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论临海市中小型水库除险加固工程措施

2015-09-27 08:53 来源:学术参考网 作者:未知

摘 要:根据临海市中小型水库存在问题及形成原因进行分析,总结了常用的工程措施,并针对不同问题提出具体处理方法和途径,对其他水利工作者有一定的参考作用。

关键词:水库山塘;除险加固;渗漏;裂缝
1.概况
  临海市地处浙江省东南沿海,东濒东海,南接台州市,西连仙居,北与天台、三门相邻,是浙江省沿海开放区的市县之一,甬台温高速公路、104国道通过市域,交通便利,是台州市的陆上交通枢纽。
  临海市地处亚热带季风性气候区,温暖湿润、雨水充沛、日照适宜、冬夏季风交替明显、四季分明。地势自西北向东南倾斜,以切割破碎的丘陵和山地为主要特征。地貌类型复杂,山地、丘陵、谷地、平原、江河、滩涂、岛礁兼有,其中山地丘陵面积占68.4%;平原面积占25.1%;水域面积占总面积的6.5%。中、西部山丘区域溪流众多,东部平原河网纵横交错。
  建国以来,该市内兴建大量水库山塘,全市大型水库1座,中型水库2座,小(一)型水库16座,小(二)型水库64座,小(三)型水库229座。该市的水库山塘基本为粘土均质坝和粘土心墙坝两种型式。由于受当时设计和施工历史条件影响,大多水库无严格设计、施工程序,存在先天不足,再加上年久失修,大多水库存在安全隐患,如不及时除险加固,危及水库工程安全,严重影响下游人民群众的生命财产安全等。
  2.存在的问题
  2.1拦水坝渗漏
  拦水坝是水库枢纽三大件中的主体,渗漏按部位可分为坝身渗漏、坝基渗漏和接触部位渗漏3种。一方面在建坝当初嵌槽未做或者处理技术不到位,大坝土料,特别心墙土料较差,干容重不足,密实度不符合规范要求;另一方面,水库大多建在50~70年代,由于资金缺乏,技术力量严重不足,既无设计资料,又无地质勘探资料,工程先天不足,经多年运行严重老化;再加上建后管理不到位,没有排水设施或排水设施设计不当,其它的如生物孔穴(白蚁、蛇、鼠洞等)往往也是造成集中渗漏的重要原因。
  2.2坝体裂缝
  土坝裂缝是一种较普遍的现象,对土坝的安全威胁很大,尤其细小的横向裂缝也有可能发展成为坝体内集中渗漏通道;而有的纵向裂缝则可能是坝体滑坡的预兆,也有的坝体内部产生裂缝。土坝裂缝按产生原因分主要有干缩裂缝、不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝等。 
  2.3坝体失稳
  由于雨水、波浪、动植物以及设计不当、施工质量和管理等因素的作用和影响,土坝坝坡大都存在不同程度的毁坏由于设计和施工的原因,该市多数拦水坝内外坝坡过陡,坝顶宽过窄等,严重影响水库坝体失稳。
  2.4溢洪道泄洪能力不足
  由于当时水文资料较短甚至缺乏、设计标准过低、加上施工不规范等先天原因,加上淤积、坍塌及擅自加高等后天原因,导致水库溢洪道泄洪能力不足,严重影响水库安全。
  2.5放水涵洞、启闭设备损坏
  放水涵管存在堵塞和破裂、管壁漏水等问题,主要原因有:放水有杂物进入涵管;涵管在运行过程中受外力作用后而产生移位。启闭设备损坏主要是设备老化年久失修、管理不当甚至人为损坏等,造成不能正常启闭。
  3.解决思路
  3.1渗漏处理
  渗漏处理的总原则是“上截下排”,即在坝上游采取防渗措施,堵截渗漏途径,防止或减少渗漏水量,在坝下游采取导渗排水,将坝体(或坝基、岸坡)内的渗透水安全地导出,以增加坝坡(坝基、岸坡)的稳定。主要的处理措施是:
  1.上游防渗减渗措施:①抛土。②粘土铺盖,长度不小于3~5倍坝前水深,厚度上游端不小于0.5m,与坝体接触处不小于1~2m。③粘土防渗墙,在坝基不透水层上建筑垂直防渗墙(或截水槽)是堵截坝基渗漏的有效措施。④粘土贴坡;⑤浆砌石护面;⑥灌浆、套井回填形成阻水帷幕,对于坝基形成防渗帷幕。⑦毒杀生物,堵塞洞穴。
  2.下游导渗透排水措施:①导渗沟。②导渗培厚,浸润线逸出点高,土坝坝身单薄,这种情况宜用导渗培厚。③坝后导渗、压渗。
  3.2裂缝处理
  土坝裂缝的处理一般有以下方法:1、翻松夯实,灌土封口;2、开挖回填;3、灌浆处理,土坝灌浆,即是利用压力使浆液通过管道,钻孔注入坝体裂缝中,浆液在压力的作用下析水后密实,胶结,把裂缝堵塞,达到加固防渗透的目的,裂缝较深或较普遍,开挖回填工程量大,或开挖会危及坝坡稳定,以及土质疏松,施工碾压不实等情况,都可以采用灌浆处理。尤其是对坝体内部裂缝进行灌浆处理有良好的效果。
  3.3坝体加固处理
  按坝顶标准宽的边线为基线,根据小型土坝设计的标准边坡(一般1:1.75~1:2.0)放样至坝脚进行加固。
  为防止内坝坡不受水浪冲刷、淘空而破坏,迎水坡采用干砌石等保护。背水坡也可以采用压重固脚等,一般采用镇压台和压坡体(或叫帮坡)两种形式。
  3.4溢洪道处理
  溢洪道用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水,保证坝体安全的开敞式或带有胸墙进水口的溢流泄水建筑物,是水库枢纽中的重要设施。
  3.4.1溢洪道裂缝的处理
  溢洪道的底坡、边墙、堰体、闸墩及消能工程一般均由钢筋混凝土或砌浆块石修建,常会产生裂缝。根据不同的情况用以下几种方法处理:
  (1)对缝宽很小,一般宽度在0.1mm以下,表面又无渗水龟裂缝的,可以不加修理。(2)对缝宽在0.1mm以上不渗水的裂缝,可用环氧胶泥粘补裂缝表面。(3)对有小量渗水,但不影响结构强度的少数裂缝,可采用凿槽嵌补或喷浆的方法。(4)对数量较多,分布面较广,但不影响结构强度的细微裂缝,可采用水泥砂浆抹面,浇筑混凝土隔水层、沥青混凝土防水层或表面喷浆。(5)对渗漏较严重,但对结构强度无影响的裂缝,可在渗水出口面凿槽,把漏水集中导出后,再嵌补水泥砂浆,并在渗水进口面粘补胶泥等材料,或用钻孔灌浆堵漏。(6)对开裂的伸缩缝,不渗水的可用凿槽嵌补法。有渗水的可先加止水片后再封补。(7)对沉陷裂缝,要先用灌浆法加固基础后堵缝,必要时可同时采用恢复或增强结构整体性措施,如浇筑新钢筋混凝土或新混凝土,灌浆,喷浆,钢板衬砌,锚筋锚固及预应力锚索加固等。
  3.4.2溢洪道冲刷的修复
  (1)溢洪道的坝面磨损,可用水泥砂浆、环氧砂浆等高强度耐冲材料补强覆面处理。
  (2)溢洪道的陡坎部位底板发生沉陷或被掀起,如是局部的,可进行局部修复。如破坏严重,则应重新翻修,彻底处理。翻修时要保证施工质量,做好伸缩缝或工作缝的止水。对未做好排水设施的,还要在护坡底部加设 纵横排水暗管,将渗水排向下游。暗管可用直径10~15cm的小孔陶管或其它材料管,管的四周填砂石反滤层。
  (3)溢洪道消力池的损坏,应根据不同的原因采取不同的措施:如因消力池底板太薄被冲坏,一般应翻修加厚;如因气蚀受破坏,可用高标号水泥砂浆或环氧砂浆修补,也可以在池中加做消力齿槛以消杀水势。
  (4)溢洪道下游护坦发生冲刷破坏,局部者进行翻修加固;如因消力池尾水位太低或消力池过短,消能性能不良导致下游护坦被冲刷破坏,可采用加高消力池尾槛或加长消力池,加做消力墩等,也可采用在下游适当位置修筑低坝,抬高尾水位,但不得影响挑流消能。
  3.4.3溢洪道泄洪能力不足的处理
  (1)加高大坝,戴帽加高,从背水坡加高培厚。(2)改造溢洪道,拓宽增大过水断面,降低溢流堰顶高程。(3)增设泄洪底孔或增设非常溢洪道。(4)提高过流能力,改变堰型,提高流量系数,改善进口布置,如采用直角形胸墙加弧形导流板。
  3.5放水涵洞、启闭设备处理
  3.5.1放水涵洞处理
  该市中小型水库的放水涵洞大都为坝下埋管。处理方法有:
  1、局部堵漏防渗,对混凝土涵管管壁局部渗漏清水,可采用局部堵漏法处理。2、灌浆处理。对质量较差、漏水严重的涵洞洞壁和隧洞衬砌,以及涵洞外壁与土坝坝体接触不好,填土不实,或防渗垫层不密实等引起的纵向渗漏,均可采取灌浆方法处理。3、衬砌加固。对涵管质量差,洞壁单薄,漏水严重,或发生断裂的可以采用衬砌加固。4、地基加固。对因地基不均匀沉陷而导致涵管断裂的,采用加固地基并进行管身结构补强处理漏水。5、加做截流墙。涵管因未做截水环引起的渗漏,可在坝体迎水坡开挖一段,加做几道截流墙,再回填夯实。6、喷浆补强加固。可用水泥砂浆和混凝土进行喷浆。7、对因涵洞进口形状不当产生的气蚀,应改善进口形状。进口形状最好改成椭圆形曲线,闸门槽与洞身之间应设渐变段。8、重建新涵。对涵管严重破坏,但管径较小,无法加固的漏水涵洞,应重建新涵。
  3.5.2启闭设备处理
对启闭设备失灵的进行改造维修,对启闭设备损坏的进行更换等。
  4.结论
  对病险水库的除险加固一定要做好前期调查勘测,充分掌握水库存在的问题及造成的原因,并针对具体问题作出经济合理可行的除险方案。

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