小型病險水庫除險加固技術(shù)研究

1、 小型病險水庫除險加固技術(shù)研究 摘要：我國建設(shè)的水庫類型大部分都是小型水庫，它們被分布在各個地區(qū)，并帶動著為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。但是，由于各種因素的影響，導(dǎo)致多數(shù)小型水庫發(fā)生病險問題，影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此，迫切需要對其病險進(jìn)行加固處理。文章通過對小型病險水庫的形成原因進(jìn)行了分析，并提出了加固水庫的技術(shù)，以確保水庫的正常運(yùn)行。關(guān)鍵詞：小型；病險；水庫；除險；加固1.小型病險水庫的特點(diǎn)1.1缺乏較強(qiáng)的防洪能力（1）以前水庫的防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行要求不相符，無法滿足實(shí)際需求； （2）壩頂高度不具備正常擋水的能力，導(dǎo)致洪水漫過頂，引發(fā)潰壩安全事故；（3）沒有健全的排洪設(shè)施，溢洪道斷面尺寸較小、河道淤積等

2、，均會降低過流能力。1.2滲流缺乏安全性1. 壩體非常單薄，壩體土壤材料的滲透系數(shù)過高，下游壩腳排水棱柱被破壞等，都會引起下游壩體滲透線升高，致使壩坡散浸；（2）壩體發(fā)生沉降變形問題，導(dǎo)致裂縫越來越嚴(yán)重，水順著裂縫慢慢流出水庫；（3） 以前的勘探技術(shù)水平較低，缺乏對壩基和岸坡地質(zhì)條件的深入了解，沒有采取截滲措施對其進(jìn)行處理，導(dǎo)致水庫中的水順著風(fēng)化巖層和裂縫處流出來，造成壩基、壩肩出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏；（4）下游壩坡土壤流失嚴(yán)重，下游壩腳管涌，導(dǎo)致壩體和壩基被嚴(yán)重破壞。1.3結(jié)構(gòu)缺乏安全性1.3.1土石壩結(jié)構(gòu)安全問題（1）因壩坡太陡，下游壩體滲透線高，壩基上分布著高含水量的淤泥層，通過對壩坡抗滑能力進(jìn)行

3、分析發(fā)現(xiàn)其與現(xiàn)行的規(guī)定不相符；（2）由于壩體填土后出現(xiàn)固結(jié)沉降問題，在加上地下水的持續(xù)滲透，使得壩體出現(xiàn)變形，并發(fā)生滑坡、塌陷等問題。1.3.2溢洪道結(jié)構(gòu)安全問題一般，小型水庫都是使用開敞式的溢洪道，且基本都是寬頂堰結(jié)構(gòu)的。由于以前的經(jīng)濟(jì)并不發(fā)達(dá)，溢洪道的建設(shè)結(jié)構(gòu)大多是磚石結(jié)構(gòu)。該病險的主要特征如下：（1）沒有設(shè)置相應(yīng)的溢洪道，不能完成水庫正常排洪任務(wù)；（2）設(shè)置的結(jié)構(gòu)缺乏合理性，不能正常運(yùn)行；（3）進(jìn)水口嚴(yán)重淤積，溢流段過小，無法完成水庫排洪任務(wù)；（4）渠道沒有襯里，長滿雜草，致使過流能力偏低；（5）襯砌結(jié)構(gòu)和耗能設(shè)備被嚴(yán)重?fù)p壞；（6）岸坡嚴(yán)重塌陷。1.3.2輸水涵管結(jié)構(gòu)安全問題目前，小型水

4、庫基本都設(shè)置了壩下水涵管，以完成下游灌溉需求。由于各種原因的影響，導(dǎo)致洞壁中存在較多裂縫，洞體慢慢滲漏、取水設(shè)施落后等問題。1.4抗震性能不高在設(shè)計小型水庫時，并未將地震的危害考慮在內(nèi)，也未采取相應(yīng)的措施來防范地震，在發(fā)生地震后，會出現(xiàn)水庫壩基或壩底砂層液化以及壩坡失衡等病害。1.5金屬結(jié)構(gòu)老化與大中型水庫相比，小型水庫的金屬結(jié)構(gòu)面積小、數(shù)量少、維護(hù)難度大，像具備涵管和閘門的水庫，由于未得到及時修繕，閘門、埋藏的零件等已發(fā)生老化和腐蝕問題，導(dǎo)致閘門無法正常打開和關(guān)閉等問題，無法正常運(yùn)行。1.6安全管理落后與大中型水庫相比，小型水庫在安全管理方面存在的問題非常多，主要包括以下幾個方面：（1）缺乏

5、健全的管理機(jī)構(gòu)，管理人員的技術(shù)素質(zhì)普遍不高，管理工作基本由所在地的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行管理，負(fù)責(zé)管理的人員專業(yè)技術(shù)能力不高，有些水庫還存在無專人管理的問題；（2）小型水庫主要服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，水庫經(jīng)濟(jì)條件普遍偏低，用于維護(hù)管理的資金短缺，長時間帶病運(yùn)行，導(dǎo)致供水效率偏低；（3）管理方式停滯不前，多數(shù)小型水庫沒有設(shè)置專門的管理室，用于監(jiān)測、通訊的設(shè)備較為短缺，導(dǎo)致在后期的防洪工作中存在較大的安全隱患；（4）存在跨區(qū)域管理的問題，且產(chǎn)權(quán)缺乏明確性，部分小型水庫的所有權(quán)和使用權(quán)在不同的地方，因此無法對水庫進(jìn)行有效管理；（5）用于小型水庫建設(shè)和運(yùn)行管理的材料稀缺，導(dǎo)致日常維護(hù)工作無法正常開展。2.小型病險水庫除險加

6、固技術(shù)2.1防洪安全加固（1）加高大壩,當(dāng)實(shí)際壩頂?shù)母叨缺扔嬎愕臉?biāo)高低時，可以對壩頂路面進(jìn)行改造，并在上游增加一個高度不大于1.2 m的混凝土防浪墻；如果大壩實(shí)際高度和計算高度誤差不大時，可以通過壩頂戴帽的方式完成加高，通常加高23 m即可；當(dāng)大壩頂部的實(shí)際高度與計算高程差距較大時，可以對壩坡進(jìn)行培厚加高處理；（2）對溢洪道泄洪能力進(jìn)行提高，根據(jù)實(shí)際情況，通過對過流斷面進(jìn)行加大、對溢洪道進(jìn)行改造重建等對策，使溢洪道泄洪能力得到增強(qiáng)；有效將大壩加高與提高溢洪道排洪能力進(jìn)行結(jié)合，可以對大壩上游或下游進(jìn)行增厚和加高處理，如果大壩上游邊坡防滑穩(wěn)定性達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、水庫水位低、下游地形條件不具備施工條件

7、時，可以選擇培厚加高上游；同時，如果大壩下游邊坡穩(wěn)定性較差、地形條件滿足施工條件、水庫水位比較高時，可以培厚加高下游；當(dāng)水庫水位比較低、壩體有滲漏時，可以通過對上游黏土傾斜墻進(jìn)行培厚加高處理，以加固壩體。2.2滲流安全加固（1）沿壩體軸線方向設(shè)置相應(yīng)的高壓噴射灌漿、分體灌漿、沖洗井對黏土防滲墻進(jìn)行回填，基巖連接在墻體下完成帷幕灌漿；（2）在上游壩坡中設(shè)置黏土斜墻或者將防滲土工膜鋪設(shè)在上游壩坡上；（3）改造或增加下游的過濾排水設(shè)施，通常，因小型水庫面積較小，壩體高程不高，因此通常不宜使用混凝土防滲墻對壩體進(jìn)行防滲處理。2.3加固結(jié)構(gòu)2.3.1加固土石壩結(jié)構(gòu)（1）對于大壩的裂縫和沉降，可以填充黏土

8、并完成灌漿處理；（2）對于大壩邊坡的防滑性能達(dá)不到規(guī)定要求的，可以通過干石固定等加固措施；（3）由于缺乏對小型水庫的日常維護(hù)和管理，導(dǎo)致上游和下游的邊坡防護(hù)多數(shù)遭到破壞，部分水庫甚至沒有進(jìn)行任何防護(hù)，為了保護(hù)壩體的安全性，改造小水庫土石壩護(hù)坡的工作非常關(guān)鍵，可使用預(yù)制混凝土塊、現(xiàn)澆筑混凝土邊坡防護(hù)技術(shù)來加固保護(hù)上游面，可使用草皮護(hù)坡、格子草皮等邊坡防護(hù)加固技術(shù)來加固保護(hù)下游面，但在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇邊坡防護(hù)加固技術(shù)；（4）一般，有許多小型水庫的壩頂位置是泥石面，路面寬度普遍偏窄。為了方面日常對其進(jìn)行維護(hù)和管理，可以適當(dāng)拓寬壩頂，以方面工作人員進(jìn)行維保管理工作，在壩頂路面的處理

9、中，建議將其改造成混凝土路面，厚度控制在1015厘米左右即可，以避免壩頂滲水，并提高壩頂?shù)拿烙^度，為防洪工作提供方便；（5）其他加固措施：改建邊坡排水設(shè)施、白蟻防治加固技術(shù)等。2.3.2加固溢洪道結(jié)構(gòu)（1）如若溢洪道過流能力與設(shè)計要求不相符，則應(yīng)加寬溢洪道；（2）如若溢洪道的過流面裸露在外，則應(yīng)采取清淤襯砌的方式，對其進(jìn)行保護(hù)，一般襯砌施工的方式為現(xiàn)澆混凝土形式；（3）對結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行優(yōu)化，避免陡坡段和消能段彎曲，避免將溢洪道設(shè)置在地質(zhì)條件較差位置；（4）結(jié)合實(shí)際情況，改造重建溢洪道；（5）其他加固措施，即修復(fù)原始襯砌受損部分、對能耗設(shè)施進(jìn)行完善、處理混凝土結(jié)構(gòu)中的缺陷、修復(fù)岸坡等措施。2.3.

10、3加固輸水涵管結(jié)構(gòu)一般，小型水庫的壩下涵管會影響土壩的安全性，由于之前的涵管結(jié)構(gòu)存在較大差異，有砌石管和預(yù)制鋼筋混凝土管等結(jié)構(gòu)形式，加上埋設(shè)壩體、壩基的方式不一樣，受管徑小的影響，導(dǎo)致人員難以進(jìn)入，所以，針對安全隱患的涵管，如果大壩不是特別高，則可以對其進(jìn)行改造重建。2.4抗震安全加固分布在土石壩或壩基底部的砂層可能在地震作用下液化并破裂，為了應(yīng)對這種地震帶來的破壞，可以替換液化區(qū)域中的砂體，通過振沖、強(qiáng)夯人工加密方式或者通過布設(shè)排水減壓井等方式來加固水庫。結(jié)束語在我國，有許多小型水庫長期處于病險狀態(tài)，且長期帶病工作，對水利行業(yè)的發(fā)展造成嚴(yán)重影響，如果不及時采取相應(yīng)的加固措施對其進(jìn)行處理，將導(dǎo)致這些水庫成為水利行業(yè)中的安全隱患，一旦發(fā)生事故，損