PVC管用于水库涵管除险加固初探
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【摘要】病险水库除险加固成败是对已发现的病险有针对性的进行处理，力求科学、经济、安全。本文根据余江县近年来对病险水库除险加固资料的统计分析，论述了小型水库土坝存在的各类安全隐患成因及其对大坝的危害，并提出了相应的处理措施。
【关键词】水库；土坝；隐患；除险加固
一、前言
目前余江县现有小型水库152座，集雨面积142.76平方公里，设计总库容8639.84万立方米，有效库容6458.82万立方米；实灌溉面积6.76万亩，分布在邓埠、马荃、杨溪、春涛、平定、潢溪、洪湖、中童、锦江、黄庄、画桥、刘家站垦殖场等12个乡镇场。
小型水库中，小（1）型水库16座集雨面积58. 57平方公里，设计总库容4278.74万立方米，有效库容3333万立方米，保证率90%，灌溉面积2.96万亩。小（二）型136座，集雨面积84.19平方公里，设计总库容4361.1万立方米，有效库容3125.82万立方米，实灌面积3.8万亩。
这些水库基本上是在50年代末和70年代初修建的，几十年来，这些小型水库工程为我市的农业生产和发展，发挥了巨大的作用。然而，建设时因受各方面的条件限制，工程设计标准较低，有些甚至没有进行设计，而且大部分以群众运动方式修建，加上经过40多年的运行使用，工程设施普遍存在老化和损坏，严重影响工程的安全运行和经济效益的发挥，威胁着水库下游人民群众的生命和财产的安全，给社会造成不利的因素，现对我县小型水库涵管除险加固的对策作些探讨。
目前，对小型水库涵管除险加固，主要采用下列几种方案：①封堵老涵管，新建隧洞；②新建坝下涵管；③封堵老涵管，新建虹吸式涵管；④老涵管内衬管。对上述4种方案进行比较，不难得出以下结论：老涵管内衬管加固方案不仅施工技术较简单，土方工程量小，而且可以充分利用原涵管，保留原进水口启闭设施，工期短，工程投资小。可以说老涵管内衬管加固方案不失为经济实用，安全可靠的有效的方案之一，而老涵管内衬pvc管，则是目前比较看好的一种衬管加固方案。
二、应用初探
1、PVC管为建设部推荐的新产品
二OO一年七月四日，建设部第27号公告，将塑料管道作为新技术新产品进行公告，并推荐DN315～630mm 的PVC管作为埋地供水管道，要求有关单位采取切实措施，积极推广并优先选用公告中的新产品。这充分说明上述塑料管道的各项技术性能及卫生性能均已经达到相关国家标准的要求。因此，只要应用技术成熟，方法得当，PVC管是完全可以在水库涵管加固中使用。
2、工程造价低
PVC管属柔性管，不仅管材市场价格低，而且重量轻，运输、安装方便，因而工程造价低。以加固内径500mm的钢筋混凝土管为例，若老涵管顺直，则内衬管可选择DN400的PVC管或钢管。
①PVC管管材造价低。若选择钢管，制作及安装程序一般为：卷管―焊接--运输―现场焊接―安装就位，在一切顺利的情况下，制安费（含材料费）约为800元/米；而PVC管就不同，DN400 PVC管目前市场价在300元/米（包括运输及现场连接所用的材料）以下；现场安装也非常方便，只需在插口的管外壁和承口的管内壁均涂PVC专用粘接剂（溶剂型）、承插连接后即可逐段安装就位，现场安装费约合30元/米。这样PVC管现场制安费用约合330元/米，只占同等规格的钢管的41.1%。
②PVC管现场安装方便
PVC管现场安装方便，不仅体现在重量轻，容易搬运，而且体现在管材的现场连接上（只需在连接处充分涂抹专用粘接剂、插入连接后即可逐段安装就位），更重要的是体现在它的柔性变形上。我们知道，采用钢管内衬老涵管，施工中常见的问题是，现场连接时易出现轴线弯曲（或者是钢管的轴线与老涵管的轴线不一致），从而出现卡壳，使工程难以进行。而PVC管就不同，插入式连接方式确保现场连接中轴线顺直，同时由于PVC管属柔性管，在适当外力的作用下，管轴线会顺应合外力作用的方向进行调整而不影响其性能。因此，只要老涵管轴线顺畅，在一定的弧度范围内，就可以通过外力的作用，使内衬的PVC管的轴线与老涵管的保持一致，从而达到衬管的目的。
3、密封性好
我们知道，有压管管材出厂时均要求通过密封性能实验，因此，接头的渗漏是造成管道渗漏的主要原因。将迷宫式密封理论应用在型材的结合部位，采用良好的粘接剂，运用先进的承插连接方式，使得PVC管道具有良好的密封性能，而这一点又恰恰是对水库涵管必备性能。
4、水力特性好
由于PVC管内壁光滑、阻力小、水流量大、水头损失小。在管径相同、坡度相同的情况下，PVC排水管的通水能力是砼管的1.3-1.4倍，因此，我们不必担心老涵管内衬PVC管后影响输水能力。
5、寿命长
由于PVC管具有良好的耐酸碱、抗腐蚀性和抗紫外线、化学性能稳定的特性，同时，良好的柔韧性佳，抗冲抗压和抗震性，使得PVC管能顺应地基的不均匀沉降，埋地铺设寿命长达50年甚至更长。
三、工程设计
老涵管内衬PVC管加固方案要解决的主要是老涵管渗漏问题。由于水库运行多年，水库坝基地质趋于稳定，正常情况下，老涵管不会出现明显的位移，因此，内衬管设计时可以不进行强度及稳定性计算。同时由于进水口启闭机闸门控制，一般情况下，涵管工作在无压状态，因此，可不进行压力校核。正常情况下，设计要解决如下几个问题。
1、衬管的固定问题、老涵管与衬管间的防渗问题。
为了解决衬管的固定及老涵管与衬管间的防渗问题，比较理想的方案就是对老涵管与衬管之间进行充填灌浆。小型水库涵管内径一般都较小，工作人员即使勉强能够进入，也无法开展灌浆工作，因此衬管的回填灌浆一般都是从大坝打灌浆孔。
2、老涵管与坝体间的接触渗漏问题。
老涵管运行多年，难免出现接触渗漏，解决接触渗漏的问题，比较成熟的技术措施有①新增截水环，在老涵管进口段，新建截水环。②静压灌浆。
3、管径选取
为了不影响衬管加固后涵管的过流能力，选择内衬管时，一般都要求尽可能大。根据PVC管的水力特性，一般情况下，只要衬管内径在原混凝土管内径的85%以上，加固后涵管的输水流量不会减少。
四、施工
1、钻灌浆孔。
采用地质钻机钻灌浆孔，并及时套管。
2、衬管安装。
①现场连接
在管径较小（≤DN800mm）时，一般采用承插连接。将承插连接的管道承口和插口对齐，在插口的管外壁和承口的管内壁均涂PVC溶剂型专用胶，然后将插口快速插入到承口根部（插入过程中，用外力使连接管之间产生螺旋运动），将挤出的胶刮下。
②安装就位
受场地限制，现场安装就位与承插连交替进行。为了不影响衬管加固后涵管的过流能力，选择内衬管时，一般都要求尽可能大。因此，在安装时，当老涵管的轴线不成直线时，就必须通过外力迫使内衬管产弹性变形，顺着老涵管轴线的方向伸进，安装现场见图二。
3、灌浆。
五、结语
目前，从中央到地方，都非常重视病险水库的除险加固工作，对问题涵管的处理方案几乎就是封睹老涵管，新建隧洞或涵管。如果能进一步作好设计前的勘察工作，将问题涵管处理方案进一步细化，除封睹存在结构问题涵管、新建隧洞或涵管外，对其余的问题涵管（漏水，但管线顺畅）采用内衬PVC管方式加固，那么，将可以节省不少的投资。应该说PVC管在水库涵管加固中，可以发挥越来越大的作用。