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摘要:小型水库除险加固是近年来全国水利工程建设中的一个重要任务,如何搞好设计、施工过程管理,是水利工作者面临的一个新问题。本文结合平远县大柘镇小型水库除险加固工程施工设计谈点自己的看法,为小型水库的除险加固提供了一定的指导意见。
关键词:小型水库;除险加固;
大柘镇地处平远县南部腹地,位于东经115°54′,北纬24°25′,属亚热带气候区,四季分明,雨量充足,年平均降雨量为1782毫米,全镇境内河流水库较多,有大柘河、柚树河、东石河三条河流,水力资源较丰富,建有小型水库6座。但是随着水库运行时间延长,水库设施和各种设备不断老化,有些水库工程存在较严重的质量问题,水库不能正常运行,“汛期不敢蓄水,汛后无水可蓄”,国家投巨资兴建的水库不得不低水位运行,达不到调蓄水资源的目的,严重影响水库工程效益的发挥。笔者从设计中应注意的几个问题入手,结合施工过程中的经验,谈点自己的看法,为小型水库的除险加固提供了一定的指导意见,供大家参考。
1.加固工程前期准备
1.1收集基本资料
在小型水库的除险加固前,应当对整个工程的资料进行收集和评估,在有理有据的基础上进行工程的实施。基本资料的整理和收集是小型水库除险加固的基本依据,并会直接影响到工程的投资。现实中,小型水库的建设由于受客观因素的限制,一般没有相对系统的设计和施工的资料,因此基本资料欠缺。所以在除险加固前应对小型水库的基本情况进行实地的考察,并根据实际的损坏情况,按照位置、原有施工工艺情况等分类记录,然后对情况进行分析,并最终形成针对性的除险加固的措施,以指导施工。这样才能保证除险加固工程的质量。
12加固工艺选取
对小型水库的除险加固施工的主要难度就是工程的形式多样、机具、材料等情况复杂,而且具体的除险加固的施工工艺也会受到环境、原有基础等条件的限制。因此,很多的方法和工艺都有其特定的适用环境。所以在工艺选取的过程中应当根据前期调研的资料来评估工程病害的程度和范围,并且综合考虑:工程施工后达到的指标、加固的范围、施工进度、工程费用、原材料选取、设备准备等条件。以此作出工艺的选择和实施流程。另外,还应当注重对除险加固方法的优化,如可以利用多种方法进行加固的时候,就应当从这些方法中选择最为优化的方法,达到经济和效果的双赢。
2.除险加固施工
针对问题可以在除险加固中采取针对性的手段进行修复和加固,具体的可以从以下几个方面入手:
2.1坝顶加固的工程
在加固个工程中对坝顶的要求一般是1型为5m,2型可以为3-4m。施工中坝顶的路面施工应充分考虑到排水的需求,下游侧应当设计路边石,并增加排水口和坝体横向的排水沟相通,而且施工中应注意坝顶的路面应向下游方向倾斜。加固中因根据实际的情况进行调整,如坝顶的高程符合实际要求,则只对其宽度进行调整,或者进行降低高度适应宽度。
2.2大坝坡面的加固
大坝的边坡比是加固大坝的核心内容,这主要根据坝型、高度、坝体构成、坝体基础等情况来确定,其依据就是力学特性、承载能力、渗流情况、抗滑坡能力等进行综合性设计和施工。上下游的坝破可以根据需要来确定其戗台的设置,小型水库的下游一般设计一个戗台。
2.3坝基、坝体的防渗加固
针对防渗体的损坏,可以采用必要的工艺进行加固。其中,对坝基的防渗处理一般采用的是坝脚设置接水槽或者混凝土截渗档墙、高压喷筑混凝土墙等方法进行处理。
基岩部分则采用帷幕灌浆等方式进行加固。这些坝基的防渗处理方法应与坝体的防渗措施相配合,并且需要进行方案的优化选择,方可确定。坝体的防渗体应当在加固后满足一定的渗流要求,并且保证其稳定。因此对水库除险加固的施工中,也应遵循防渗的标准来实施。
2.4坝体反滤和排水体的加固
加固工程中对坝体下埋设的渗流溢出位置设置反滤层或者过渡层。在这里反滤的层的厚度可以根据加固工程的材料、方法具体确定。在渗流溢出的范围内,都需要设置排水装置。这种贴坡排水,其排水的顶部应高出浸润线的溢出点,超出高度应保证浸润线保持在冻土层下。另外,坡脚的部位应当增加集渗沟、排水沟等。
2.5溢洪道的除险加固
加固溢洪道应保证通道开敞,不宜设置闸门,堰顶高程在加固后应和正蓄水位齐平。溢洪道修建应在岩石地基上,其护砌长度取决于地形、地质条件、水流条件和防冲要求;溢洪道轴线宜取直线,如需转弯,宜在进水渠或出水渠段内设置弯道;如溢洪道靠近坝肩时,与大坝连接的接头、导墙、泄槽边墙等必须安全可靠。
3除险加固施工控制
3.1工程测量
小型水库除险加固测量包括:库区地形图测量,坝址地形图测量,坝址地形图测量,坝体纵横断面测量,排洪河道纵、横断面测量,灌溉渠道纵、横断面测量。
在排洪河道纵断面测量时,应将纵断面点视为河道深私点,也就是河床最低点。切记不是河床中心点。若测量出现误差,在测量资料应用中会出现河道闭降忽高忽低,造成测量成果的错误。
输水洞,滋洪道下游衔接河道施测是除险加固不可缺少的步骤。其距离长短的测量显得尤其重要,若线路长度越长,对除险加固中消能防冲计算越精确,但也具有一定限度。具体来说:若水库工程修建在河道支流上,那么滋洪道下游河道的测量应测至该河道与下级河道交汇处。对渠道而言,测量方向应沿渠道水流方向,测至下一个控制性建筑物为止。
3.2工程勘察
除了按规范规定的任务进行勘察外,还应该重点注意以下五个方面的勘察:增加坝体和坝基中渗透处的钻孔数量,并为坝体坝基渗流的计算提供数据;增加对主要建筑物输水洞和滋洪道处坝体横断面的勘察,并为输水洞和滋洪道设计提供数据;增加对库区山体中可能出现崩塌或滑坡处的勘察并为崩塌或滑坡设计提供数据;增加土坝两侧坝头和山体连接处的钻孔数,防止坝头渗漏并为设计提供准确数据;明确土坝坝体纵横向裂缝产生的原因,并分析是否需要进行处理,提出处理意见。
3.3设计施工
众所周知,水文部分直接决定工程的投资及安全,小型水库缺乏径流资料。所以对小型水库的水文计算通常采用水科所法、罗氏法推求设计洪水,确定采用值。并用水文比拟法进行比较。其工作程序先将设计水库临近的有实测资料的水库或河道断面做参证站,然后采用水文比拟法确定设计水库的洪峰和洪量。
小型水库工程泄水建筑物类型有两种,表面滋洪道和深式泄水洞,其主要作用是输砂和泄洪。在调洪演算过程中,若以原底板高程为准确定的坝顶高程,低于现状坝顶高程,会造成现状坝高的严重浪费。因此在满足原库区淹没线前提下,除险加固底板高程应适当抬高,同时对底板抬高前后进行经济和技术对比,确保现状坝高充分利用。
实际经验告诉我们,通常一些中小型水库防洪标准是否应降低须根据坝高以及水头高度而定。若15米以下坝高土坝且水头小于10米,应采用平原区标准,此类情况小型水库防洪标准响应降低。
近年来我国防洪标准有所降低,若采用起调水位进行调洪,坝顶高程与原坝顶高程会在计算过程中产生较大误差,因此确定坝顶高程因利用现有水利资源,以现有坝顶高程为准进行调洪,直至计算坝顶高程接近现状坝顶高程为止。
4结束语
小型水库是基层水利工程,是保证地区安全的重要设施。因此对小型水库的除险加固工程是重要的基礎设施维护工程。在工程的实施过程中应当从资料搜集、项目管理、具体实施等环节上细化管理和规范措施,保证加固的效果。
关键词:小型水库;除险加固;
大柘镇地处平远县南部腹地,位于东经115°54′,北纬24°25′,属亚热带气候区,四季分明,雨量充足,年平均降雨量为1782毫米,全镇境内河流水库较多,有大柘河、柚树河、东石河三条河流,水力资源较丰富,建有小型水库6座。但是随着水库运行时间延长,水库设施和各种设备不断老化,有些水库工程存在较严重的质量问题,水库不能正常运行,“汛期不敢蓄水,汛后无水可蓄”,国家投巨资兴建的水库不得不低水位运行,达不到调蓄水资源的目的,严重影响水库工程效益的发挥。笔者从设计中应注意的几个问题入手,结合施工过程中的经验,谈点自己的看法,为小型水库的除险加固提供了一定的指导意见,供大家参考。
1.加固工程前期准备
1.1收集基本资料
在小型水库的除险加固前,应当对整个工程的资料进行收集和评估,在有理有据的基础上进行工程的实施。基本资料的整理和收集是小型水库除险加固的基本依据,并会直接影响到工程的投资。现实中,小型水库的建设由于受客观因素的限制,一般没有相对系统的设计和施工的资料,因此基本资料欠缺。所以在除险加固前应对小型水库的基本情况进行实地的考察,并根据实际的损坏情况,按照位置、原有施工工艺情况等分类记录,然后对情况进行分析,并最终形成针对性的除险加固的措施,以指导施工。这样才能保证除险加固工程的质量。
12加固工艺选取
对小型水库的除险加固施工的主要难度就是工程的形式多样、机具、材料等情况复杂,而且具体的除险加固的施工工艺也会受到环境、原有基础等条件的限制。因此,很多的方法和工艺都有其特定的适用环境。所以在工艺选取的过程中应当根据前期调研的资料来评估工程病害的程度和范围,并且综合考虑:工程施工后达到的指标、加固的范围、施工进度、工程费用、原材料选取、设备准备等条件。以此作出工艺的选择和实施流程。另外,还应当注重对除险加固方法的优化,如可以利用多种方法进行加固的时候,就应当从这些方法中选择最为优化的方法,达到经济和效果的双赢。
2.除险加固施工
针对问题可以在除险加固中采取针对性的手段进行修复和加固,具体的可以从以下几个方面入手:
2.1坝顶加固的工程
在加固个工程中对坝顶的要求一般是1型为5m,2型可以为3-4m。施工中坝顶的路面施工应充分考虑到排水的需求,下游侧应当设计路边石,并增加排水口和坝体横向的排水沟相通,而且施工中应注意坝顶的路面应向下游方向倾斜。加固中因根据实际的情况进行调整,如坝顶的高程符合实际要求,则只对其宽度进行调整,或者进行降低高度适应宽度。
2.2大坝坡面的加固
大坝的边坡比是加固大坝的核心内容,这主要根据坝型、高度、坝体构成、坝体基础等情况来确定,其依据就是力学特性、承载能力、渗流情况、抗滑坡能力等进行综合性设计和施工。上下游的坝破可以根据需要来确定其戗台的设置,小型水库的下游一般设计一个戗台。
2.3坝基、坝体的防渗加固
针对防渗体的损坏,可以采用必要的工艺进行加固。其中,对坝基的防渗处理一般采用的是坝脚设置接水槽或者混凝土截渗档墙、高压喷筑混凝土墙等方法进行处理。
基岩部分则采用帷幕灌浆等方式进行加固。这些坝基的防渗处理方法应与坝体的防渗措施相配合,并且需要进行方案的优化选择,方可确定。坝体的防渗体应当在加固后满足一定的渗流要求,并且保证其稳定。因此对水库除险加固的施工中,也应遵循防渗的标准来实施。
2.4坝体反滤和排水体的加固
加固工程中对坝体下埋设的渗流溢出位置设置反滤层或者过渡层。在这里反滤的层的厚度可以根据加固工程的材料、方法具体确定。在渗流溢出的范围内,都需要设置排水装置。这种贴坡排水,其排水的顶部应高出浸润线的溢出点,超出高度应保证浸润线保持在冻土层下。另外,坡脚的部位应当增加集渗沟、排水沟等。
2.5溢洪道的除险加固
加固溢洪道应保证通道开敞,不宜设置闸门,堰顶高程在加固后应和正蓄水位齐平。溢洪道修建应在岩石地基上,其护砌长度取决于地形、地质条件、水流条件和防冲要求;溢洪道轴线宜取直线,如需转弯,宜在进水渠或出水渠段内设置弯道;如溢洪道靠近坝肩时,与大坝连接的接头、导墙、泄槽边墙等必须安全可靠。
3除险加固施工控制
3.1工程测量
小型水库除险加固测量包括:库区地形图测量,坝址地形图测量,坝址地形图测量,坝体纵横断面测量,排洪河道纵、横断面测量,灌溉渠道纵、横断面测量。
在排洪河道纵断面测量时,应将纵断面点视为河道深私点,也就是河床最低点。切记不是河床中心点。若测量出现误差,在测量资料应用中会出现河道闭降忽高忽低,造成测量成果的错误。
输水洞,滋洪道下游衔接河道施测是除险加固不可缺少的步骤。其距离长短的测量显得尤其重要,若线路长度越长,对除险加固中消能防冲计算越精确,但也具有一定限度。具体来说:若水库工程修建在河道支流上,那么滋洪道下游河道的测量应测至该河道与下级河道交汇处。对渠道而言,测量方向应沿渠道水流方向,测至下一个控制性建筑物为止。
3.2工程勘察
除了按规范规定的任务进行勘察外,还应该重点注意以下五个方面的勘察:增加坝体和坝基中渗透处的钻孔数量,并为坝体坝基渗流的计算提供数据;增加对主要建筑物输水洞和滋洪道处坝体横断面的勘察,并为输水洞和滋洪道设计提供数据;增加对库区山体中可能出现崩塌或滑坡处的勘察并为崩塌或滑坡设计提供数据;增加土坝两侧坝头和山体连接处的钻孔数,防止坝头渗漏并为设计提供准确数据;明确土坝坝体纵横向裂缝产生的原因,并分析是否需要进行处理,提出处理意见。
3.3设计施工
众所周知,水文部分直接决定工程的投资及安全,小型水库缺乏径流资料。所以对小型水库的水文计算通常采用水科所法、罗氏法推求设计洪水,确定采用值。并用水文比拟法进行比较。其工作程序先将设计水库临近的有实测资料的水库或河道断面做参证站,然后采用水文比拟法确定设计水库的洪峰和洪量。
小型水库工程泄水建筑物类型有两种,表面滋洪道和深式泄水洞,其主要作用是输砂和泄洪。在调洪演算过程中,若以原底板高程为准确定的坝顶高程,低于现状坝顶高程,会造成现状坝高的严重浪费。因此在满足原库区淹没线前提下,除险加固底板高程应适当抬高,同时对底板抬高前后进行经济和技术对比,确保现状坝高充分利用。
实际经验告诉我们,通常一些中小型水库防洪标准是否应降低须根据坝高以及水头高度而定。若15米以下坝高土坝且水头小于10米,应采用平原区标准,此类情况小型水库防洪标准响应降低。
近年来我国防洪标准有所降低,若采用起调水位进行调洪,坝顶高程与原坝顶高程会在计算过程中产生较大误差,因此确定坝顶高程因利用现有水利资源,以现有坝顶高程为准进行调洪,直至计算坝顶高程接近现状坝顶高程为止。
4结束语
小型水库是基层水利工程,是保证地区安全的重要设施。因此对小型水库的除险加固工程是重要的基礎设施维护工程。在工程的实施过程中应当从资料搜集、项目管理、具体实施等环节上细化管理和规范措施,保证加固的效果。