摘要:水庫既是水源工程,又是防洪工程,在防御洪水災(zāi)害和保障國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。但由于各種原因,目前,有許多中小型水庫存在著滲漏嚴(yán)重、防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,達(dá)不到有關(guān)規(guī)范、規(guī)定要求或者工程本身質(zhì)量差,工程老化失修等問題,形成了大量的病險(xiǎn)水庫,工程不能正常運(yùn)行,發(fā)揮其興利效益,同時(shí)存在嚴(yán)重的安全隱患,嚴(yán)重威脅著下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。筆者就某中小型水庫出現(xiàn)病險(xiǎn)的原因分析,針對(duì)了中小型水庫除險(xiǎn)加固具有一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞:中小型水庫;除險(xiǎn)加固;施工技術(shù)
中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
前言
全國是個(gè)農(nóng)業(yè)大國,水利工程尤為重要,而大多水庫都建立在建國后期,由于技術(shù)有限水庫都存在或大或小的危情。病險(xiǎn)水庫數(shù)量較大,問題復(fù)雜,除險(xiǎn)加固治理是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程,近年來國家不斷下?lián)芫拶Y在全國范圍內(nèi)對(duì)病險(xiǎn)水庫進(jìn)行拉網(wǎng)式除險(xiǎn)加固建設(shè),這將對(duì)其起到起死回生的作用,在水資源日益貧乏的今天,水庫的功能恢復(fù)將對(duì)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到巨大的推動(dòng)作用。
1 土壩裂疑的處理
裂縫對(duì)土壩危害較大,特別是貫穿壩本的橫向裂縫和水平裂縫,以及滑坡裂縫。對(duì)非滑動(dòng)性裂縫處理,多采用開挖回填的辦法。
(1)如裂縫寬度不大,深度在1m以內(nèi),且已穩(wěn)定,一般可用于細(xì)的沙壤土,從縫口灌入,在用竹條木棍搗實(shí),重要的和比較重要的中小型水庫最好挖槽到裂縫深度以下0.3m,然后回填夯實(shí),處理工作可分段進(jìn)行,同時(shí)注意新老土的結(jié)合。
(2)如裂縫較寬,裂深在5m之內(nèi),裂縫已停止發(fā)展,一般都應(yīng)開挖后回填,開挖時(shí)采用梯形斷面,或開挖成臺(tái)階形的坑槽,在回填時(shí)削去臺(tái)階,保持梯形斷面,便于回填的土料和原壩體緊密結(jié)合。
2 土壩滑坡的處理
如壩基有軟弱夾層,軟粘土層或壩體填筑時(shí)選用土料不當(dāng),碾壓不實(shí),壩坡太陡或背水坡浸潤線出溢點(diǎn)因排水失靈而提高,以及運(yùn)行中的水位驟降和地震、暴雨等影響都可能引起滑坡。 對(duì)以及發(fā)生滑坡的壩面,其處理原則主要是上不減載、下部壓重。
(1)壩基良好,滑坡出現(xiàn)在基礎(chǔ)面以上的下游面,坡面局部坍滑,可以適當(dāng)降低水庫蓄水位,并采取導(dǎo)滲排水措施,待滑動(dòng)部分的土料失水固結(jié)以后,在清除已松動(dòng)的土體,然后用透水性強(qiáng)的土料自下而上修復(fù),必要時(shí)可適當(dāng)放緩壩坡或在壩腳用透水材料做撐臺(tái)。
(2)由于壩基有淤泥夾層或濕陷性黃土層而引起的滑坡,可先在壩腳外一定距離,修筑一道拋石固腳的防滑齒墻,并適當(dāng)高出地基面,然后再壩腳與齒墻間回填透水料或堆石,做成壓重平臺(tái),平臺(tái)與齒墻間應(yīng)做好反濾層。
3 主體工程加固
對(duì)中小型水庫的除險(xiǎn)加固要在確保安全的前提下進(jìn)行,保證施工質(zhì)量;降低工程造價(jià)。
2.1 大壩護(hù)坡
水庫的上游坡用塊石或混凝土預(yù)制塊護(hù)砌至壩頂。
2.2 溢洪道消能工程
①溢洪道陡坡與砂、土質(zhì)河道銜接的,宜采用底流消能,消力池的長度和深度按多種水力學(xué)公式計(jì)算,選擇符合工程實(shí)際條件的較大值。消力池后的海漫砌護(hù)是重要工程,務(wù)必按要求做好。②溢洪道陡坡段出口的河床為巖石或砂礫石覆蓋層較淺的,采用挑流消能較好。鼻坎和反弧半徑要經(jīng)綜合考慮后確定。要求挑流小、挑距遠(yuǎn)、鼻坎工程小,一般可采用小半徑、大挑角我。③有的山區(qū)水庫,溢洪道工區(qū)地形復(fù)雜,流程長,給消能和護(hù)砌帶來困難。對(duì)此,要因地制宜采用多級(jí)跌水消能,效果較好。
2.3 輸水涵洞的改建與維修
漿砌石是一種不均勻的透水砌體,若涵洞用漿砌石存在的滲漏問題比較嚴(yán)重,不建議采取。大口徑漿砌石拱涵的滲漏處理較困難。近幾年,用灌漿技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)防滲初見成效。
4 防滲加固的措施
目前,對(duì)土石壩防滲加固的措施主要有:
(1)混凝土防滲墻技術(shù);炷戏罎B墻早在20世紀(jì)50年代初意大利和法國即開始使用,隨后各國相繼引進(jìn)和推廣,我國也開始對(duì)混凝土防滲墻的研究和試用。40年來,國內(nèi)外都有飛速發(fā)展,在應(yīng)用范圍和墻體材料種類方面有了新的進(jìn)展。該技術(shù)發(fā)展較早,且技術(shù)成熟,在我國病險(xiǎn)水庫的加固中都獲得了廣泛而成功的應(yīng)用;炷练罎B墻技術(shù)具有適用性較廣、實(shí)用性較強(qiáng)、施工條件要求較寬、比較安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是有些造孔成墻技術(shù)對(duì)槽孔之間的接頭和墻體下部開叉問題難以徹底解決、施工速度相對(duì)較慢、成本相對(duì)較高等。
(2)高壓噴射灌漿防滲技術(shù)。2O世紀(jì)70年代末,我國由日木引進(jìn)高壓旋噴灌漿法,8O年代初由山東省水科所研究試驗(yàn)將旋噴改為定向噴射灌漿,用于險(xiǎn)庫壩基防滲,取得了較好的效果,并迅速得到推廣。有成孔保證率高、漿液的滲透能力較強(qiáng)、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。
(3)劈裂帷幕灌漿技術(shù)。20世紀(jì)7O年代末,山東省水利科學(xué)研究所研究人員研究出來的一項(xiàng)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)不僅起到防滲作用,也加固了壩體。它的優(yōu)點(diǎn),可以就地取材,施工簡便,投資省,工效高,較快地得到推廣。劈裂帷幕灌漿技術(shù)為我國獨(dú)創(chuàng)。
(4)倒掛井防滲墻技術(shù)。該技術(shù)為2O世紀(jì)70年代中期,河北省在大搞農(nóng)田基本建設(shè)中開創(chuàng)起來的,它的優(yōu)點(diǎn)是單井施工,土拱作用,該項(xiàng)技術(shù)于土壓力小,施工安全度高。
(5)沖抓套井粘土回填防滲墻技術(shù)。2O世紀(jì)7O年代初,由浙江省溫嶺縣在處理險(xiǎn)壩中首創(chuàng),至今,已有幾百座水庫和堤防采用此法處理滲漏。近年來,不斷得到完善和發(fā)展,逐步推廣到江西、湖南、四川等10多個(gè)省采用這項(xiàng)防滲措施。一般中小型水庫土壩使用較多。
5 病險(xiǎn)水庫治理的對(duì)策
病險(xiǎn)水庫的治理應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)系統(tǒng)工程全面考慮。應(yīng)當(dāng)從前期的治理決策、融資結(jié)構(gòu)、工程建設(shè)與運(yùn)行管理及新技術(shù)的推廣應(yīng)用等多個(gè)方面著手。
5.1 治理前對(duì)病險(xiǎn)庫進(jìn)行科學(xué)論證和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
病險(xiǎn)庫治理的決策應(yīng)該來自于基礎(chǔ)資料的收集和科學(xué)的論證。前期調(diào)查和資料收集整理工作就顯得尤為重要,這需要認(rèn)真做好諸如水文地質(zhì)及工程地質(zhì)勘察、水文資料、大壩位移觀察資料、大壩及庫區(qū)滲漏資料的收集整理,以及調(diào)研大壩運(yùn)行管理現(xiàn)狀等許多基礎(chǔ)性的工作。應(yīng)該嚴(yán)格按照《水庫大壩安全鑒定指南》來對(duì)水庫大壩的安全級(jí)別做出科學(xué)論斷。病險(xiǎn)庫的治理還必須重視財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和國民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),這是治理的主要依據(jù)。對(duì)國民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)小能夠給予高度重視是目前病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固中存在的一個(gè)較為普遍的現(xiàn)象。許多經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)只是簡單的估算,缺少一手的資料,如有些農(nóng)作物的單價(jià)高得離譜。國民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中的防洪效益計(jì)算非;\統(tǒng),數(shù)據(jù)常年不變。而將國民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)過于簡化計(jì)算也是常見的現(xiàn)象。所以必須嚴(yán)格按照《水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范》的要求進(jìn)行評(píng)價(jià)。
5.2 采用合理的融資方式
對(duì)于小同的水庫采用不同的融資方式,是解決目前建設(shè)資金短缺和病險(xiǎn)水庫大量存在的行之有效的方法。對(duì)于那些主要以防洪等公益事業(yè)為目的水庫,資金的來源需要靠國家和地方政府的投資。而那些規(guī)模較小,以水產(chǎn)養(yǎng)殆種植為主,或者僅僅是少數(shù)人受益的水庫可考慮采用集體和個(gè)人融資的方法,同時(shí),也可以引進(jìn)外資進(jìn)行嘗試。
6 結(jié)語
病險(xiǎn)水庫特別是中小型病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固,是保障農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)村飲水安全、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要民生工程,對(duì)于病險(xiǎn)水庫治理工程要充分地分析工程所在地的地質(zhì)條件,得出初步適合的防滲加固措施,并根據(jù)所選防滲措施的技術(shù)可行性、效果可靠性、工程安全性、經(jīng)濟(jì)合理性等方面進(jìn)行