【摘要】分析我省小型水庫存在的主要問題,提出相關(guān)加固措施的建議。
【關(guān)鍵詞】小型水庫;主要問題;除險(xiǎn)加固
1 概述
我國已建設(shè)完成的水庫有8.7萬多座,其中中小型水庫8.6萬多座,約占水庫總數(shù)的99%。而我省擁有以防洪、灌溉為主的小型水庫約2357座,其中以土石壩居多。大部分小型水庫建造年代久遠(yuǎn),距今60、70多年。受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等條件限制,存在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差、管理粗放、老化失修等問題,致使工程病險(xiǎn)問題十分突出。下面主要從小型水庫土石壩進(jìn)行論述。
2 水庫存在的主要問題
(1)大壩防洪能力不滿足規(guī)范要求。1)由于眾多小型水庫建造年代久遠(yuǎn),技術(shù)力量有限,缺乏暴雨資料,未進(jìn)行全面的水文計(jì)算,導(dǎo)致設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低。2)由于泄洪建筑物的泄流能力偏小,致使壩頂高程不能滿足防洪要求。3)另外由于早期建設(shè)工程質(zhì)量較差,經(jīng)過長年運(yùn)行,壩體沉降,致使壩頂高程不再滿足防洪要求。
(2)大壩滲流性態(tài)不安全。1)早期小型水庫大壩施工時(shí)壩基處理不徹底,壩體與壩基接觸帶滲透系數(shù)偏大,致使壩基滲漏。2)受當(dāng)時(shí)條件限制,大壩采用人工填筑、人工夯實(shí),壩體填筑土的壓實(shí)不均勻、壓實(shí)度偏低,使得壩體滲透系數(shù)偏大,導(dǎo)致大壩高水位情況下浸潤線較高,其出逸水力坡降大于允許水力坡降,產(chǎn)生流土管涌。3)大壩還存在繞壩滲流,交叉建筑物結(jié)合處的接觸滲漏,壩后坡出現(xiàn)滲水點(diǎn)、沼澤等問題。
(3)大壩結(jié)構(gòu)安全不滿足規(guī)范要求。1)壩體填筑土的壓實(shí)不均勻、壓實(shí)度偏低,物理指標(biāo)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2)壩體單薄,上下游壩坡過陡,計(jì)算的壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。3)很多小型水庫原設(shè)計(jì)沒有考慮地震荷載作用,所以在地震工況下大壩壩坡的安全系數(shù)也不滿足規(guī)范要求。
(4)其它問題。1)大壩壩頂和壩坡未進(jìn)行任何護(hù)砌,坡面雜樹雜草叢生,影響管理巡視,無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,致使安全隱患不能得到及時(shí)解決。2)即便有些大壩在迎水坡設(shè)有干砌石護(hù)坡,但存在塊石間空隙大、塊石厚度和粒徑較小,長年受到風(fēng)浪淘蝕,壩坡出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。3)千里之堤毀于蟻穴,蟻患問題常見于土石壩。
3 水庫除險(xiǎn)加固的主要措施
(1)防洪能力不滿足規(guī)范要求的加固措施。
通過水文計(jì)算分析和風(fēng)浪爬高計(jì)算,確定洪水位和壩頂超高,再根據(jù)計(jì)算的洪水位和壩頂超高選擇增加壩頂高程或增大溢洪道泄洪能力。為了不增加壩高,可考慮增設(shè)防浪墻來滿足防洪要求,但土壩頂高程不得低于最高靜水位。另外可通過擴(kuò)寬和加深溢洪道,加大泄洪能力來保證防洪安全。
(2)滲流性態(tài)不安全的加固措施。
采用河海大學(xué)力學(xué)研究所編制的《水工結(jié)構(gòu)有限元分析系統(tǒng)(AutoBank)》對(duì)各種工況進(jìn)行流網(wǎng)分析計(jì)算,得到單寬滲流量和出逸水力坡降,并通過現(xiàn)場(chǎng)外觀觀察是否有濕坡和滲水點(diǎn)來判斷滲漏穩(wěn)定情況。壩體發(fā)生滲漏時(shí),應(yīng)遵循“上堵下排”原則進(jìn)行加固,上游可采用鋪設(shè)土工膜、增設(shè)防滲墻等方法,下游可采用增設(shè)排水棱體、導(dǎo)滲溝、反濾層等方法。對(duì)于壩基滲漏,可采用增設(shè)粘土防滲鋪蓋、建造混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿、灌漿帷幕等方法。另外也可采用充填灌漿或劈裂灌漿處理滲流問題。經(jīng)過防滲加固后,降低了浸潤線,減小了滲流量和出逸水力坡降,提高了大壩的滲透穩(wěn)定性。以下是漳州云霄縣幫塘后水庫進(jìn)行單管高壓旋噴防滲墻加固前、后的浸潤線及流網(wǎng)圖:
(3)大壩結(jié)構(gòu)安全不滿足規(guī)范要求的加固措施。
提高大壩的抗滑安全系數(shù),可采用培厚壩體、放緩壩坡、下游坡腳反濾壓重等方法來加固。另外可結(jié)合大壩防滲加固,降低浸潤線來提高壩體的抗滑安全系數(shù)。
(4)其它加固措施。
清理壩頂和壩坡的雜樹、雜草,對(duì)壩坡進(jìn)行大塊石護(hù)砌或設(shè)置砼預(yù)制塊護(hù)坡;對(duì)壩區(qū)進(jìn)行白蟻誘殺。
4 結(jié)語
小型水庫帶病帶險(xiǎn)運(yùn)行,嚴(yán)重威脅著下游人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。為了充分利用水資源,保障下游防洪安全,保障工程的灌溉效益,確保水庫的良性運(yùn)營,對(duì)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固是十分必要的。
參考文獻(xiàn):
[1]《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2013
葉舟主編·水庫安全管理·北京:中國水利水電出版社,2012