灾害时发挥不出抗洪的效果。而且对于一些雨季降雨蜇比较大的地方,当地的水库在制定上与气候条件根本不相符,因此,所在水库的安全使用标准上违背了国家的要求。加上面对无法预测突如艽来的地谋灾害,由于抗地震能力差和不符合国家规定的抗震强度,它会直接导致坝体出现变形,威胁到周围居民的安全问题。
1.4建造的基础不够完善
据调查,至2017年,我国已拥有水库大坝9.8万余座,是世界上拥有水库大坝最多的国家,其中95%以上为土石坝,95%以上是上个世纪80年代以前建设的老坝。同时我国也是世界上拥有200米级以上高坝最多的国家,目前世界建成的200米级以上高坝77座,我国有20座,占26%;在建的200米级以上高坝19座,我国就有12座,占63%。虽然近10年来我国进行了大规模的病险水库除险加固,但水库大坝数量多,土石坝多,出险的几率就高。有的水库因仓促上马,边勘测、边设计、边施工,致使缺少泄洪设施,大坝渗漏严重或发生坝体滑坡,这些水库一开始运用就成为不完全工程,鉴于当时经济实力和对洪水的认识,许多水库大坝工程抗御洪水的标准是偏低的。许多水库大坝质最问题严遗留的隐患较多。
1.5大坝的稳定性较差
一般水库经常出现的质量问题就是大坝的稳定性较差,主要原因就就是在水库施工结朿后,没有及时有效的对整个大坝的质量和安全做好评估和检査工作,同时在检验验收操作时,缺乏专业的测试仪器,一些监理工作人员由于缺乏相关的安全和技术常识,只外观检查主观推断,对于存在的问题就没有及时发觉。导致坝体多处地方因质量不过关,外观不稳定和抗滑性差的问题,进而出现相当多的缝隙,加上整个坝体大部分长期浸泡在水中,经常会收到流动水流的冲刷,因此,就会出现了严重的不安全性和不稳定性等问题。
1.6金属机电构造的功效降低
在各大小水库中都有多数种类繁多的金属机电操作设备,在使用时有的地方已存在老化和绝缘体腐浊现象,这样的机电设备已超出规定年限,可是工作人员对于这一现象并没有解决,并缺乏检修,所以这些电器随时都有可能停产,这样水库就无法正常运转。且有的水库主管单位资金不足导致无法维修这些损坏的设备,导致水库随时都会出现安全问题。
2.更新加固技术以达到解除病险
2.1土工膜防渗技术
该技术是近年国内外迅速发展起来的一种将新材料,新工艺用于水工建筑物的防渗新技术,既可用于在建水工建筑物的防渗,又可用于已建水工建筑物的防渗它的最大优势在于防渗性能好,工程造价低,有很大发展潜力。其缺点是开槽深度有限,接头与已有刚性建筑物的搭接比较困难,
2.2提升防洪指标
提升水库的防洪指标的操作措施:一是提高坝体或防浪墙的高度,促进水库蓄水能力,从而在关键时期抵御洪水的侵袭,进而不影响下游的淹没;二是扩宽溢洪道,增加泄洪量,这样做对抵御洪水的灾害作用不太大但能能效的阻挡下游的淹没观象。采用提高坝体或防浪墙的高度,泄洪量要小于最大入水库洪峰流量;要是采用扩宽溢洪道的水库溢洪虽要比前期增长30%,可见,提高坝体或增设防浪墙对下游的安全做出了重大保障。
2.3促进水库工程施工质量
对于小型水库的施工质工,出现渗水、滑坡以及缝隙的主要原因在于土坝或土石坝中里面,缝隙和滑坡的出现,很大的原因与渗水有关,因此防渗是处理这两种类型大坝的主要措施。在日常处理的主要原则是封死上部、在下部排放,封死上部的操作措施有垂直和水平两种,垂直防渗主要采用混凝土灌浆方式,在大坝前段采取粘土覆盖时采用水平防渗。
2.4切实完善水库的精确测量
在水库进行施工作业之前,必须进行工程测量。在工程测量阶段,务必建立施工测量控制网,前提是仔细设计图纸及甲方设定的坐标点,同时进行水利建筑物定位放线。此外,对于控制网点的设置要在便于施工复测且又不易破坏的地方,为防止施工中扰乱网点,对测量造成误差,要用混凝土进行包裹。在水利工程施工阶段将施工测量误差降到最低,是工程施工的关键环节,衡量施工单位施工水平的高低指标就是对定位、坡度、高程的测量控制,同时也是决定工程质量高低的重要指标。
2.5合理的选择除险加固工程施工方案
病险水库最主要的通病是渗透问题,有地基(包括坝肩)渗透和坝体渗透。根据不同的坝型、坝基和病因情况,采取不同的处理方法。较常见的是均质和芯墙土坝的渗漏,常用的处理方法有冲挖、劈裂灌浆、压力灌浆。病因有清基不彻底,防渗料抗渗性差,蚁窝等。在了解水库的基本地质情况的前提下,可根据实际情况采取合适可靠的办法处理隐患。我们在实践中发现,单排孔往往出问题较多,而双排孔的问题出的少,单排孔即使有问题,但处理后比未处理症状要减轻。这就说明冲挖是有效的。因为资金问题,不便作双排冲挖,我们可在出水较多的孔段加作双排孔,相当于做了一个施工围堰,以保证主要防渗体的施工质量。这样即增加不了多少开支,又达到设计效果。不能因一些设计,施工不当造成冲挖效果不好的现象,而放弃小型水库除险加固的一个最好的处理方法。
2.6护坡基础土方的保护
一般用人工开挖的方式进行护坡基础土方开挖,地区土质情况不同其挖掘深度也不一样,开挖的同时一定要挖掘到较坚实的土质,然后由专门单位检验,若地基土质满足上部承载力的要求,才可进行护坡下一道工序施工。要是土方加深开挖,要将其回填至设计建设基面,用大卵石加粘土进行填方。回填过程要层层进行,回填一次要夯实一次,然后如此循环直到达到相关夯实密度要求,护坡基础底面宽度要留设施操作面积,该操作面积每边要求在1cm以上。
3.结束语
除国家加大水库病险除害加固工程投入外,全国水利战线的广大科技工作者要加强责任心,增强创新精神,利用新技术,精心设计,合理组织施工,选择一些适合中国国情的施工方法,保证工程质量,加快施工进度,在尽可能短的时问内基本完成难要堤坝的加固任务。这同时也是当前防洪安全,水资源充分利用的迫切任务。
参考文献
[1]李振营.中小型水库病险问题分析及除险加固技术探讨[J].河南水利与南水北调.2014(08).
作者简介
1.张志强,1985年9月,男,汉族,专科。
2.李振坤,1987年1月,男,汉族,专科。