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小型水库存在安全问题与除险加固对策探讨

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摘要: 本文在简要分析我县小型水库安全问题的基础上,提出了具体的除险对策,以供参考。

关键词: 小型水库 ; 安全问题;对策

引言:上世纪60年代以来,我县兴建了一大批小型水库。这些工程的兴建,在灌溉、防洪、发电、供水、生态等方面发挥了巨大效益,确保了我县的粮食安全生产,有力地促进了我县国民经济和社会的可持续发展。然而这些工程设施建设时因受各方面的条件限制,施工采用大兵团作战方式修建,工程设计标准低,有的甚至没有进行设计,而且大部分工程以群众运动方式修建,工程质量差。加之经过多年的运行,工程设施普遍老化和损坏,存在诸多安全隐患,严重影响工程的安全运行和效益的发挥,威胁着水库下游人民群众的生命财产安全。

一、存在的问题

1、大坝:为粘土心墙坝或均质粘土坝。建设时,一些小型水库工程只进行过规划,没有设计就进行了施工,或者虽然进行过设计,也因施工原因,工程设施建筑物没有达到相应的级别标准。具体来说,存在以下主要问题:

1)坝体高度或坝顶宽度不够,坝坡过陡,坝体单薄,有的无反滤体,坝坡稳定安全系数低。甚至有些水库在坝坡上修建了上坝公路,增加了坝体荷载,降低了坝的稳定安全系数,存在局部失稳现象。

2)上坝土料控制不严,填土质量较差,碾压不密实。其次是有些水库心墙单薄,心墙土料和坝壳土料没有严格区分,加之碾压不密实,以及有些水库在加高过程中,结合层面没有处理,从而引起坝体渗漏,出现了散浸漏水和浸润线出逸点过高现象。如如某库正常库容210.3万m3,施工采取人海战术,从10多个村抽调劳力,上阵1000多人,高峰时达2000人;施工过程中,由于当时条件限制,工程质量检测、控制手段落后,对心墙填筑土料没有进行严格选分,就地选材,土料质量不一,造成心墙土料质量差、局部存在砾石、碎石与块石集中现象,土体碾压采用的是人工夯压,存在漏压区段,造成心墙内存在局部松散块、段,同时由于大坝加高时,对结合面未采取有效的处理措施,由此导致库水沿坝体中的结合面产生坝体渗漏。

3)坝基清基不彻底,坝体与基础及两岸山坡无截水齿槽,又没有进行基础加固处理,存在坝体与基础接触漏水,坝基础和绕坝渗漏。

4)坝的上游坡面无块石或砼块护坡,或块石护坡质量差,风化破损严重,受水库风浪影响,上游坝坡冲刷严重,下游坝坡无草皮护坡和排水沟,受降水的影响,冲蚀严重。特别是坝体与两岸山坡交接处,没有排水沟,山坡集水冲刷坝体。

5)有些水库坝体受到白蚁危害,引起坝体渗漏。

2、溢洪道:我县小型水库均为开敞式宽顶堰溢洪道,一般在原山坡上开挖而成。有的没有进行衬砌,也没有消能设施,底板冲刷破坏严重;有的虽然进行了衬砌,但大多数为三合泥砌石或干砌石,已破损。另外,溢洪道宽度和导墙高度不够,堰顶高程与坝顶高程偏小,不能满足设计洪水过流要求。遇到特大暴雨时,水库最高水位几乎接近坝顶,甚至个别的超过坝顶,严重影响大坝的安全运行。

3、放水涵卧管和启闭设施:涵管一般为坝下方形浆砌体结构,且大多数为三合泥砌石涵,个别的为三合泥瓦涵,极个别的为树木做成的木涵。断面尺寸均较小,一般在0.4×0.6m以下,圆涵直径为0.2m左右。管基一般座落在山脚处,有的甚至座落在坝体填土上,且多数未做截水环。由于清基不彻底,在坝体填土的作用下,涵管变形断裂漏水,三合泥砌石涵或三合泥瓦涵,由于年久运行,三合泥开裂剥落泥化,木涵腐朽,均漏水严重,渗漏水不断带走或冲刷涵管周围的坝体土,造成坝体空洞,形成坝体塌陷。没有做截水环的涵管出现了沿涵管周边渗漏水现象。有些水库在运行过程中,虽然新建了隧洞,但原放水涵管因封堵不严而漏水,新建设的隧洞衬砌后,没有进行回填固结灌浆而漏水。

卧管一般为浆砌石结构,但大多数为三合泥砌石,由石塞或木塞控制分级取水,也存在漏水。

有些水库取水虽然安装了金属闸门和启闭设备,但大多数没有安装通气管,加上闸门在启闭过程中不当的运用,使得涵管遭到破坏而漏水。同时存在闸门磨损,止水老化漏水,钢丝绳包锈蚀和启闭力不够而引起闸门不能正常运用等问题。

二、解决问题的对策

1、认真做好小型水库除险加固工程项目前期工作。对每一座病险水库均要认真搞好安全论证或安全认定工作,找准工程存在安全隐患的症结所在。针对工程所存在的问题,对症下药,搞好其除险加固设计工作。

2、要加大投入, 解决项目资金来源问题

小型水库除险加固工程,一次性资金投入较大,通过水库的租赁,承包方式获得的资金较少,不能满足项目要求。小型水库的经济社会效益特别显著,这是公认的,但近年来,其养殖的经济效益也很可观,其经济价值越来越受到人们的重视。因此,加固工程资金以公共(国家)投放为主的观念随社会主义市场经济的拓展,也要改变,要改变到以私营投入为主的方向上去,这样或许能够加快病险水库的治理步伐。我县近几年采取水库经营权拍卖的方式,将数座水库成功地竞标拍卖出去了,筹集了充足的加固资金,对几个水库进行了全面整治加固处理,收到良好的效果。

3、除险加固的工程措施

1)、做好水库除险加固中地勘工作。

在工程建设前期,主管部门一般都会组织设计、施工、运行管理等方面的知情人员座谈水库的有关事项情况。这对水库的加固设计有脾益的,但要作出一个完好的设计方案,工程地质勘察也是必不可少的。委托具有资质的专业机构对病险水库进行一次全面的探查,为设计提供第一手资料,只有这样才能做到有的放矢。

2)对不满足洪水标准的水库,要根据水库工程级别,重新进行水文计算、复核设计洪水,确定坝顶高程;按校核洪水的最大泄洪流量,确定溢洪道的宽度和最大过水深度;按消能防冲洪水标准,确定消能方式及其断面尺寸。如坝高不够的,采取加高或建防浪墙处理;对溢洪道宽度和导墙高度不满足要求,拓宽其宽度和加高导墙;对无消能设施或不满足要求的,要新建或改造加固消能设施;对溢洪道堵塞的,要疏通,以确保大坝安全。

3)对不满足结构稳定要求的水库,要通过坝体抗滑稳定分析复核,确定坝体断面尺寸。如坝顶宽度不够,坝坡过陡,要通过坝体整修加固,加宽坝顶,培厚坝体,使坝坡达到规范要求;对坝内坡进行块石或砼块护砌,坝外坡进行草皮护坡和建排水沟。对溢洪道不满足结构稳定要求的,如没有衬砌或衬砌破坏的,要进行衬砌或加固。溢洪道衬砌,一般可采取水泥浆砌块石导墙,砼或钢筋砼底板,但必须注意分缝止水和排水。

4)对不满足渗流稳定要求的水库,要进行防渗处理和新建或改造反滤体。可通过帷幕灌浆、高喷、接触灌浆、基础固结灌浆等解决坝基、接触漏水和浇坝渗漏问题;通过坝体冲抓套井回填、铺设防渗膜、高喷和建塑性墙等方式或几种方式的结合解决坝体渗漏问题;通过新建或改造反滤体解决坝体浸洞浅出选点过高的问题。

5)对涵管(或放水隧洞)漏水和启闭设备存在问题的水库,要根据各水库工程的特点,采取相应的处理方案,进行加固。涵管(或隧洞)断面尺寸较大、可进人的,可采取回填固结灌浆,增设防渗截水环,解决渗漏问题。对涵管断面过小或断裂漏水严重的,在坝高15米以下的,可采取开挖重建或对原涵管封堵,新建虹吸式放水设施。当坝高大于15米时,应对原涵进行封堵,新建输水隧洞。对取水卧管漏水的,可采取拆除重建或加固处理。对闸门磨损严重漏水的,要更换闸门;对止水老化的更换止水橡胶;对钢丝绳锈蚀严重的要更换钢丝绳,无通气管或通气管断面不满足要求的,要新建通气管;对启闭力不满足要求或不能使用的启闭机的,要更换启闭机。

6)对存在白蚁危害的水库,要对坝体白蚁危害程度进行一次彻底的普查,通过开挖蚁穴,药物处理等方式解决白蚁危害问题。

三,结束语:

小型水库工程管理上存在的问题多是历史遗留的,工程设施方面存在的问题是主要和急需解决的。要解决这些问题,除水利工程管理单位外,更需要全社会的关心和支持,才能使水利工程,特别是数目众多的小型水库造福于社会,造福于人民。