摘要:在我国分布着许多水库,其中以中小型水库占大多数。由于中小型水库多数建于上世纪50年代至70年代,且多数为土石坝,经过长时间的运作,现存在很多病险情况,而且维护管理不到位,存在较为严重的安全隐患,小型水库的除险加固是一项十分重要的工作。在小型水库除险加固施工中,由于水库安全问题的不同、材质差异等因素,适用的除险加固技术并不完全相同。文章就对小型水库除险加固技术展开分析,以提高小型水库除险加固的水平,以供参考。
关键词:土石坝;小型水库;除险加固;施工技术;研究 随着我国社会经济的迅猛发展,水利工程等基础设施建设得到广泛重视,水利工程改造、建设规模日益扩大。在这些小型水库的建设以及后期运行中,除险加固施工成为保证小型水库运行质量的重要内容。在除险加固工程中,不仅要保证施工工艺的规范性,最重要的还是要保障工程的施工进度。对解决小型水库安全隐患多、设备老化严重、功能无法有效发挥等问题有着重要作用,有助于农村的灌溉、防洪和排涝等,对于社会经济发展起着至关重要的作用。 1小型水库常见病害分析 1.1坝体渗漏病害表现及原因 坝体渗漏就是指坝体表面发生的水体渗漏问题,其原因主要是坝体本身质量较差而导致的。我国小型水库在建设初期,受当时社会环境、经济条件和技术条件等因素限制,对地质勘察、水文信息等资料收集并不到位,设计本身就存在一定不足,加上施工人员水平、建设材料等其他因素影响,小型水库本身建设质量得不到保障,在长期运行过程中,在水流的侵蚀作用下,就会导致坝体渗漏病害发生。 1.2坝体结构病害表现及原因 坝体结构病害就是指坝体结构出现了不安全情况,包括裂缝、滑坡等问题,坝体的强度、稳定性等受到较大影响。此类病害发生的主要有两个方面:一是结构设计本身存在不足,二是缺乏有效的维护管理。 首先,在结构设计方面,与上述相同的原因,初始设计水平较低,给结构病害的发生埋下了隐患。其次,在维护管理方面,由于小型水库大多分布于农村当中,农民素质水平相对较低,缺乏相应的维护管理意识和能力,加上小型水库数量众多,水利管理部门无法对所有小型水库设置专门的管理机构,投入的管理经费较少,导致许多小型水库基本无人管理,长期运行下来,自然会出现结构病害。 2小型水库除险加固施工技术概述 就我国小型水库情况来看,主要坝体类型是土石坝,针对土石坝出现的渗漏、滑坡、裂缝等病害,以下分别就此三种病害,分析除险加固的施工技术。 2.1土石坝防渗处理施工技术 土石坝防渗施工技术主要包括两种:一是修筑混凝土防渗墙,来对土石坝起到加固作用的同时,有效提高坝体的抗剪和抗渗能力。在修筑混凝土防渗墙时,由于坝基防渗墙会受到坝体自重、水冲击力双重作用,容易发生变形;对此,施工人员要做好受力分析,做好施工质量控制,以保证防渗墙施工的可靠、安全,使混凝土防渗墙的功能充分发挥。二是高喷射灌浆防渗墙技术,经过近些年技术的快速发展,高喷射灌浆防渗墙技术已经较为成熟,在小型水库除险加固中有着广泛应用,其优点主要有施工周期短,约为一般防渗墙的1/20;防渗效果好,直接改变坝体容易渗漏部位的结构。在高喷射灌浆防渗墙施工技术中,要结合小型水库坝体的实际情况,做好设计工作,选择合适的深度和宽度,并提高施工技术水平,充分保障防渗墙的除险加固功能。 2.2土石坝滑坡处理施工技术 在土石坝滑坡处理施工技术中,采用的方法有:(1)增加坝体的下部承重能力,提高坝体防冲击能力,避免在水冲击作用下导致滑坡;(2)在坝基位置修筑防滑齿墙,齿墙应高于地基表面,在回填后,起到良好压重平衡作用,预防软土地基导致的滑坡问题。(3)针对坝身完好、堤坝上游滑坡且有局部塌陷的情况,可以在水位降低后,采取排水、除土方法,将松动的土体处理掉,,提高坝体的透水性,以解决滑坡问题。 2.3土石坝裂缝处理施工技术 裂缝对土石坝的危害最为严重,裂缝处理施工技术采用的通常是开挖回填法,具体施工流程为:首先,在开始施工前,先对土石坝裂缝情况进行调查和分析,以确认开挖范围,对于较小的裂缝,初步开挖深度应在100cm之内;在开挖施工过程中,裂缝停止发展,即可开挖到此处为止。其次,回填施工,通常采取细砂土壤,并通过木棍加以夯实。此外,在裂缝处理直径也是一个十分重要的因素,如果裂缝深度<500cm,无继续发展,可以坑槽开挖可采取台阶式,在回填时,将台阶逐层削去,维持梯形断面不变,尽量使坝体和回填土与先前相同。 3小型水库除险加固技术应用要点 以某小型水库为例,该水库病险主要是坝基渗漏,除险加固采用的是帷幕灌浆技术,具体要点有: 第一,重视施工前期的准备工作,主要是浆液的准备和技术交底,根据坝体的特点,选择合适的浆液材料,常用的是水泥浆液,水泥类型为硅酸盐水泥,对浆液水灰比分别以0.5、0.8、1、2、3、4、5进行试验,从中选择最佳的配置,提高浆液的可用性。同时,还要做好钻孔与先导孔布置,帷幕灌浆的孔位偏差不能超过10cm,孔径通常要在46mm以上,孔深符合设计标准;先导孔需要设置在主帷幕孔或先灌排中,可在任一序孔中选择,间距要超过15m,并按照上往下顺序,分段进行压水试验。 第二,在钻进完成后,需要使用压力水来冲洗灌浆孔裂隙,冲洗水压力取灌浆压力的80%,直到回水不再浑浊为止,孔底沉渣厚度不能超过20cm,冲洗总时长需在0.5h以上。 第三,在灌浆施工中,将准备好的浆液在高喷射作用下灌注到开挖的坑槽当中,高喷射作用力下的浆液会与坝体土层良好结合,形成新的结构,起到相应的加固效果。整个帷幕灌浆过程要遵循分次序加密的原则,就3排孔帷幕来说,应先灌注下层排孔,再灌注上游排孔,最后灌注中间排孔,每排孔有2序;对于2排孔帷幕来说,也需按照先下游后上游排孔顺序灌注,每排孔有2序或3序;单排孔帷幕需分3序进行灌浆。 第四,在灌浆结束后,要做好封浆工作,预防出现漏灌、漫灌等问题;同时,还需要做好排水工作,设置合适的排水管道,以防排水不畅影响灌浆施工效果。 4结束语 综上所述,小型水库分布广泛、数量众多,是我国水利体系的重要组成部分,在国民经济发展中有着重要作用。我国小型水库除险加固经过近些年来的发展,已经相对较为成熟,出现了许多除险加固施工技术,其解决的问题和使用的方法各不相同。水庫的除险加固工作十分复杂,常常会因为一些不可忽视的问题产生,对水库的除险加固造成较大的影响,应当对除险加固施工技术有着深刻理解,掌握施工技术的要点,提高除险加固施工水平,充分保障小型水库的安全。 参考文献 [1]陈华.小型水库除险加固工程的施工技术研究[J].黑龙江水利科技,2014,4:130-132. [2]吕平.小型水库除险加固工程施工技术分析[J].黑龙江水利科技,2014,12:167-168. [3]周率.小型水库除险加固施工技术研究[J].黑龙江水利科技, 2013,4:103-105. [4]严有风.水库除险加固工程施工设计探析[J].中国水运(下半月),2014(11).