摘要:目前我国水利工程和各行业的快速发展,除险加固是水库运行的主要工作。现阶段,水利事业不断发展,水库建设工艺日渐成熟,给水库的安全运营提供了技术保障。但我国的水库数量庞大,一些早期修筑的水库在多年的运行中,成为病险水库,再加上运行管理方面所存在的不足,增大了水库的运行风险,给水库周围人们的生产生活安全带来了巨大的挑战。伴随着每年防洪任务的艰巨性,我国每年都在水库运行管理和除险加固方面投入了巨大的资金,各个水库都要根据自身的运行情况,来选择最为恰当的除险加固方式。
关键词:病险水库;技术措施;除险加固;防渗措施;蓄水能力 引言
水库工程作为我国防洪工作的重要一环,其病险情况与防洪安全息息相关。文章分析了水库大坝防洪安全问题、结构问题、渗流稳定问题及输水涵洞或溢洪道等泄洪建筑物存在的安全问题的表现形式、形成原因,并对水库的主要安全问题及其除险加固的技术措施进行了讨论,对各地水库除险加固工作提供一定的参考依据。
1水库运行现状 1.1大坝工程存在问题
在该水库工程中,大坝是其中的关键构成部分,在长时间的运行过程中,因为遭遇水力侵蚀,导致大坝的结构安全性和稳定性难以保持。此水库工程中,大坝上游为块石护坡,长时间的运行中,存在着严重的风力侵蚀,再加上水位变动和风浪淘刷的影响,导致此处的块石护坡呈现出凹凸不平的状态,在正常蓄水位以上,存在有块石翻起、垫层掏空的情形,增大了坝体结构的安全风险。在大坝下游为碎石护坡,在长时间的运行过程中,同样受到了风化和水力侵蚀的影响,导致护坡存在着明显的缺失情况,在裸露坝坡处的水土流失严重。一旦水库运行
时库区水位超出了正常标准,在坝体左坝端后坝坡坡脚位置处,存在着渗漏水问题。下游排水体的破坏严重,难以保持大坝的正常使用。
1.2溢洪道工程存在问题
此水库工程在建成投入使用以后,在当下的条件下,溢洪道也出现了问题,具体表现在以下方面:(1)溢洪洞出口消力池在多年的运行过程中,在边墙和底板等部位存在着或大或小的裂缝,且这些部位的表面混凝土存在着局部脱落,无法与当下的防洪抗冲要求相一致,增大了水库运行风险。(2)此水库工程的尾水渠为土渠,多年的运行中,此处的淤积问题严重,渠道没有定期清理,致使渠道中不仅淤积了大量的泥沙,还杂草丛生,边坡部位存在坍塌,难以在雨季发挥渠道的泄洪作用。(3)溢洪道右侧的墙体出现了开裂现象,原有墙面上的砂浆抹面存在着一定的剥蚀现象。
1.3渗流稳定问题
主要便现在坝体或坝基渗水、管涌等问题。根据相关统计数据显示,我国大坝类型为均质坝或心墙坝的大型水库存在此类问题,其主要问题的类型分别为:坝基渗流严重、绕流、接触渗漏。造成此类安全问题的原因主要为:水库建造过程中清基不彻底或坝基防渗处理存在问题、土石坝压实系数和渗透系数达不到规范要求、大坝经过长期使用后出现裂缝等情况。
2水库除险加固措施 2.1工程地质
经地质勘测,水库主要存在问题为:大坝斜墙填土的配级不良,以粉质粘土夹少量砾石为主,局部有强风化泥质板岩块石,缺少中间颗粒的成分,导致斜墙存在局部的明显渗漏;斜墙和堆石体之间缺少反滤层,不利于大坝防渗;坝基清基不彻底存在透水层,留下的粉质粘土夹砾石和强风化破碎基岩组成的中等透水带是该坝渗漏的途径,对大坝的安全和稳定造成很大的危害;坝身左坝肩绕坝渗漏问题严重,大坝上游坝坡护坡预制块整体下滑,上游坡顶端与防浪墙出现拉裂
缝;下游坝坡无排水沟。建议对大坝进行全面防渗处理,对大坝增加反滤排水设施,并对大坝上下游坝坡进行整形和护坡。
2.2加强大坝防洪能力
针对水库运行中防洪能力降低的情况,为实现水库的除险加固,在开展水库结构优化的过程中,应结合其现有的问题,进行适当的加固方案设计。比如,专业人员可针对水库运行现状展开详细的分析,从多个角度对水库开展评估和论证,根据论证结果,可采取增加坝高的方式。总之,水库的除险加固措施确定方面,应根据各种技术性、经济性等的评估结果,来进行水库安全风险的识别,经由除险加固来提升水库的防洪能力。水库中往往包含了多个构成部分,在开展除险加固的过程中,需结合每个结构部分所存在的险情,采取正确且有效的加固方式。
2.3输水洞除险加固
水库运行的过程中,输水洞也可能会面临一定的险情。针对这一情况,为实现除险加固的目标,在开展输水洞的除险加固工作时,应根据水库输水洞的具体情况,来采取有效的方式。水库输水洞中往往存在很多的阶梯卧管布设,在长时间的水库运行下,可能会出现浆砌石裂缝、水流冲刷底板、冻融破坏等各种问题,为减小输水洞险情,专业人员可将现场既有的砌石及时清除干净,随后经由二次砌筑的方式来加以处理。如果水库所处现场的地质地形条件相对理想,可通过新打隧洞取代放水涵管或顶管施工,采用虹吸管的方式。当下的水库工程处理中,对于许多的山塘水库,在放水涵管的更换方面,往往会通过大肆开挖的方式来处理,这种更换方式下,为达到良好的施工效果,应避免在更换时出现基础不均匀沉降,且要确保回填压实的全面性。当涵管安装定位工作全面结束以后,两侧应做好土方回填工作。在这一处理环节,与涵管相接近的位置上,可能会引起土方压实不足,导致压实的密实度不达标,引起坝体的横向裂缝。为消除这一问题,可在涵管安装定位工作全面结束以后,在两侧利用混凝土填充并做好振捣处理。
2.4水库大坝的防渗措施
水库大坝的防渗措置主要有以下4种方式:1)建造混凝土防洪墙:其优点在于可在水库正常蓄水的条件下进行施工,也更容易监测、耐久性好,防渗性能较高。
2)高压喷射灌浆:其优点在于施工速度快,但其防渗性能不如混凝土防洪墙,如地基土层是黏土的情况下,其防渗耐久度较差。3)劈裂灌浆:其优点在于施工简便,但是其施工条件要求水库需低水位运行,且对施工人员的技术要求较高。4)土工膜:其优势在于对不同坝体的适应性强,施工方便,成本较低,施工速度较快,但其施工条件要求水库需放空蓄水,且抗老化能力较混凝土防洪墙较差。
2.5水库蓄水能力的增强
水库达到预期防洪标准的主要途径是增加水库的蓄水能力,其工程方式主要有以下3种:1)提升大坝超高,增强水库对洪水的调蓄能力。2)提升水库库容,如水库扩容、清淤等措施。3)增强水库泄水能力,如增大水库溢洪道闸门尺寸或扩建水库溢洪道等。对于大部分工程而言,需要经过技术讨论及工程预算来确定采用其中某一种或某几种工程措施来增强水库的蓄水能力,有时也需要对大坝进行加宽培厚。
结语
在我国,各种规模的水库承担着艰巨的防洪、灌溉任务。很多水库在多年的运行过程中,因为管理制度的缺失,建设时的技术条件限制,无法保持最佳的运行状态,出现了各种险情,危害了周边人们的生命财产安全。因此,针对各种病险水库,需要结合水库的运行现状,制订水库的除险加固方案,加强各种先进技术和材料的应用,提高水库的建设质量和安全性能。
参考文献
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