1 小型水库输水设施除险加固的原则及应注意的因素
运行工作进行多年后, 小型水库输水设施在除险加固过程中要顾及的的因素很多。首先须按照国家水利工程建设管理部门的相关要求和规范, 对病险水库进行安全鉴定。然后根据安全鉴定成果, 针对存在病害部位进行设计。除险加固设计须结合流域位置、地理环境、水文气象、工程建设需求、经济合理等综合考虑。
2 小型水库及输水设施存在的一些问题
2.1 水库建设的标准偏低, 防洪能力达不到规范要求
小型水库的防洪标准不高、泄洪设施不完善, 主要包括四个方面。首先小型水库原来得设计标准不符合现阶段规范的要求;其次个别水库的坝顶高程不能满足防洪标准要求;再者水库泄洪设施不全或泄洪能力不足, 连最基础的泄洪设施都没有配备的小型水库也有少许, 最后是溢洪道修建的宽度太窄, 使内部淤积高过正常的蓄水位, 致使排水不畅, 给水库带来安全隐患。
2.2 施工比较困难
因小型水库多建设在农村地区, 交通很不便利。水库修建基础资料缺失, 给除险加固工程的实施带来很大的难度。
2.3 大坝结构安全系数低, 结构不安全
首先是水库坝身填筑质量差, 现状坝坡坡比较陡。其次是坝脚排水设施排水不畅或已失效, 导致坡脚发生渗透破坏。最后是坝坡面防护结构老旧且失去防护作用, 致使坝体坡面发生水土流失、垮塌等。
2.4 大坝坝体、坝基出现渗漏
大坝的坝体、坝基部分常出现渗漏以及渗流的不安全, 这是小型水库的常见病险, 出现这种病险主要是有四种原因造成的。第一是由于坝体不够坚实, 填筑坝体的土料不符合相关规定的要求, 土料渗透的系数有点高、施工的质量较差、压实度也没达到正常标准等, 导致坝体的浸润线过高, 下游的坝坡产生许多不良现象, 比如说渗漏、烂坝等;第二土坝的下游缺乏反滤排水体系统, 或是排水体顶高程设计不达标, 下游坝坡出现流土、坝脚出现管涌等现象;第三在水库建设之前, 没有细致地勘测地质, 或是勘探技术比较落后, 造成对坝基和岸坡的真实地质情况缺乏了解;最后坝基、坝体渗漏更加严重是因为渗漏发生时没有立即采取合理的措施。
2.5 缺乏管护
小型水库多处于偏远地区, 许多水库缺乏管护人员。为了利用水库中蓄水, 当地农民自行在水库周围“开口子”, 还有在坝坡上种地摘菜、修建房子的现象, 危及水库安全。且很多引水渠道缺乏衬砌, 这也是小型水库蓄水利用率不高的原因之一。
3 输水涵洞除险加固技术
3.1 坝体大开挖新建涵洞施工方案
此技术是在涵洞的原位置, 大规模地挖掘坝体, 将原有的涵洞挖掉后, 再在开挖的位置建新的钢筋混凝土涵洞。该方案的好处是能够将原来的涵洞彻底清除, 消除安全隐患。但是此方案开挖的断面大, 对坝体产生较大的扰动, 而且施工所需时间较长。坝体涵洞新填筑质量如达不到填筑标准则会产生安全隐患。在施工时, 尤其需要注意回填土的填筑碾压必须严格按照规范执行, 碾压试验不能省略。因此, 此方案仅适合涵管埋深较浅的大坝, 开挖深度不超过6~8m。
3.2 岸坡新开输水隧洞施工方案
在坝肩相应地形和地质条件的位置新建输水隧洞, 待输水隧洞完工且符合通水条件后对原涵管进行封堵处理。该方案的优点在于不扰动现状坝体, 但工程投资相对偏大, 且施工工期较长。又因一些水库没有办法放空, 给工程施工带来很大难度。
3.3 坝体顶管新建涵管施工方案
该方案是在土坝的下游处, 开挖坝体的一部分, 提供顶管工作坑及支承顶墩工作空间, 用测量仪器把方位和高程调好后, 采用液压千斤顶将钢管一节一节的顶进土坝, 形成新的坝内涵管。该方案的优点在于施工所用时间较短, 对原坝体产生的扰动不大。本方案的缺点是不能彻底解决坝体埋管的安全隐患, 而且对施工技术要求相对较高, 如处理不好埋管接头处, 则极大可能造成渗漏。且小水库位置多在偏远乡村, 选择专业化施工队伍较难, 使用大型机械费用较高。
4 小型水库输水设施加固设计和施工
由于水库的实际情况不同, 对小型水库的除险加固工程的设计和施工也不同, 具体的加固措施主要从四个方面来考虑:
4.1 增强泄洪能力
水库的泄洪能力的增强需要采取相应的泄洪措施, 使水库的防洪能力得以进一步提高, 在能拓宽溢洪道左右侧的情况下, 应先考虑拓宽溢洪道;当用水量满足需求时, 把控制段溢洪道的底板高程降低, 继而降低正常蓄水位, 将小型水库减少来增加库容量。提高大坝的防洪能力, 保证水库的安全, 要具体情况具体分析, 也可两种举措并举。
4.2 坝体护坡加固
土石坝建筑的小型水库常见病险是坝坡滑动, 坝坡的抗滑稳定不能满足规范要求。主要原因是由于原来坝坡的坡度不太平缓, 迎水面坝体经常遭到风浪的吹打, 加上动物的破坏, 同时还有其他作用力的影响。加固坝坡首先通过上游面抛石固脚的方法来加固坝体上游坝坡。其次上游面要将自然环境等造成的坡体裂缝填补好, 应配置专门的防浪护面材料。最后采取“上削下培”的方法将坡度放缓, 提高坝体抗滑的安全系数。
4.3 提高坝体与坝基密实度
坝体的建筑质量差或坝基处理不善, 都会降低坝体和坝基的密实度, 造成建筑工程质量较差, 也因此带来潜在的安全隐患。故而有必要提高坝体和坝基密实度。
4.4 溢洪道、输水涵道的加固
加固溢洪道、输水涵道可以使小型水库的输水泄洪的能力得以改善, 使运行效率得以提升, 病险灾害的发生的频频率降低。加固输水涵道的工程包括两个, 一是坝下涵管, 另一个是水库输水涵洞。加固输水涵道既可保证小型水库的安全隐患, 又可提高运行的安全。
4.5 加强管护
当地水务部门及时配备专业技术人员, 加强管理和巡查, 对危及大坝安全的行为应当及时制止。创新管理机制。有条件的地方, 可采用U型槽等衬砌方式合理引用水库蓄水, 以确保水库发挥应有效益和作用。
5 结束语
小型水库的输水设施在水利工程中占据核心地位, 其质量的优劣与水库的效益和安全有直接的联系。一直以来小型水库输水涵洞除险加固在小型水库除险加固中占据重要地位, 同时也起着主导的作用。本着实际情况出发, 采用现代化的先进技术, 运用当代设计方法和理念, 提高小型水库的安全系数, 保证水库的正常运行, 使其能更好的为我国的农业生产和水利建设事业服务。
摘要：对于我国的农业灌溉来说, 小型水库是非常重要的水源来源, 是确保农业生产稳定的调节器。目前我国大部分小型水库由于历史原因, 大多为“三边”工程, 无详细的勘察设计作为技术支撑。因此, 很多小型水库均为“带病”运行, 亟需进行除险加固整治。本文主要分析小型水库输水设施各种除险加固方案所需的工程条件, 并且对输水设施改造的经验进行了总结, 对改造同类病害水库有重要的借鉴意义。
关键词：小型水库,输水设施,加固方案,除险加固
参考文献
[1] 王飙.浅谈小型病险水库涵洞封堵技术[J].湖南水利水电, 2016, (6) :15-17.
[2] 程言林.顶管法在病险水库放水涵管改造中的应用[J].水利科技与经济, 2014, 20, (10) :147-148.
[3] 熊启钧.涵洞[M].北京:中国水利水电出版社, 2006.