摘要:本文通过对县级水库除险加固工程进行分析水库存在的问题,根据实际情况对水库除险加固设计,并提出了水库设计施工中应注意的问题及采取措施。
　　关键词:病险水库 除险 加固改造
　　
　　0 引言
　　水库大坝除险加固工程:由于水库多年的运用,使部分水库陆续出现了堤顶高程不足、堤坡冲蚀严重、堤身裂缝以及穿堤建筑物结构强度不够等问题,给水库运行埋下了安全隐患。为进一步完善城乡防洪体系,增强水资源调蓄能力,需对各类水库进行了全面普查和安全鉴定,对带病运行水库,亟需实施除险加固。由于资金不足,绝大多数水库缺少正常的维修改善,工程不可避免地发生老化失修,以致新的险库又不断出现。受当时条件的限制,工程标准普遍偏低,质量不高,经过多年的运行,大部分工程老化失修,长期带病运行。病险水库不仅严重影响了工程效益的发挥,更成为防洪安全的心腹之患,严重威胁下游广大人民群众生命财产安全。水库的安全影响面十分广泛,特别是大量的病险水库,历来是防汛工作的心腹之患,亟待解决。
　　1 华林水库概况
　　华林水库位于广东省徐闻县龙塘镇西南部,座落于黄定河下游,距离龙塘镇镇约6公里,距离徐闻县城约22公里。枢纽工程于1957年10月动工兴建,1959年11月水库基本建成,同年12月全面发挥效益。华林水库是一宗以灌溉为主,兼顾防洪、养殖及多种经营等综合利用的小(一)型水库。水库设计灌溉面积0.21万亩,现实际仅灌0.15万亩。
　　根据华林水库原设计和档案资料,复核前的水库原设计标准及设计特征值为:华林水库工程等别为Ⅳ等,属小(一)型水库,主要建筑物级别为4级。设计洪水为20年一遇(P=5%),校核洪水为100年一遇(P=1%)。华林水库控制集雨面积6.5km2;水库死水位45.6m,相应库容6×104m3;正常蓄水位53m,相应库容145×104m3;设计洪水位53.98m,相应库容161×104m3;校核洪水位54.22m,相应库容165×104m3。
　　水库工程主要由库区枢纽和灌区组成。库区枢纽主要建筑物有:土坝一座,长630m,最大坝高13.9m,坝顶高程55.5m,坝顶宽3.5m;溢洪道为浆砌石梯形明渠,边坡系数为1,净宽25m,堰顶高程53.00m;输水涵一座,输水涵位于大坝中部,为钢筋混凝土圆涵,长78m,砼管内径为1.0m,管壁厚0.2m,设计输水流量3m3/s。采用5吨卷扬机斜拉式启闭。
　　2 水库运行中存在的问题
　　2.1 迎水面低水位部分尚未加固,局部坝段为土坡;当库水位较高时,主河床段有较大面积的渗水,须采取灌浆措施对其进行加固。
　　2.2 浆砌石溢洪道进出口部分已被一些经济作物及灌木所占领,严重影响水库的排洪流量,进而影响水库的安全运行。同时,局部浆砌石明渠护坡砂浆已脱落。
　　2.3 现输水涵由于运行时间较长,涵管内表面受水流冲刷比较严重,局部管段内侧已露筋。涵管进口闸门及启闭设备已老化、破损,不能使用。特别是2008年“北冕”台风时期,输水涵闸门打开后,无法正常关闭,给水库造成很大的经济损失。
　　针对存在以上问题,我局领导组织了工作小组对水库进行了安全检查,经过工作人员的勘察,得出了检查报告。
　　3 水库出现病险的因素
　　3.1 工程改造方案选择不合理 在水库除险加固设计方案的选择中,多数情况下,只是进行定性而非定量的比较,致使一个地区迥然不同的水库大坝,其鉴定结果却选择近乎一致的处理方案,这显然是设计不负责的表现。在方案选择中,有些是措施不当,效果不好,如劈裂与帷幕灌浆,常常不考虑坝体渗水情况如何,不管是均质还是有防渗体的坝型,都考虑采取帷幕与劈裂灌浆措施,而且灌浆轴线与坝体轴线一致,这必然会影响工程效益的发挥;有些则是对运行良好的建筑盲目改造,不仅浪费资金,严重的还会使工程遭到破坏,如有些输水洞,由于洞径较小,设计人员不能进洞实地考察,却人为地选取其他工地的处理方案,对能够正常运行的压力洞而言,如此处理,轻者会使过流能力减小,重者将导致输水洞的安全稳定性变差。
　　3.2 帷幕与劈裂灌浆技术的使用问题 土坝渗漏处理原则是“上堵下排”,然而由于灌浆技术在坝体防渗处理中的运用已趋成熟,人们对防渗问题习惯采用灌浆手段,而不考虑其是否可行。实际上,灌浆技术在坝体防渗上的采用是有一定条件的。第一,少量的渗漏对坝体来说是可以接受的。倘若过分地强调效果,不允许一点渗漏,即使付出再大的代价,技术上也是不可行的。从工程效果与经济方面考虑,是否需要选择灌浆技术,就有必要在两者之间进行合理比较。渗漏损失与防渗费用二者之间关系。第二,帷幕与劈裂灌浆位置选择不科学。对于坝体排水,当坝体压力大于坝基时,坝体渗透水就会从坝基很快排出,对坝体和安全稳定是有利的;若由于灌浆帷幕设置不当或偏向下游,将使帷幕前的坝基扬压力抬高,反而对坝体不利,因此,关于灌浆技术的使用问题应根据具体情况深入分析后选择。
　　3.3 管理设施配套质量重视不够 中小型水库普遍存在的问题是管理人员技术力量薄弱,这是导致水库出现病险问题的一个重要因素。究其原因,是水库缺少吸引人才的有利条件。由于水库工程大多修建在山区,交通不便,职工收入低,子女就学条件差,往往难以引来优秀的水库管理人才,这亦应成为中小型病险水库改造的一项重要内容。
　　4 除险加固方案选择及应注意的问题
　　4.1 加高大坝 对质量较好、坝身不长、淹没不大的水库优越性较大加高后滞洪库容或淹没损失增大的水库,须经测算和经济比较对较长的大坝,一般不够经济合理。选择方案前,对库区校核洪水位下优质土的分布和数量、取土对水库渗漏的影响等问题,要作认真的调查和分析。
　　4.2 拓宽溢洪道 要详细分析此方案的利弊,研究扩宽后的泄流流态。
　　4.2.1 扩宽进口段,设相应加固出口段,使出口段单宽流量加大,超过护砌材料的允许流速而导致水毁。
　　4.2.2 为减少工程量,改变进、出口段扩宽部分的坡降,使陡坡泄洪不匀,冲击翼墙,导致墙开裂。
　　4.2.3 溢洪道扩宽后,下泄流量增大,因下游河道泄洪能力低,导致泄洪扫坝脚、漫农田等问题。
　　4.3 增建非常溢洪道 利用有利地形,增建非常溢洪道,提高水库防洪标准。优点是溢洪道不护砌或少护砌、行洪年份少、能有效地减轻非常洪水对正常溢洪道的泄洪压力。但要注意以下几点启用标准。
　　4.3.1 启用标准。由于小型水库来水面积小,洪峰来去快,洪量小,非常溢洪道泄洪时间短。一般选用,百年一遇的非常泄洪标准较好。
　　4.3.2 护砌问题。非常溢洪道底部一般为微风化、弱风化岩石或板结的沙岩粘土、砾质土,可不护砌。
　　4.3.3 排洪道。应满足一般大水年的泄洪要求,并做到挖掘田地最少。建议采用年一遇非常溢洪的泄流量设计。
　　5 组合方案
　　依据各水库的具体情况,可考虑加高大坝同拓宽溢洪道相结合,加高大坝同非常溢洪道相结合等方案,工程规模可通过调洪演算确定。
　　5.1 主体工程加固 对水库大坝除险加固,要在确保安全运行的前提下进行,为此应首先对水库主体工程进行加固处理,并采取以下措施:大坝护坡:对山区水库,可因地制宜采用当地大风化石修建护坡;对丘陵区水库的上游坡可采用块石或混凝土护砌与生物护坡相结合,护砌高度可至兴利水位以上50cm。同时栽种芭根草等植物,可节省工程费用25%。
　　5.2 土坝内白蚁的防治 对大坝和取土区均要进行检查,用挖巢、药杀;或修建坝体的毒土心墙进行防治;对大坝已渗漏的部位,可采取挖巢与粘土灌浆相结合或采用药物粘土灌浆的方法堵漏。
　　5.3 溢洪道消能工程
　　5.3.1 溢洪道陡坡与砂、土质河道衔接的,宜采用底流消能,消力池的长度和深度按多种水力学公式计算。
　　5.3.2 溢洪道陡坡段出口的河床为岩石或砂砾石覆盖层较浅的,采用挑流消能较好。建议小型水库挑流采用整体式鼻坎,采用混凝土结构。在承受高速水流的鼻坎混凝土面层布置钢筋网。挑流消能下游受两岸地形或河床基岩控制,能保持挑坎下游有一定水深,条件许可时,增加下游控制工程,使挑流消能改为面流消能,减少冲刷,保持挑坎的稳定。
　　5.3.3 有的山区水库,溢洪道下游地形复杂,流程长,给消能和护砌带来困难,对此要因地制宜采用多级跌水消能,效果较好。
　　5.3.4 放水涵洞的改建与维修对流量较大,坝高约15m以上的涵洞翻修,采用现浇钢筋混凝土结构。对流量较小,坝高15m以下的,采用预制的钢筋混凝土涵管。前者施工关键是配足钢筋,合理分缝和浇捣密实。用预制涵管翻修涵洞,要注意基础坚固和接头密实,各管之间用橡皮止水。此法施工简单进度快,基本上都能当年翻修、当年发挥效益。
　　大口径浆砌石拱涵的渗漏处理较困难,近几年,用灌浆技术进行补墙防渗初见成效,水库浆砌石拱涵渗漏灌浆处理比较成功。
　　6 结语
　　众所周知,设计质量是影响工程投资效果的主要因素。考虑到我国中小型病险水库数量多、资料缺、管理差等现状,狠抓工程设计质量、严格项目审批制度,对确保水库改造效果的发挥有着至关重要的作用。重点应体现在对原始资料的搜集、分析、处理等环节上,同时应当采取提高水库管理水平的合理的工程措施。
　　参考文献:
　　[1]李汝庆,李宗杰,于泉河,冉祥彬.田村水库险情分析及防治对策[J].治淮,2002,(03).
　　[2]陈江良.石壁水库除险加固输水系统方案的比较[J].吉林水利,2007,(06).
　　3许万浩,孙晓伟,曲闽.浅议牟平区小型水库除险加固工作[J].山东水利,2009,(Z2).
 

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