小型水库溢洪道病害分析及处理探讨
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小(二)型水库存在的病害问题及处理措施作者:罗菊芬来源:《城市建设理论研究》2012年第32期【摘要】:小(二)型水库对当地的经济和农业发展具有非常重要的意义,其存在的病害应引起足够的重视,本文以下内容将对小(二)型水库存在的病害问题进行简要的分析,并提出处理措施,仅供参考。
【关键词】:小(二)型水库;病害问题;处理措施中图分类号:TV697 文献标识码:A 文章编号:1、前言小(二)型水库是水库级别中最小的一种水库,其坝体以土坝形式居多,若对土坝施工质量进行严格的控制及采取必要的地质勘察和设计的前提下,土坝完全能满足此类水库的要求,但是由于我国大部分小(二)型水库建造于上世纪六七十年代,由于当时的历史和技术条件的决定,没有合理的设计及地勘报告,而且没有大型的施工机械,仅仅靠人力堆积出来的大坝土质坝体,其质量可想而知,特别是随着使用年限的不断增加,其质量问题越来越多,安全隐患的增多逐渐引起了人们对小(二)型水库的重视,开始采取加大日常巡查、汛期管理及修补改造措施,不断提高小(二)型水库土质坝体的质量,避免安全事故的发生。
本文以下内容将对小(二)型水库存在的病害问题进行简要的分析,并提出相应的处理措施,仅供参考。
2、小(二)型水库存在的病害问题根据作者多年的实践经验,认为小(二)型水库土质坝体存在主要的病害问题坝体渗流严重。
所谓渗流,即是指由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构,颗粒间存在大量的孔隙,因此具有一定的透水性。
当水库蓄水后,在水压力的作用下,水流必然会沿着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游,造成坝身、坝基和绕坝的渗漏。
假如这种渗流是在设计控制之下,大坝任何部位的土体就不会产生渗透破坏,则为正常渗流,此时渗流量一般较小,水质清澈透明,不含土壤颗粒,对坝体和坝基不致造成渗透破坏;反之对能引起土体渗透破坏,或渗流员过大且集中,水质浑浊,透明度低,使坝体或坝基产生管涌,流土和接触冲刷等渗透破坏,这种影响蓄水兴利的渗流则为异常渗流。
小型水库溢洪道病害分析及处理探讨近年来,由于气候变化和人类活动等因素的影响,小型水库溢洪道病害问题日益突出。
随着水库建设的不断扩大和完善,小型水库溢洪道病害的分析和处理成为了一项重要的工作。
本文将对小型水库溢洪道病害进行分析,并探讨如何有效地处理这些问题。
首先,需要明确小型水库溢洪道病害的种类。
目前,小型水库溢洪道病害主要分为以下几种:溢洪道破裂、防渗材料老化、堆积杂物、泥沙淤积、结构破坏等。
这些问题的出现,可能会导致洪水泛滥、水库坝体崩塌等一系列严重后果。
因此,我们需要对这些病害种类进行逐一分析,并采取有效措施进行处理。
首先,溢洪道破裂问题。
当水库遭遇持续大雨等极端天气时,水位将不断上升,溢洪道受到空前的沟水冲击,极易发生破裂。
解决此类问题需要注意以下几点:首先,要选用高强度、耐磨损的材料进行修理。
其次,需采用新型材料进行覆盖,包括防腐、防水、抗冻等性能。
最后,对进行修补或更换后的溢洪道进行各项硬性检测,确保其安全可靠。
其次,防渗材料老化问题。
水库坝体一般采用防渗材料进行渗漏控制,然而随着防渗材料老化,会导致渗漏增大,严重影响坝体的安全性。
这种情况下,我们需要重新进行防渗层材料覆盖并对其进行检测,以确保渗漏控制效果。
第三,堆积杂物问题。
很多小型水库的溢洪道中会经常存在积存树枝、草木等杂物,这种情况将导致水流无法流通,引发水库易泛滥甚至灾害事件。
因此,我们需要采用机械设备进行清理等工作,以确保溢洪道畅通无阻。
第四,泥沙淤积问题。
当水库发生洪水时,沙石、泥土等沉积物将被冲刷并承载在水流中,形成泥沙淤积。
这种情况下,我们需要采用工程设施进行清理,同时加强对水流的监测。
最后,结构破坏问题。
小型水库的溢洪道一般采用隧道型式,如出现地基沉降、砌体裂缝等情况,将导致其中的结构破坏。
这种情况下,我们需要进行及时维护和检修,并对现有溢洪道进行加固和改造。
总的来说,解决小型水库溢洪道病害问题需要综合考虑,针对不同的问题种类采取相应的解决措施。
(作者单位:津市市水利局)小型病险水库大坝及溢洪道整治技术探讨◎郑学贵一、引言我国很多小型水库大坝溢洪道设计标准比较低,消能设施不完善,汛期容易发生水毁问题,无法承受高速水流冲刷作用。
为了保障水库运行质量,要求对大坝及溢洪道质量问题进行检查分析,结合实际情况选用针对性维修处理措施,保障水库安全运行和发挥效益。
因此,对水库大坝及溢洪道整治技术要点进行深入研究意义重大。
二、水库大坝及溢洪道常见病害及整治技术1.大坝病险及整治。
(1)土坝经常性养护。
确保坝顶、坝坡以及防浪墙结构完整性;对于各类观测设备以及埋设设备进行检查;对于大坝坝面以及岸坡排水沟,应定期清淤,保持通畅性;对坝体滤水设施以及坝后减压设施进行运维管理,避免雨水对坝面造成较大冲刷作用;对于土坝,应加强安全管理,禁止在大坝内外面种植作物或者放牧,坝身禁止堆放大量物料。
(2)土坝裂缝处理。
如果大坝出现裂缝问题,不管是在坝顶、坝体、内外坡面还是坝脚,均应对裂缝产生原因进行分析,结合实际情况选择适宜的处理措施。
对于坝体表面干缩裂缝以及冰冻裂缝,可采用常规封闭处理措施。
如果裂缝深度比较小,则可采用开挖回填处理措施;如果坝体裂缝较多并且有内部裂缝,则可采用充填灌浆以及劈裂灌浆处理措施;如果裂缝从坝体表面延伸至坝体深处,则可联合利用开挖回填以及灌浆处理措施。
(3)土坝渗漏处理。
在对坝坡渗漏、绕坝渗漏、透水坝基渗漏等进行处理时,应坚持上截下排的原则。
其中,上截指的是对于大坝坝身、坝基的坝轴线以上部分,可利用水平防渗以及竖直防渗措施,以达到良好的截渗效果;另外,下排指的是在大坝下游设置滤料导渗措施,将渗水引流导出至下游位置。
(4)土坝滑坡处理。
在大坝滑坡治理中,首先需对滑坡进行地质勘查,明确滑坡产生部位、产生原因以及严重程度,结合实际情况选择适宜的处理措施。
对于发展阶段的滑坡,应及时查明原因,并采取紧急处理抢修措施,提升滑坡结构稳定性。
对于已经稳定的滑坡,可利用放缓坝坡、堆石等加固措施,提升坝体结构稳定性。
水库病害原因分析及整治加固技术在水库建设和运行的过程中,小型水库存在着很多的问题和不足,如果这些问题不能技术的采取有效的措施加以解决,就很有可能会对水库运行的质量和安全产生十分不利的影响,所以我们必须要对此予以高度的重视,根据出现的问题,找到一个切实可行的方案,只有这样,才能更好的解决病害,推动水库的正常运行。
1、小型水库病害的原因第一,防洪能力相对薄弱。
因为以往的防洪标准和现在的防洪标准存在着很大的变化,这样一来也就使得水坝的防洪效果差强人意,甚至还有可能导致溃坝的问题,当前的小型水库无论是在高度方面还是在容量方面都无法满足正常防汛的需要,泄洪道在运行的过程中也会出现比较严重的问题,同时设备在这一过程中也得不到及时的改进和更新,所以水库自身的过留流水平也就受到了一定的负面影响。
第二,结构不合理。
在水库长时间运行之后,土体结构会受到侵蚀作用而产生严重的老化,但是在这一过程中又无法对其进行有效的控制和处理,坝坡自身的抗滑性也会受到较大的影响,在管理的过程中很多方法都不是十分的准确,所以也就使得坝基的浸润程度相对较强,也有可能在这一过程中会受到地下水的影响,这样一来坝基就会出现严重的变形现象,最终有可能会出现塌陷的状况。
第三是泄洪道和溢洪道的设计不满足要求。
比如一些水库在施工的过程中采用的是开放式的设计方案,在这一过程中要采用泥浆砌筑的方式,所以在施工的过程中就不需要使用砌墙来对其予以保护,所以在工程运行的过程中,其功能一直都得不到十分有效的体现,偶尔也会出现淤积严重的情况,这样一来就会使得泄洪的速度更快。
第四,涵管结构容易出现问题。
为了能够更加有效的保证农业生产用水的需要,在施工的过程中对涵管质量的要求并不是十分的严格,同时在使用了一段时间之后还容易出现涵管老化的现象。
第五,对很多内容考虑欠妥,抗震能力相对较差。
以往的水库设计当中对地震发生的可能性没有予以有效的控制和处理,同时在这一过程中也没有考虑到抗震的基础,在我国,很多地区都是地震的高发区,所以如果出现了地震灾害就可能会出现非常严重的危害,底部坝体砂层的稳定性会受到极大的影响。
浅议我国小型水库的病害原因及解决措施摘要:分析了产生渗漏、滑坡和洪水漫顶三种水库病害的原因,分别针对不同的病害提出了解决问题的方法措施。
关键词:小型水库病险原因解决措施目前,渗漏、滑坡和洪水漫顶已经成为影响小型水库安全的三种病害类型。
其中渗漏、滑坡占80%以上,发生时间大多数是在汛期高水位作用下产生的。
其直接后果是造成水库蓄水量锐减,坝身浸润线抬高,下游坝坡出现散浸现象,坝体产生管涌、流土等渗透破坏,最后可能导致坝坡滑动失事,威胁大坝安全。
一、病害产生原因1.勘测设计方面。
(1)限于当时历史条件,缺乏必要的地质勘探工具,对坝基地质了解不够,坝基未设必要的防渗措施,或虽设铺盖,但铺盖长度不足,或铺盖过薄被渗透水压力击穿而造成坝基渗漏。
(2)坝基下存在含水量很高的淤泥夹层,筑坝时未作妥善处理。
因软弱夹层抗剪强度指标极低,抗滑力不够而造成滑坡。
(3)对岸坡地质条件缺乏了解,因而造成防渗处理不当,甚至根本未加处理,导致绕坝渗漏。
(4)坝身尺寸单薄,坝坡过陡,迎水坡无任何防冲保护措施。
(5)下游排水棱体尺寸设计过小,甚至根本没有。
浸润线于排水棱体以上逸出。
(6)溢洪道过流断面和堰顶高程不标准,宣泄洪水能力不足,洪水漫顶造成坝体滑坡。
(7)在粘土铺盖与透水坝基间,未根据反滤要求设置良好的反滤层,使粘土铺盖在渗流作用下破坏。
2.施工方面。
(1)坝体填筑质量差,土料含水量高,缺少必要的碾压机具,人工打夯压实干密度难以满足设计要求。
(2)施工管理不善,群众在库内任意取土,使天然铺盖遭受破坏而失去防渗作用。
(3)施工时分区填土,土层厚薄不一,造成坝体内有少压或漏压的虚土层存在。
水库蓄水后,即在虚土处产生集中渗流。
(4)岸坡段坝基清基不彻底,坝端岸坡开挖过陡,影响坝端质量,形成绕坝渗漏。
3.坝下涵管破坏。
由于地基不均匀沉陷造成涵管断裂,库水沿最短的渗透途径,于管壁断裂处横向渗漏,最后形成集中渗水通道。
4.白蚁侵害。
小型水库白蚁侵害相当严重,白蚁在坝身打洞营巢,汛期在高水位作用下,库水通过蚁道向下游渗流,产生集中渗漏。
探讨中小型水库溢洪道设计常见问题溢洪道是水库常见的水工建筑物,主要是用于宣泄水库所容不下的洪水。
溢洪道在水库平稳运行时,一般不经常工作,只是在汛期洪水流量较大时,水量超过水库的容积,水位较高时才进行工作,虽然工作时间不长,但对水库的量调节,保证水库的安全运行起着重要的作用,所以溢洪道是水库中的重要建筑物,溢洪道的泄洪安全十分关键。
基于此,笔者结合工作实践就中小型水库溢洪道设计中的常见问题与对策进行了以下几方面的分析探讨。
一.中小型水库溢洪道设计中的常见问题1、在工程实际施工中,部分工程设计的溢洪道没有正确进行布置,或是造成溢洪道进出口段离坝身太近。
没有对进口段实施有效的护砌,导致在泄洪时容易出现冲蚀现象,这会严重危及到坝肩安全。
还有就是部分设计的陡槽末端和坝脚紧紧相连,一旦出现横流冲刷,将极易对坝脚安全造成危害。
2、在进行溢洪道设计时,其所设计的平面弯道半径较大和收缩过剧,这对泄流造成了影响,非常不利于泄流工作的顺利进行。
尤其是在布置溢洪道陡坡段时出现弯道,由于弯道的特性,就会造成两岸出现水面差,又由于凹岸水面壅较高,易在下游衔接的平直段内出现折冲水流,从而严重影响泄流能力和消能效果。
此外若是陡坡段出现过剧收缩,壅水和流态变化亦会较为明显,从而对溢洪道衬砌产生冲击,且砌护过高会增加成本,过低又会对安全造成影响。
3、受工程造价影响,标准降低。
溢洪道是水库等水利建筑物的防洪设备,是发生洪水时确保水库安全的重要设施。
在进行中小型水库溢洪道设计时,由于受到工程造价影响,其所采用的洪水标准、洪水数据也常常出现偏低、偏小,这也就必然会对溢洪道设计造成严重影响,还有就是由于水流作用,常常导致周围岩体风化、坍落,造成没有足够的泄流能力,从而无法确保能安全泄洪。
4、在进行溢洪道设计时没有科学、合理的对溢洪道纵横剖面及平面布置进行设计。
这类情况较为突出的就是陡坡设计比降过陡。
一些在非岩性山坡上布置的溢洪道,其底部没有进行科学、合理的反滤衬砌,导致出现渗水后极易造成滑坡,且其结构稳定性也较差。
小型病险水库溢洪道设计中的问题及解决方案摘要:随着现代工业文明的不断发展,生态环境遭到严重的破坏,甚至会导致全球气温升高使得洪涝灾害的发生的可能性大大提高,这也就意味着我国的水库工程必须要严格要求。
但是就目前水库的实际情况而言,很多小型病险水库的溢洪道设计当中依然存在很多问题,严重影响了水库正常作用的发挥。
因此就需要对我国的小型病险水库加以改善和维修,就实际运用当中出现的问题加以解决,用以保证小型病险水库溢洪道设计能够充分发挥出固有的作用。
关键词:小型病险;水库溢洪道;设计;问题;解决方案在我国的小型病险水库应用当中,溢洪道的设计是其中较为普遍的组成部分,在整个的工程设计当中主要具有解决和规避水库超蓄洪水问题,从而确保小型病险水库在汛期泄洪阶段也能保持安全稳定状态。
所以说,水库的溢洪道设计对于整个的水库建设而言有着十分重要的作用,一定要确保溢洪道设计合理科学才可以保证小型病险水库可以很好地发挥好抗洪的作用,并始终处于安全稳定状态,保证其使用功能的发挥。
一、当前小型病险水库溢洪道设计出现的问题(一)溢洪道进出口段与坝身距离较短在小型病险水库的日常检查中,应当格外注意溢洪道进出口段与坝身之间是否存在间隔,造成两者之间位置差异的原因主要为溢洪道进出口间隔过短,导致两者之间只能将山脊作为唯一的隔离,从而导致坝身与溢洪道之间产生一定的距离。
如果溢洪道进出口段没有针对此问题采取相应的措施,尤其在缺乏护砌措施的时候,就会使水库坝肩被水流反复的冲刷,从而威胁坝体结构的稳定性。
(二)溢洪道设计尺寸偏小一般说来,在设计小型病险水库通常会将水库工程的资金支出放在首要考虑的重要位置,但同时又要使得小型病险水库的设计符合建筑工程的设计标准。
这也就是说,小型病险水库的设计既要在工程预算控制的范围内,还要符合关于水库建设工程的所有标准。
使得很多的水库设计工程师面对着资金和标准的双重压力,对水库原定的尺寸进行修改,通过缩小设计尺寸的方法来平衡设计标准和资金预算之间的关系。
小型水库溢洪道病害分析及处理探讨摘要:溢洪道是水库枢纽中的重要建筑物,是洪水期间保证水库安全的重要设施。
笔者通过对小型水库溢洪道的一些常见病害形成原因进行分析,提出了对水库溢洪道病害处理的措施。
关键词:小型水库;溢洪道;病害分析;处理措施小型水库多建于上世纪50-60年代,“三边”(边勘测、边设计、边施工)和“四不清”(来水量不清、流域面积不清、库容不清、基础不清)很普遍,技术含量低,防洪标准低,大坝形体单薄,结构不安全。
经过几十年的运行,小型水库坝体裂缝、渗漏,溢洪道和输水道塌陷、堵塞、泄洪能力不足,闸门启闭不灵活等工程问题普遍存在,有些还相当严重。
许多小水库位于深山中,处于“无防汛抢险道路、无通信预警手段、无防汛抢险物料”的“三无”状态。
还有许多小水库实行了承包、租赁、拍卖使用权等形式的改革,但有些承包、租赁给个人时没有明确工程管理维护责任,导致水库工程长期疏于管理、老化失修,存在安全隐患。
正是基于小型水库普遍存在的诸多安全隐患,近年来国家加大了对小水库的治理力度。
溢洪道是水库枢纽中的重要建筑物,是洪水期间保证水库安全的重要设施,是用来宣泄规划库容所不能容纳的洪水、保证坝体安全的开敞式或带有胸墙进水口的溢流泄水建筑物。
1 溢洪道常见病害分析在工程实践中,小型水库的溢洪道存在不少共性的问题,大致归纳如下。
1.1小型水库由于受建设时期施工条件、建设资金等的限制,其设计采用的洪水标准往往偏低,溢洪道设计尺寸偏小,再加上周边岩体风化坍落,往往造成泄流能力不足,因而不能保证安全泄洪。
1.2在布置上,有些工程设计的溢洪道进出口段离坝身太近,由于几十年的运行,进口段的护砌出现裂缝,泄洪时一旦发生冲蚀现象,将危及坝肩安全;有些设计的陡槽末端与坝脚紧贴,假如发生横流冲刷,更易危及坝脚安全。
1.3有的溢洪道平面弯道半径过大和收缩过剧,对泄流十分不利。
在溢洪道陡坡段布置弯道时,由于弯道流态、流势剧烈变化,导致二岸产生水面差,这时凹岸水面壅高,并在下游衔接的平直段内产生折冲水流,大大影响泄流能力和消能效果。
小型病险水库主要病害分析及整治策略的探讨摘要:水库病害将直接影响到其安全性和稳定性。
本文围绕四川省乐山市小型病险水库展开分析,阐述主要的病害来源及整治方法,从安全评价、渗漏处理和抢险加固等方面入手,旨在为相关工作人员提供理论性的参考意见,确保减少水库病害,为周边居民的人身和财产安全提供保障。
关键词:小型水库;病害;整治策略;大坝引言:四川省地壳活动频繁,在地震的作用下水库工程容易受到破坏,常见的病害有坝体压实度不足、建筑物水蚀严重、坝体变形、防水设施渗漏、坝基稳定性难以满足使用需求等,为此应加强对病险水库的勘察和整治,落实坚固工程,有针对性的解决病险问题,避免水库病害的危险性增加,留下无穷后患。
一、小型病险水库工程案例四川省小型病险水库整治工程数量较多,本文主要以乐山市小型水库病害整治为例展开分析。
乐山市地处于四川盆地西南部,面积约12827平方千米,至今为止小型水库已高达200多座。
资料显示乐山市小型水库工程建设鼎盛时期在二十世纪中期,随着时间的推移和自然灾害的影响,很多水库病害问题严重,曾有近一百座小型水库出现渗流情况,还有部分水库病害表现为水土流失、坝体滑坡、坝基管涌、坝体位移等,不利于水库的正常经营和管理。
二、小型病险水库主要病害来源经实地勘测发现乐山市小型水库病害类型主要体现在两方面:一方面,内在因素。
内在因素可分为设计缺陷、地质缺陷和施工缺陷三种类型。
所谓设计缺陷,既是乐山市的大部分小型水库始建于二十世纪中期,结构上多为坝下涵管,当时的勘测资料不够齐全,基础施工不够完善,容易存在涵管折断、变形和渗漏的问题,而且放水、检修等流程缺失,坝体坡度较陡,这些因素都将导致水库出现病害;地质缺陷是水库在建设选址时未充分获取地质资料,既没有落实基础灌桩,又没有开挖新鲜基岩,很多小型水库在建设坝体时为节省成本,将风化的山包作为坝体,很容易导致大坝坝体密实度不达标致使水库在运行中坝体渗漏;施工缺陷是施工前地质勘测不足,材料缺失,工艺技术难以满足需求而且机械设备过于落后,在浪费工程时间的同时质量也很难达标。
浅析中小型水库溢洪道设计中遇到的问题与改善措施摘要:在水库工程中,溢洪道是一种常见的泄洪设施,用于排泄水库在汛期难以拦蓄的多余洪水,减轻或避免洪水对大坝造成破坏,为水库的安全、稳定运行提供保障。
但就现阶段而言,中小型水库工程在设计溢洪道时,往往会受各种因素的干扰遇到一些问题,导致设计不合理,不仅无法充分发挥溢洪道作用,而且为水库后期运行埋下了安全隐患。
本文主要就中小型水库溢洪道设计遇到的问题进行了探讨、分析,并结合实际情况提出了有效的改善措施,以供参考。
关键词:中小型水库;溢洪道设计;常见问题、改善措施溢洪道布置应根据地形、地质、枢纽布置、坝型、施工等因素,经技术经济比较选定,溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段及出水渠等建筑物组成,其设计及布置的合理性不仅直接影响到水库的安全,而且关系到整个工程造价。
在水利工程设计中,溢洪道设计也是关键环节,故重视中小型水库溢洪道设计问题的总结、分析,并提出针对性的改善措施就显得尤为重要,对于推动水利工程的健康、可持续发展起着积极的意义。
1、中小型水库溢洪道设计常见的一些问题1.1选址及结构尺寸设计方面溢洪道的合理选址,影响水库安全运行,但一些设计人员缺乏对溢洪道选址重要性的认识,选址时未考虑地形地质条件、两岸边坡的稳定性、引水渠的长短以及开挖量等因素,出现选址不合理的情况,如溢洪道进出口与大坝坝体距离太近,坝肩与溢洪道之间山脊比较单薄,在汛期泄洪时,若发生冲蚀现象,坝体的安全性将会受到严重威胁。
在中小型水库溢洪道设计中,结构尺寸与水库的安全及投资有着紧密的联系,一些水库在工程投资的限制下,使得设计采用的洪水标准偏低,选用的洪水数据偏小,导致溢洪道结构设计尺寸较小,这就在一定程度上增加了溢洪道的泄洪压力,给水库安全运行增加风险。
1.2平面及纵横断面设计方面就中小型水库溢洪道设计而言,平面布置是关键,布置不合理则会影响整体设计、泄流能力和消能效果。
一些设计人员在进行设计时,没有有效衔接溢洪道出口和河道,导致出口高于河床高程,加之未做好出口的防冲处理,常造成严重冲刷,从而危及大坝坝脚安全。
小型病险水库主要病害分析及整治措施分析发表时间:2020-09-15T06:28:54.294Z 来源:《中国科技人才》2020年第13期作者:王棚[导读] 在我国水利工程体系中,小型水库是重要构成部分,大多建于上世纪50至70年度,受经济条件、技术等各种因素的影响,很多小型水库都呈老化失修状态,病险严重,安全隐患亟需解决。
基于此,本文主要就小型病险水库主要病害进行了分析,并提出了有效的整治措施,以供参考。
王棚通江县应急管理局水利电力抗旱服务队四川通江 636700摘要:在我国水利工程体系中,小型水库是重要构成部分,大多建于上世纪50至70年度,受经济条件、技术等各种因素的影响,很多小型水库都呈老化失修状态,病险严重,安全隐患亟需解决。
基于此,本文主要就小型病险水库主要病害进行了分析,并提出了有效的整治措施,以供参考。
关键词:小型病险水库;病害;整治措施在现代化建设不断深入的背景下,水利工程建设作为我国基础性建设之一,其得到了社会的广泛关注。
就现阶段而言,相较于中大型水库,小型水库占比较大,广泛的分布在了各地区,在维护水土资源及推动农业生产中发挥着积极的意义,但值得注意的是,很多小型水库都面临着病险问题,影响着水库的安全运行,对当地经济发展造成了一定的影响,故就需落实对小型水库的整治,解决、预防病害的出现。
1、小型水库主要病害分析(1)水库建设标准较低针对我国小型水库而言,由于施工技术的落后、资金投入不足等,在建设的过程中,加之人力资源的缺少,往往无法满足高标准要求,导致很多水库的防洪能力都无法达标,这就给后期的投入使用埋下了安全隐患,主要体现在水库现有防洪标准没有达到国家规范,泄洪设施有待进一步完善,一些地区存在溢洪道宽度不足等情况。
(2)大坝坝基不稳定在我国的小型水库中,病险情况较为突出的就是大坝坝基不稳定,渗流缺乏安全性,例如,水库坝体较为淡薄,一些水库建设期间所使用的填筑涂料没有满足相关要求、排水棱体失效等,从而就导致了坝体下游侵润线呈过高趋势,引发了渗漏,抑或是散尽等情况的发生;小型水库修建期间,没有应用先进的勘察技术,未全面的对坝基的地质环境进行了解、掌握,促使清基时无法使用有效截渗措施,当坝体被长期风化侵蚀,加之流水的冲刷,就会造成透水裂缝,抑或是坝基渗漏情况的发生;部分小型水库的下游坝坡有严重流土,抑或是坝脚有管涌情况,加重引发了坝基渗透现象的发生[1]。
小型病险水库大坝及溢洪道整治技术探讨摘要:红旗水库经过多年的运行产生了诸多病险。
本文针对暴雨所造成的水库出险情况坝坡滑坡和溢洪道洪水溢漫进行分析,探讨暴雨所造成的水库病险的处理思路,提出了相应的整治措施。
关键词:病险水库暴雨整治措施1 概述红旗水库位于重庆市潼南县别口乡,是一座以农业灌溉为主,兼有防洪等综合利用的重点小(二)型水利工程。
水库集雨面积0.32km2,总库容1612.3万m3,设计灌溉面积0.27万亩。
大坝为均质土坝,坝顶高程288.13m,最大坝高10.44m。
2009年,该地区24h降雨量达到125mm,水库水位最高达到285.20m。
大坝主要出险情况为:大坝内坝坡由于暴雨冲刷而造成上下游坝坡滑坡。
滑坡带高程为EL286.66m,滑坡段长22m,斜长5.5m,滑坡带距左坝肩45m。
距右坝肩58m。
下游坝坡坡面在高程EM26.86m处冲刷严重,有滑坡趋势。
溢洪道边墙高度不够,造成洪水溢漫。
淹没下游坝脚处农田。
放水设施完好,没有损毁情况。
水库地理位置较高,一旦失事,将直接威胁下游耕地与人民群众的生命财产安全。
因此对水库大坝、溢洪道和放水设施等枢纽进行整治,是非常必要和迫切的。
2 整治方案设计整治方案设计的总体原则是:(1)在保证安全的前提下的尽量做到经济合理,保证水库发挥效益;(2)设计方案切实可行,便于施工操作。
2.1 大坝整治设计(1)上游坝坡整治设计针对上游出现的病害情况,拟采取以下整治措施:拆除高程279.18m以上坝坡原护坡体,挖除滑塌体,采用土料回填,边坡调整为1:3.00,坝坡采用0.2m 厚小碎石垫层+0.1m厚C15砼预制块护坡。
对坝顶裂缝采用开挖回填,坝顶宽由原3.5m加宽至4.0m,上游侧设C20砼栏杆,下游侧设侧设M7.5浆砌条石路缘,中间采用厚0.3m手摆块石基层+厚0.1m碎石过渡层+厚0.2mC20砼护顶。
(2)下游坝坡整治设计下游坝坡由于暴雨的冲刷,在高程EL284.86m处有滑坡趋势,拟采用以下整治措施:下游坝坡从坝顶288.13m至排水棱体顶280.75m清除坝体表层浮土30cm,在此基础上对坝坡进行规整培厚;在高程283.54m处设一级宽1.8m马道,坡面采用C15砼框格内种植草皮护坡,框格网采用C15砼浇注,尺寸为3.0m×3.0m,框格建好后覆土,铺20cm厚的耕植土,框格内种植麦冬草;拆除高程280.75m以下破损棱体护面,采用干砌砼预制块护面,顶宽1.5m,坡比1:2.0。
小型水库溢洪道病害分析及处理探讨
摘要:溢洪道是水库枢纽中的重要建筑物,是洪水期间保证水库安全的重要设施。
笔者通过对小型水库溢洪道的一些常见病害形成原因进行分析,提出了对水库溢洪道病害处理的措施。
关键词:小型水库;溢洪道;病害分析;处理措施
小型水库多建于上世纪50-60年代,“三边”(边勘测、边设计、边施工)和“四不清”(来水量不清、流域面积不清、库容不清、基础不清)很普遍,技术含量低,防洪标准低,大坝形体单薄,结构不安全。
经过几十年的运行,小型水库坝体裂缝、渗漏,溢洪道和输水道塌陷、堵塞、泄洪能力不足,闸门启闭不灵活等工程问题普遍存在,有些还相当严重。
许多小水库位于深山中,处于“无防汛抢险道路、无通信预警手段、无防汛抢险物料”的“三无”状态。
还有许多小水库实行了承包、租赁、拍卖使用权等形式的改革,但有些承包、租赁给个人时没有明确工程管理维护责任,导致水库工程长期疏于管理、老化失修,存在安全隐患。
正是基于小型水库普遍存在的诸多安全隐患,近年来国家加大了对小水库的治理力度。
溢洪道是水库枢纽中的重要建筑物,是洪水期间保证水库安全的重要设施,是用来宣泄规划库容所不能容纳的洪水、保证坝体安全的开敞式或带有胸墙进水口的溢流泄水建筑物。
1 溢洪道常见病害分析
在工程实践中,小型水库的溢洪道存在不少共性的问题,大致归纳如下。
1.1小型水库由于受建设时期施工条件、建设资金等的限制,其设计采用的洪水标准往往偏低,溢洪道设计尺寸偏小,再加上周边岩体风化坍落,往往造成泄流能力不足,因而不能保证安全泄洪。
1.2在布置上,有些工程设计的溢洪道进出口段离坝身太近,由于几十年的运行,进口段的护砌出现裂缝,泄洪时一旦发生冲蚀现象,将危及坝肩安全;有些设计的陡槽末端与坝脚紧贴,假如发生横流冲刷,更易危及坝脚安全。
1.3有的溢洪道平面弯道半径过大和收缩过剧,对泄流十分不利。
在溢洪道陡坡段布置弯道时,由于弯道流态、流势剧烈变化,导致二岸产生水面差,这时凹岸水面壅高,并在下游衔接的平直段内产生折冲水流,大大影响泄流能力和消能效果。
另外陡坡段或缓流段的过剧收缩,也会发生显著的壅水和流态变化,并对溢洪道衬砌造成冲击。
1.4溢洪道纵横剖面及平面布置设计不当,比较突出的问题是陡坡比降过陡。
部分溢洪道布置在非岩性山坡上,其底部未做有效的反滤衬砌,致使渗水后易产生滑坡。
在横断面设计中,有些工程对两侧山坡开挖坡度注重不够,有的过陡,
加上衬砌厚度偏薄,不能满足抗滑抗倾稳定,也易造成坍方和滑坡;平面布置上,存在着上下游断面连接不配套,形成“瓶颈”现象,从而影响了泄洪能力。
1.5有些设计对溢洪道的消能工程的考虑不够充分,或者型式选择不当,导致消力墙长度和深度均不能满足需要,消能不够充分,致使下游河段发生严重冲刷。
1.6有些工程溢洪道采用低标号的浆砌石或砼砌护,且砌护厚度与边坡砌护高度都不能适应结构稳定要求,因而不能抵御溢洪高流速的冲刷;有些非岩基上的溢洪道底部几乎没有反滤排水设备,极易发生塌滑;有些大面积砼衬砌由于未设伸缩沉陷缝,致使溢洪道衬砌发生一些裂缝,总之这些都使工程安全受到影响。
通过日常工程实践及对溢洪道常见病害分析,溢洪道常见病害的表现形式主要有以下几种:泄洪能力不足,堰顶底板及闸墩开裂,泄水槽衬砌及边墙冲毁,消能设施产生气蚀及底部淘刷,山体滑坡堵塞等。
2 溢洪道常见病害处理探讨
2.1泄洪能力不足的工程措施
我国的许多水库设计标准很低,特别是小型水库,大多数未进行正规设计。
经洪水复核,相当一部分水库的溢洪道设计标准不够,需要扩建和改建才能达到规范的要求,但限于物力、人力和财力的不足,至今尚有不少水库未进行处理,仍处于冒险运行,急需进行扩建和改建。
解决溢洪道泄洪能力不足,提高水库抗洪能力的主要工程措施有以下几种。
2.1.1加高大坝。
在满足大坝自身安全的条件下,视坝体的具体情况,可采取对大坝加高培厚等措施,以增大防洪库容,加大溢洪道泄流水头。
对无条件增设非常溢洪道及现有溢洪道加宽或降低堰顶高程又非常困难的情况,加高大坝是非常适宜的。
2.1.2增设非常溢洪道或加宽现有溢洪道。
根据规范要求的防洪标准进行泄洪能力复核,当不满足要求时,若有合适的山垭口,可增设非常溢洪道;当工程量不大时,加宽旧溢洪道或降低其堰顶高程也不失为增加泄流量、提高防洪能力的有效工程措施。
2.1.3设溃坝溢洪道。
溃坝溢洪道是在合适的山垭口开挖修筑具有固定断面的无闸门溢洪道,并在溢洪道堰顶填筑溃坝(副坝)用于挡水。
当非常洪水来临急需溃坝泄洪时,可通过爆破溃坝或水力冲溃的方式,用固定的断面宣泄非常洪水。
2.2溢洪道堰顶底板及闸墩裂缝的处理与诊治
对溢洪道堰顶底板及闸墩的裂缝,应在研究其产生原因的基础上,对症下药,确定其防治与处理的措施。
例如河南南湾水库溢洪道右二闸墩出现通缝,经长江科学研究院进行光弹试验,决定在主拉应力超过0.4Mpa的范围内设幅射筋(原闸墩未设)。
处理方法是在闸墩表面凿槽,将钢筋置入槽内,一端用环氧砂浆固定,另一端穿过牛腿加拉锚定,再将槽内钢筋用环氧砂浆封闭,处理后使用情况良好。
岩基上闸墩及底板的裂缝,除因闸墩配筋(如牛腿幅射筋等)不足外,多数都与温度应力有关,因此配筋中要充分考虑到温度应力的作用,并配以相应的钢筋。
从减小温度应力的角度,在满足上部布置、稳定和应力要求的条件下,闸墩与底板的长度(顺水流方向)应尽量短一些为宜,闸墩的长高比不超过2,而且底板的长度与基岩间配适量的锚筋。
2.3改善泄水槽水流条件的措施
泄水槽中的水流一般为高速水流,受边界约束影响较大,为改善水流条件,首先应在平面上进行合理布置,在立面上应尽量采用同一坡度。
2.4消能设施问题的处理
2.4.1鼻坎下淘刷。
一般是由于反弧半径、挑射角或鼻坎顶高程不够合理,使得挑射距离不够远,冲坑过深,冲坑反坡延伸至鼻坎下,或因小流量贴壁下流引起。
解决的办法一般应调整挑射角与鼻坎高程,并在坎后一定范围内设护坦加强防护。
最不利冲刷情况一般不一定是最大流量时所致,加强运行管理,总结经验,选择各种水位和泄量时孔口开启的最优方案,也可减轻下游的冲刷。
2.4.2下游两侧岸坡的冲刷。
挑流消能因出坎水流的扩散,会对下游两岸坡造成冲刷。
西北水利科学研究院韩立等提出了异形鼻坎,将反弧段做成有横向比降,使水流挑出后向中间集中。
试验表明,采用异形鼻坎,效果很好。
具有横向比降的异形鼻坎,还可以有效解决下游河道与泄水槽轴线不一致的问题。
2.4.3差动式鼻坎的气蚀。
差动式鼻坎挑流消能的最大优点是高低坎挑射出的水舌在空中相互碰撞,使消能效果更好,冲坑较浅,但其突出问题是鼻坎极易产生气蚀。
解决的措施有:一是选择合理的高低坎挑角差;二是向气蚀部位补气。
2.5山体滑坡堵塞问题处理
一方面对山体的滑坡体进行“去头、削坡减载”,使其达到稳定状态,同时对滑体部位施钻水平排水孔,疏通地下水,消除山体滑坡体产生剧滑的可能性。
远期防治可采用阻滑桩方案,分别在滑坡凹槽处和小山头部位布置阻滑桩,并削去覆盖层。
结束语:
土坝工程事故和失事都有一个过程,如果能及时发现和消除工程中存在的缺陷和隐患,大部分事故是可以避免的。
此外,及早处理工程病害可以掌握主动,
节约维修费用。
小型水库问题多出在规划、设计、施工、管理等方面,先天不足,所以加强管理,及时发现病害及时处理非常重要。
参考文献:
[1]《我国小型水库安全状况调查及对策研究报告》(水利部大坝安全管理中心李雷等著)
[2]《中小型水库溢洪道设计中的常见问题及其对策》(作者:冯辉长)。