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【摘 要】 水库是我国水利项目中重要的组成部分,具有数量多、分布广的特点。水库不仅在我国的农业灌溉承担着重要任务,对于防洪和供水也起着重要的作用,在水利项目中不可或缺。本文主要对小型水库除险的加固设计进行了分析探讨。
【关键词】 小型水库;除险加固;加固技术;解决措施
引言:
近几年,我国在重视中小型水库在我国水利产业中重大作用的同时,开始加大对其除险加固的投入力度,中小型水库在质量和安全方面都得到了一定改善,但是瞻观中小型水库发展现状,其仍然存在较高的病害发生率,比如坝体、坝基密度不符合设计要求,致使相应结构出现渗透问题,再比如土石坝坝坡滑动破坏导致相应结构出现变形,这些都严重影响水库运行的稳定和安全,因此,必须做好中小型水库的除险加固工作。
一、我国水库的现状及存在的问题分析
1、水库病险问题分析
1.1水库的挡水坝性能差
从我国现有的水库来看,绝大多数的挡水坝是用粘土来建筑的,这些粘土的性能不够良好,加上很多中小型的水库工程在建筑前的设计上就不够规范,有的甚至根本就没有进行科学的设计,因此大多数的建筑体根本就没有达到标准的要求,使得挡水坝的性能表现差。挡水坝常见的问题就是其宽度或者高度不符合规定的标准,经常会存在陡坡,这就极大的影响了水坝的性能。在坝基的建设方面,很多中小型水库的坝基都缺少反滤体,坝基存在比较严重的渗漏。坝体和山坡的连接处没有设置排水沟,使得来自山坡的水聚集后直接对坝体产生冲击,上游坝坡和下游坝坡都缺乏必要的护坡措施。
1.2溢洪道损坏严重
我国水库的溢洪道通常呈开式宽顶,多年的使用运行,很多项目因为没有导墙而产生了严重的损坏。有导墙的项目也因为长期受到冲刷力的冲击而有损坏发生。另外因为早期设计的限制,溢洪道的宽度已经不能满足现有水库功能的需要,泄洪流量小,当有特大的洪水灾害发生时,最高水位几乎要达到水库的坝顶,对大坝的安全造成严重的威胁。
2、水库管理和维护现状和问题分析
2.1前期准备工作不足、建设资金不充裕
很多中小型水库工程在前期准备工作期间缺乏全面的基础资料,在设计上没能做到科学规范,工程设计和实际施工不符,偏差较大。一些小型的水库建设的实际工程量成倍的增加,还有的成倍减少,偏差严重,这跟前期的准备工作不足,设计不严谨有直接的关系。很多小型水库的建设都是各地区自主筹资建设,在资金方面不充裕,这也就直接导致了建设的标准降低,工程质量难以保证,这些水库在运营过程中存在较大的安全隐患,影响着人们生命财产的安全。
2.2质量监督体系不完善、施工质量不达标
很多大型水库工程虽然由相对正规的施工单位来进行施工建设,但是在施工单位的内部缺乏有效的监督管理机制,负责工程监督的监理单位和工作人员职业技能和业务素质参差不齐,监理工作没能发挥真正作用。安全员操作违规,不完全按照投保文件履行职务。对于很多早期建设的中小型水库,受当时经济条件和社会条件的现在,很多水库是由群众民工来完成的,而且在施工过程中没有进行过标准的检测检查,工程施工存在严重的质量问题。
2.3疏于维护、很多水库年久失修
我国大部分的小型水库都是于上世纪50~70年代修建,在后期的使用过程中,管理部门属于监管,维护工作不到位,即使有所维修,也仅仅是治标不治本。很多水库因为年久失修,已经成为危险水库,具有极大的安全隐患。
二、中小型水库除险加固技术的实际应用
1、坝坡滑坡破坏加固技术
在重力、地下水等作用力下,土石坝坝坡会出现向下、向外滑动的现象,若坝体内岩土所具备的抗剪强度无法抵抗这种滑动,坝坡就会失稳进而产生滑坡,简言之,土石坝坝坡出现滑坡破坏的原因就在于坝坡自身的抗滑能力不足以及滑动作用力的持续增加,比如施工方法不当、施工速度把握不合理、填筑材料选择不当、库水和雨水的的渗入、洪流、地震等都会增加坝坡滑动力,降低其抗滑力。因此,应当进行滑坡勘探和相应的土工试验工作,确定坝坡的滑坡特征和产生原因,结合库区情况制定出科学的滑坡加固方案。对于坝坡滑坡破坏加固的施工方法包括下面几种:将坝基以及坝坡上的树根、杂物等清理干净,并对可能会引发大坝安全问题的洞穴、泉眼、滑坡体和风化岩石进行处理;抛石固脚阻滑,并及时对坝坡裂缝进行处理,保证滑坡体的稳定性;垂直截渗;全面培厚,放缓坝坡等。
2、坝体灌浆加固技术
坝体灌浆加固技术分为填充式和劈裂式两种方法,都为压力灌浆,其中填充式灌浆法指的是自重灌浆;劈裂式灌浆法则是通过灌浆压力将坝体劈开,进而形成一道垂直于坝体的浆体帷幕,这种灌浆方法对土石坝坝体填筑的自然应力状态进行了充分利用,具有良好的节约效果和应用效果。在坝体灌浆加固中,为了增强土石坝坝体密实度,首先需要对坝体进行一定的灌浆,之后将复合人工薄膜铺设到坝体上游部位,在此过程中,必须保证复合人工薄膜与坝基之间具有良好的结合性且结合部位符合要求。可采用劈裂式灌浆法处理坝体填筑不符合要求的部位,将坝体劈裂成两排,使两部分中间形成良好的防渗层,在灌浆过程中灌浆孔以外的范围内会产生较大的压力,这对坝体起到了一定的加固作用;也可劈开坝基一定深度,强化其与坝体结合面的防渗功能。
3、坝体、坝基密实加固技术
当前中小型水库土石坝最为常见的问题就是填筑质量不达标、没有处理好软弱坝基,使水库运行存在非常大的隐患。因此在中小型水库的除险加固工程中,提高坝体、坝基的密度是非常重要的任务之一。对于新建土石坝来说,其坝体以及坝基的密度必须经过严格的论证和可行性研究,并结合水库实际情况对施工加固方案进行精心设计,严格施工过程。增强坝体密度的关键问题是要对填筑质量进行控制,这就要求做好材料选择,必要时需进行碾压试验,确定各项碾压参数,选择最为合适的碾压施工方法,保证坝体填筑质量的最优化;软弱坝基的处理方法有很多种,比如强夯法、换填法、排水沙井分期填筑法、深层搅拌法等。对于已建土石坝来说,坝体和坝基是一个整体,如果两者在密实度上出现问题,最好采用同一种处理方法进行加固,比如振冲压密法对于已建土石坝软弱基地处理就具有具有非常好的适用性,而若土石坝坝基为粘性土,则可采用深层搅拌法进行加固。 4、合成材料加固技术
近年来,高分子化工产业得到了迅猛发展,很多合成纤维以其自身优越性在社会各个领域得到了广泛应用,通过实践发现,合成纤维的优良性能在工程中也能发挥重大作用,当前其已在建筑工程领域得到了有效应用。目前出现的一系列人工合成纤维产品包括土工织物、土工网、土工格栅、土工膜、土工席垫、土工复合材料等,其中土工织物是一种由用于岩土工程、土木工程的合成纤维以及天然纤维制作而成的透水织物,具有排水功能、过滤功能、防护功能、隔离功能等;土工网的主要功能是输送液体、气体,它是一个具有规则性和致密性的网状结构;土工格栅主要用于加筋施工中;土工膜不透水,其主要作用是对液体以及气体的输送进行隔离;土工席垫是一种具有透水性能的、由单纤维组成的聚合物垫,其对土粒、微小织物等具有一定的保护作用;所谓土工复合材料就是由两种或两种以上的土工合成材料组合而成的材料,在加筋、排水以及截水方面发挥着重大作用。
三、病险水库除险加固的解决对策
1、小型水库除险加固工程项目实施要走正规化道路
小型水库土建工程造价一般都有几十万,加上淹没补偿,工程实际费用高出工程士建造价较多。随着市场经济的发展,利用水库养鱼、养猪的立体开发方式,使水库的经济价值越来越高,水库由此带来拍卖价格也相当高,投入到除险加固工程的费用很可观。搞好工程的项目管理是有经济基础的。为了用好资金,实施好建设方案,项目的实施要正规化,也就是要强化项目管理,在项目管理上要形成以项目法人为主体,项目法人向国家和投资方负责。项目主管单位要加强对项目法人组建,招标投标、质量监督、项目验收等各个环节的监管,严格执行基本建设程序。小型水库除险加固工程也要实行招标投标制,建立公开公平公正的市场秩序,防止腐败。小型水库除险加固工程也要落实建设监理制,严格把好质量关。只有靠正规化的管理,才能保证项目实施成功。
2、加强水库的安全管理工作
2.1提高管理重视度、加大安全宣传力度
水管单位要重视水库的安全管理工作,根据国家的相关法规政策做好水库的管理工作。可以根据水库的规模、等级,结合实际情况,采用单位负责制,责任到县、乡(镇),各个管理单位设立专门的水力勤务管理机构,配置管理人员,对水利工程进行运行、维护的统一管理工作。另外对国家的水利相关法规加大宣传力度,提倡安全用水、节约用水,提高全民整体的节水安全意识。
2.2水库管理标准化发展
对水库进行标准化的管理,可以避免管理的盲目性,也使管理更加有序规范。标准化管理主要体现在两个方面。一方面值管理的质量标准化,即管理的工程设备具有良好的状态。另一方面是工作量的标准化,即为达到质量标准所需要完成的工作,也就是质量标准的具体化表现。管理的标准化发展,是水库管理顺应时代潮流,逐步向自动化管理发展的过渡。
2.3水库外部交通和通信的完善
对于水库以外的道路交通和通信进行完善和维护,可以在险情或者灾情发生时及时的上报并采取相应的抢修措施,使险情得到控制,避免重大灾害事故发生。
四、结束语
中小型水库除险加固工程是一项长期的、系统的、复杂的工作,随着水利工程的不断发展,中小型水库在以后面临的问题会越来越多,因此,必须深入分析水库病害种类和产生原因,采取科学合理的手段对病害部位进行加固处理,以保证中小型水库运行的安全性和稳定性。
参考文献:
[1]李树芝.中小型水库病险水库的除险改造相关问题分析[J].科技致富向导,2012(5).
[2]刘建飞等.病险水库除险加固问题探讨[J].西北水资源与水工程,2011(2).
[3]严祖文.病险水库除险加固现状分析及对策[J]水利水电技术.2010(10)
【关键词】 小型水库;除险加固;加固技术;解决措施
引言:
近几年,我国在重视中小型水库在我国水利产业中重大作用的同时,开始加大对其除险加固的投入力度,中小型水库在质量和安全方面都得到了一定改善,但是瞻观中小型水库发展现状,其仍然存在较高的病害发生率,比如坝体、坝基密度不符合设计要求,致使相应结构出现渗透问题,再比如土石坝坝坡滑动破坏导致相应结构出现变形,这些都严重影响水库运行的稳定和安全,因此,必须做好中小型水库的除险加固工作。
一、我国水库的现状及存在的问题分析
1、水库病险问题分析
1.1水库的挡水坝性能差
从我国现有的水库来看,绝大多数的挡水坝是用粘土来建筑的,这些粘土的性能不够良好,加上很多中小型的水库工程在建筑前的设计上就不够规范,有的甚至根本就没有进行科学的设计,因此大多数的建筑体根本就没有达到标准的要求,使得挡水坝的性能表现差。挡水坝常见的问题就是其宽度或者高度不符合规定的标准,经常会存在陡坡,这就极大的影响了水坝的性能。在坝基的建设方面,很多中小型水库的坝基都缺少反滤体,坝基存在比较严重的渗漏。坝体和山坡的连接处没有设置排水沟,使得来自山坡的水聚集后直接对坝体产生冲击,上游坝坡和下游坝坡都缺乏必要的护坡措施。
1.2溢洪道损坏严重
我国水库的溢洪道通常呈开式宽顶,多年的使用运行,很多项目因为没有导墙而产生了严重的损坏。有导墙的项目也因为长期受到冲刷力的冲击而有损坏发生。另外因为早期设计的限制,溢洪道的宽度已经不能满足现有水库功能的需要,泄洪流量小,当有特大的洪水灾害发生时,最高水位几乎要达到水库的坝顶,对大坝的安全造成严重的威胁。
2、水库管理和维护现状和问题分析
2.1前期准备工作不足、建设资金不充裕
很多中小型水库工程在前期准备工作期间缺乏全面的基础资料,在设计上没能做到科学规范,工程设计和实际施工不符,偏差较大。一些小型的水库建设的实际工程量成倍的增加,还有的成倍减少,偏差严重,这跟前期的准备工作不足,设计不严谨有直接的关系。很多小型水库的建设都是各地区自主筹资建设,在资金方面不充裕,这也就直接导致了建设的标准降低,工程质量难以保证,这些水库在运营过程中存在较大的安全隐患,影响着人们生命财产的安全。
2.2质量监督体系不完善、施工质量不达标
很多大型水库工程虽然由相对正规的施工单位来进行施工建设,但是在施工单位的内部缺乏有效的监督管理机制,负责工程监督的监理单位和工作人员职业技能和业务素质参差不齐,监理工作没能发挥真正作用。安全员操作违规,不完全按照投保文件履行职务。对于很多早期建设的中小型水库,受当时经济条件和社会条件的现在,很多水库是由群众民工来完成的,而且在施工过程中没有进行过标准的检测检查,工程施工存在严重的质量问题。
2.3疏于维护、很多水库年久失修
我国大部分的小型水库都是于上世纪50~70年代修建,在后期的使用过程中,管理部门属于监管,维护工作不到位,即使有所维修,也仅仅是治标不治本。很多水库因为年久失修,已经成为危险水库,具有极大的安全隐患。
二、中小型水库除险加固技术的实际应用
1、坝坡滑坡破坏加固技术
在重力、地下水等作用力下,土石坝坝坡会出现向下、向外滑动的现象,若坝体内岩土所具备的抗剪强度无法抵抗这种滑动,坝坡就会失稳进而产生滑坡,简言之,土石坝坝坡出现滑坡破坏的原因就在于坝坡自身的抗滑能力不足以及滑动作用力的持续增加,比如施工方法不当、施工速度把握不合理、填筑材料选择不当、库水和雨水的的渗入、洪流、地震等都会增加坝坡滑动力,降低其抗滑力。因此,应当进行滑坡勘探和相应的土工试验工作,确定坝坡的滑坡特征和产生原因,结合库区情况制定出科学的滑坡加固方案。对于坝坡滑坡破坏加固的施工方法包括下面几种:将坝基以及坝坡上的树根、杂物等清理干净,并对可能会引发大坝安全问题的洞穴、泉眼、滑坡体和风化岩石进行处理;抛石固脚阻滑,并及时对坝坡裂缝进行处理,保证滑坡体的稳定性;垂直截渗;全面培厚,放缓坝坡等。
2、坝体灌浆加固技术
坝体灌浆加固技术分为填充式和劈裂式两种方法,都为压力灌浆,其中填充式灌浆法指的是自重灌浆;劈裂式灌浆法则是通过灌浆压力将坝体劈开,进而形成一道垂直于坝体的浆体帷幕,这种灌浆方法对土石坝坝体填筑的自然应力状态进行了充分利用,具有良好的节约效果和应用效果。在坝体灌浆加固中,为了增强土石坝坝体密实度,首先需要对坝体进行一定的灌浆,之后将复合人工薄膜铺设到坝体上游部位,在此过程中,必须保证复合人工薄膜与坝基之间具有良好的结合性且结合部位符合要求。可采用劈裂式灌浆法处理坝体填筑不符合要求的部位,将坝体劈裂成两排,使两部分中间形成良好的防渗层,在灌浆过程中灌浆孔以外的范围内会产生较大的压力,这对坝体起到了一定的加固作用;也可劈开坝基一定深度,强化其与坝体结合面的防渗功能。
3、坝体、坝基密实加固技术
当前中小型水库土石坝最为常见的问题就是填筑质量不达标、没有处理好软弱坝基,使水库运行存在非常大的隐患。因此在中小型水库的除险加固工程中,提高坝体、坝基的密度是非常重要的任务之一。对于新建土石坝来说,其坝体以及坝基的密度必须经过严格的论证和可行性研究,并结合水库实际情况对施工加固方案进行精心设计,严格施工过程。增强坝体密度的关键问题是要对填筑质量进行控制,这就要求做好材料选择,必要时需进行碾压试验,确定各项碾压参数,选择最为合适的碾压施工方法,保证坝体填筑质量的最优化;软弱坝基的处理方法有很多种,比如强夯法、换填法、排水沙井分期填筑法、深层搅拌法等。对于已建土石坝来说,坝体和坝基是一个整体,如果两者在密实度上出现问题,最好采用同一种处理方法进行加固,比如振冲压密法对于已建土石坝软弱基地处理就具有具有非常好的适用性,而若土石坝坝基为粘性土,则可采用深层搅拌法进行加固。 4、合成材料加固技术
近年来,高分子化工产业得到了迅猛发展,很多合成纤维以其自身优越性在社会各个领域得到了广泛应用,通过实践发现,合成纤维的优良性能在工程中也能发挥重大作用,当前其已在建筑工程领域得到了有效应用。目前出现的一系列人工合成纤维产品包括土工织物、土工网、土工格栅、土工膜、土工席垫、土工复合材料等,其中土工织物是一种由用于岩土工程、土木工程的合成纤维以及天然纤维制作而成的透水织物,具有排水功能、过滤功能、防护功能、隔离功能等;土工网的主要功能是输送液体、气体,它是一个具有规则性和致密性的网状结构;土工格栅主要用于加筋施工中;土工膜不透水,其主要作用是对液体以及气体的输送进行隔离;土工席垫是一种具有透水性能的、由单纤维组成的聚合物垫,其对土粒、微小织物等具有一定的保护作用;所谓土工复合材料就是由两种或两种以上的土工合成材料组合而成的材料,在加筋、排水以及截水方面发挥着重大作用。
三、病险水库除险加固的解决对策
1、小型水库除险加固工程项目实施要走正规化道路
小型水库土建工程造价一般都有几十万,加上淹没补偿,工程实际费用高出工程士建造价较多。随着市场经济的发展,利用水库养鱼、养猪的立体开发方式,使水库的经济价值越来越高,水库由此带来拍卖价格也相当高,投入到除险加固工程的费用很可观。搞好工程的项目管理是有经济基础的。为了用好资金,实施好建设方案,项目的实施要正规化,也就是要强化项目管理,在项目管理上要形成以项目法人为主体,项目法人向国家和投资方负责。项目主管单位要加强对项目法人组建,招标投标、质量监督、项目验收等各个环节的监管,严格执行基本建设程序。小型水库除险加固工程也要实行招标投标制,建立公开公平公正的市场秩序,防止腐败。小型水库除险加固工程也要落实建设监理制,严格把好质量关。只有靠正规化的管理,才能保证项目实施成功。
2、加强水库的安全管理工作
2.1提高管理重视度、加大安全宣传力度
水管单位要重视水库的安全管理工作,根据国家的相关法规政策做好水库的管理工作。可以根据水库的规模、等级,结合实际情况,采用单位负责制,责任到县、乡(镇),各个管理单位设立专门的水力勤务管理机构,配置管理人员,对水利工程进行运行、维护的统一管理工作。另外对国家的水利相关法规加大宣传力度,提倡安全用水、节约用水,提高全民整体的节水安全意识。
2.2水库管理标准化发展
对水库进行标准化的管理,可以避免管理的盲目性,也使管理更加有序规范。标准化管理主要体现在两个方面。一方面值管理的质量标准化,即管理的工程设备具有良好的状态。另一方面是工作量的标准化,即为达到质量标准所需要完成的工作,也就是质量标准的具体化表现。管理的标准化发展,是水库管理顺应时代潮流,逐步向自动化管理发展的过渡。
2.3水库外部交通和通信的完善
对于水库以外的道路交通和通信进行完善和维护,可以在险情或者灾情发生时及时的上报并采取相应的抢修措施,使险情得到控制,避免重大灾害事故发生。
四、结束语
中小型水库除险加固工程是一项长期的、系统的、复杂的工作,随着水利工程的不断发展,中小型水库在以后面临的问题会越来越多,因此,必须深入分析水库病害种类和产生原因,采取科学合理的手段对病害部位进行加固处理,以保证中小型水库运行的安全性和稳定性。
参考文献:
[1]李树芝.中小型水库病险水库的除险改造相关问题分析[J].科技致富向导,2012(5).
[2]刘建飞等.病险水库除险加固问题探讨[J].西北水资源与水工程,2011(2).
[3]严祖文.病险水库除险加固现状分析及对策[J]水利水电技术.2010(10)