慎金燕
(上饒市鴻安水利水電勘測設(shè)計咨詢有限公司,江西 上饒 334100)
小型水庫是發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉、保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的一項重要措施,水庫運行是否安全可靠,對政治、經(jīng)濟和人民生活都有很大影響,然而,由于這些水庫大多修建于上世紀(jì)六七十年代,受當(dāng)時各方面條件的限制,尤其是施工條件和作業(yè)方式十分簡單,缺乏技術(shù)方面的科學(xué)論證,經(jīng)過多年的使用,許多的小型水庫不同程度的存在一些病險問題,嚴(yán)重威脅著下游人民群眾生命財產(chǎn)的安全,水庫本身也不能充分發(fā)揮其效益?,F(xiàn)結(jié)合選取我公司2011年~2012年對江西省上饒縣20座小型水庫除險加固工程設(shè)計項目,對小型水庫工程存在的問題及加固措施作簡單探討。
工程實施方面,小型水庫主要水工建筑有擋水壩、溢洪道、放水涵管;工程管理方面,包括水庫的運行管理和交通及通訊?,F(xiàn)分別就其存在問題分別簡述如下:
小型水庫擋水壩一般為心墻土壩、斜墻土壩、均質(zhì)土壩。在20座水庫中,其中壩形式為粘土心墻7座,斜墻土壩6座,均質(zhì)土壩7座。擋水壩存在問題主要有以下幾方面:
(1)大壩滲漏嚴(yán)重
在設(shè)計的20座水庫中均存在壩體結(jié)構(gòu)面發(fā)生集中滲漏現(xiàn)象,有5座水庫存在壩腳全線漏水現(xiàn)象,有3座水庫有繞壩滲漏問題。
(2)上游壩坡沖刷嚴(yán)重
在設(shè)計的20座水庫中,有6座擋水壩均無護坡,有14座為干砌塊石護坡,塊石風(fēng)化嚴(yán)重。
(3)壩頂寬度不夠,壩坡坡度太大,20座水庫中有13座水庫壩頂寬度在4m以下,有11座水庫上游壩坡坡度大于1:2.2。
(4)20座水庫均存在下游壩坡大面積散浸問題,壩坡為雜草坡面。有少數(shù)水庫壩腳沼澤化。
小型水庫的溢洪道,一般為開敞式寬頂堰溢洪道,正槽式溢洪道、側(cè)槽式溢洪道,大部分沿原山坡開挖而成。主要存在的問題如下:
(1)溢洪道泄洪量不足
經(jīng)計算,在20座水庫中,有9座水庫溢洪道泄洪量不足,溢洪道寬度不夠,堰頂高程與壩頂高程高差偏小,遇到特大暴雨,水庫水位幾乎接近壩頂,影響大壩安全。
(2)溢洪道基巖損壞嚴(yán)重,沖刷痕跡明顯,在20座水庫中,有8座水庫溢洪道無襯砌,10座水庫為漿砌石襯砌,不同程度的出現(xiàn)了塊石風(fēng)化,砂漿脫落的情況。
小型水庫放水涵一般為壩下涵管,部分地質(zhì)條件好的水庫采用隧洞,涵管一般采用混凝土涵,20座水庫中,有15座水庫采用壩下砼涵,均出現(xiàn)了砼老化、斷裂、骨料外漏等問題,漏水嚴(yán)重,另外,涵管管徑偏小。
一般每個水庫配有一名安全管理員,但由于水庫的運行管理費用偏少,管理人員并未做到經(jīng)常性的檢查和觀察水庫運行情況,水庫的險情也未得到及時預(yù)報。
小型水庫多建于遠離交通干線的山區(qū),水庫路坑洼不平,彎多坡陡,大部分水庫不能通車。大部分小型水庫缺乏通訊設(shè)施,易貽誤搶險時機。
針對小型水庫上述問題,在水庫除險加固中采取針對性手段進行修復(fù)加固,現(xiàn)分別對水庫各部分實施加固措施介紹如下:
(1)壩頂加固的工程在加固個工程中對壩頂?shù)囊笠话闶?型為5m,2型可以為3-4m。施工中壩頂?shù)穆访媸┕?yīng)充分考慮到排水的需求,下游側(cè)應(yīng)當(dāng)設(shè)計路邊石,并增加排水口和壩體橫向的排水溝相通,而且施工中應(yīng)注意壩頂?shù)穆访鎽?yīng)向下游方向傾斜。加固中應(yīng)根據(jù)實際的情況進行調(diào)整,如壩頂?shù)母叱谭蠈嶋H要求,則只對其寬度進行調(diào)整,或者進行降低高度適應(yīng)寬度。
(2)大壩坡面的加固大壩的邊坡比是加固大壩的核心內(nèi)容,這主要根據(jù)壩型、高度、壩體構(gòu)成、壩體基礎(chǔ)等情況來確定,其依據(jù)就是力學(xué)特性、承載能力、滲流情況、抗滑坡能力等進行綜合性設(shè)計和施工。上下游的壩坡可以根據(jù)需要來確定其戧臺的設(shè)置,小型水庫的下游一般設(shè)計一個戧臺。
(3)壩基、壩體的防滲加固針對防滲體的損壞,可以采用必要的工藝進行加固。其中,對壩基的防滲處理一般采用的是壩腳設(shè)置接水槽或者混凝土截滲檔墻、高壓噴筑混凝土墻等方法進行處理?;鶐r部分則采用帷幕灌漿等方式進行加固。這些壩基的防滲處理方法應(yīng)與壩體的防滲措施相配合,并且需要進行方案的優(yōu)化選擇,方可確定。壩體的防滲體應(yīng)當(dāng)在加固后滿足一定的滲流要求,并且保證其穩(wěn)定。因此對水庫除險加固的施工中,也應(yīng)遵循防滲的標(biāo)準(zhǔn)來實施。
(4)壩體反濾和排水體的加固工程中對壩體下埋設(shè)的滲流溢出位置設(shè)置反濾層或者過渡層。在這里反濾層的厚度可以根據(jù)加固工程的材料、方法具體確定。在滲流溢出的范圍內(nèi),都需要設(shè)置排水裝置。這種貼坡排水,其排水的頂部應(yīng)高出浸潤線的溢出點,超出高度應(yīng)保證浸潤線保持在凍土層下。另外,坡腳的部位應(yīng)當(dāng)增加集滲溝、排水溝等。
(1)加固溢洪道應(yīng)保證通道開敞,不宜設(shè)置閘門,堰頂高程在加固后應(yīng)和正蓄水位齊平。溢洪道修建應(yīng)在巖石地基上,其護砌長度取決于地形、地質(zhì)條件、水流條件和防沖要求。
(2)溢洪道軸線宜取直線,如需轉(zhuǎn)彎,宜在進水渠或出水渠段內(nèi)設(shè)置彎道;如溢洪道靠近壩肩時,與大壩連接的接頭、導(dǎo)墻、泄槽邊墻等必須安全可靠。
對于原放水涵為壩下涵管的,若水庫有地質(zhì)條件開隧洞,應(yīng)盡量采用隧洞;原涵管封堵,若原放水涵為隧洞,對隧洞進行加寬改造,埋在壩下的涵管,應(yīng)力求建于巖基或堅實的土基上,以避免由于地基沉降不均勻而發(fā)生管身斷裂。放水涵的進口應(yīng)注意使水流平順,防治泥沙淤積,出口段應(yīng)注意防止沖刷,并做好消能防沖設(shè)備。以免危及壩腳。
保證每座水庫均能通車,建議電信、防汛部門把通訊設(shè)備配套好,保證電訊暢通。
小型水庫工程管理上存在的問題多是歷史遺留的,工程設(shè)施方面存在的問題是主要和急需解決的。工程管理、交通和通訊方面存在的問題也很重要,這些問題之間互相影響。
小型水庫除險加固工程的工程量雖然不大,但水庫的安全運行關(guān)系到眾多百姓的生命財產(chǎn)安全,因此絕對不能因為工程量小而輕視加固工程的質(zhì)量,不管是政府主管部門、業(yè)主、監(jiān)理單位,還是施工單位都要明確認識到這一點。良好的工程質(zhì)量需要多方面的努力及爭取,因此在施工過程中,各方要加強溝通、交流,采取有效的措施杜絕質(zhì)量問題的出現(xiàn),確保小型水庫除險加固工程質(zhì)量的萬無一失。
[1]武漢水利電力學(xué)院農(nóng)水系編.小型水庫工程.北京:人民教育出版社,1978.