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1、浅述水库病险原因及处理方案浅述水库病险原因及处理方案 摘要:中小型水库是我国水利设施中不可缺少的组成部分,但由于历史条件限制,部分水库存在多种复杂的问题,在分析病险原因的基础上,各省市对部分水利设施进行了加固处理,得到了一些有效且经济的措施,总结其经验和教训,对其他水库具有借鉴作用。总之,加强对中小型水库的日常养护维修工作,认真贯彻“ 养重于修,修重于抢“ 精神,确实保证水库的安全运行。关键词:水库病险；原因分析；处理措施 1 水库病险原因分析现在对于中小型水库普遍存在的病险及原因概括起来主要有以下几类:1.1 水库库坝区渗漏坝体或坝基(含坝头、山体)漏水,给予造成水库库坝区渗漏的约占总数的
2、60%70%,放水涵洞、涵管破碎、断裂等水利配套工程老化引起漏水的,约占总数的 30%。.1.1 坝址选择不合理在石灰岩地区, 没有利用库区内坝址附近有隔水岩层的地方建坝,如某水库,坝址距上游有隔水岩层的地方仅 70m,但坝址却选在灰色、白云岩和溶塌角砾岩上,岩溶发育,因而库水向外渗漏。1.1.2 坝基基础处理不当许多坝基特别是土石混合坝,清基不彻底即回填土料,且粘土铺盖防治层厚度太薄。如某水库大坝(土石混合坝),坝面用粘土铺盖防渗,坝脚粘土铺盖防渗层仅有 0.41.0m,其后即乱石堆放的坝体。蓄水后受十几米水头的压力,粘土防渗层被水压穿,库水不断沿堆石间隙流走。1.1.3 坝肩处理不当早期修
3、建的中小型水库大多没有经过周密施工设计, 抢时间,赶进度,忽视质量,甚至把左右两坝肩的覆盖土取来筑坝,因而两坝肩覆土变薄,甚至没有覆盖层,全部岩石裸露。在水的长期侵蚀作用下,岩石沿节理裂隙溶蚀,久而久之就发育成渗水通道而渗漏,或剩下的薄层覆盖土被水压穿而出现漏水。1.1.4 坝前末设防渗铺盖对于土石坝和土坝,坝前防渗铺盖是不可缺少的防渗措施,然而在 20 世纪 50 年代末兴建的许多小型土石坝和土坝均未设坝前防渗铺盖,也无其它防渗措施。1.2 坝体裂缝由于坝体出现裂缝的约型水库总数的 20%30%, 溢洪道不安全及影响坝脚的约占总数的 20%。坝体构筑质量低劣,裂缝丛生,坝体质量低劣且没有溢洪
4、道,如遇大洪水很有可能垮坝或因泄洪不畅发生洪水漫坝,危及运城市区的安全。1.2.1 温度因素影响在北方地区,冬夏温差较大,受热胀冷缩作用,坝面护坡块石经常处于不稳定状态。尤其是冬季,冰面与坝体相接处,由于冰推动作用,使处于不稳定的护坡块石运动加剧,形成隆起、堆积,冰面融化后,隆起堆积起来的护坡块石又自由滑落下来,难以恢复原状,长此以住,护坡遭到破坏。1.2.2 施工质量问题坝体断面不安全,填筑质量差,坝肩与岸坡接茬不良,在施工中清基不彻底。土坝块石护坡在施工过程中,常常由于块石砌筑不紧密垫层不实,经长期自然沉落和冰胀、水冲等综合作用,使护坡体局部坍陷、下滑,个别块石从护坡体中挤出在外,造成整个
5、坝坡凸凹不平,产生裂缝。1.3 库岸失稳1.3.1 浪蚀作用中小型水库多位于山间峡谷,风速小,水库弯道多,吹程较小,故风浪作用一般较小。一般出现塌岸的中型水库多属于平原水库,一般频繁出现的风浪坡高为 4060cm,有时可达100cm 以上,浪蚀作用大。而中小型水库风浪波高多在 1020cm,受浪蚀作用较小。1.3.2 浸泡与重力作用水库蓄水后,库岸长期在水的浸泡作用下,岩土产生了物理化学、孔隙静水压力和动水压力等效应,并引发的中小型滑坡、崩塌和泥石流等, 对水库的安全运用和水土保持以及库岸边人民生命财产的安全都构成了较大的威胁。1.4 水库淤积中小型水库中部分水库淤积严重。由于淤积严重,使一些
6、水库己无效益,防洪和兴利矛盾十分突出。分析其主要原因:一是水库上游水土流失严重;二是水库本身缺少排沙底洞,累计淤积所致。据统计,70%85%的水库防洪标准偏低,主要原因是洪水分析成果不准,防洪标准偏低,泄洪能力不足。1.5 水库配套工程设施不完善主要表现在闸门、启闭设备运行困难,泄洪不畅、关闭不严,有的溢洪道、放水涵洞发生裂缝甚至塌陷毁坏。另外,护坡块石被翻撬、搬动、堆积时有发生,管理单位又不能及时整修,致使破坏越来越重。2 病险水库的加固处理措施2.1 防渗措施2.1.1 柔性防渗对大面积渗漏而无集中渗漏通道的库坝区, 且坡度在 24以下的大坝和坝肩,或有集中渗水通道又有面上渗流的库坝区,只
7、要对集中漏水通道先作处理(如开挖回填混凝土塞或是自流灌水泥浆、水泥砂浆等封堵),均适宜用柔毡铺盖防渗,但使用柔毡铺盖防渗的关键是:接头一定要搭接好,周边固结措施要得当,且最好是用混凝土截水墙截到隔水岩层或不透水部位上,共同组成防渗体。2.1.2 刚性防渗即混凝土防渗,适宜覆土较薄、坡度在 2545之间的岩石基面的岸坡渗漏区,其关键是根据所受水头选好混凝土标号、铺盖的厚度和确定水灰比。施工时,应打掉岩基面的尖角,清除面上的泥垢、油污等杂质和强风化的破碎岩石,用水洗净后(最好使用高压水冲洗)垫上 23cm 厚的水泥砂浆,然后浇筑混凝土。混凝土浇筑要振捣密实,养护 2ld。对大面积的混凝土防渗铺盖要
8、作分块处理, 每块尺寸以 4m5m 为宜,块间分缝处作好止水处理。2.1.3 水泥砂浆砌石勾缝防渗该方法适宜库岸坡度较陡(坡度在 45以上)、基面为岩面且覆土不厚的库岸坡和水头较低的坝体迎水坡面防渗。防渗砌体厚度根据水头选定。砌筑要求平整、稳定、密实,座浆及竖缝砂浆填塞要饱满密实,竖缝填塞砂浆后应插捣至表面泛浆为止,勾缝前必须将缝槽冲洗干净,不得残留灰渣和积水,勾缝完成后养护 21d。2.1.4 防渗帐幕灌浆这种措施适用于坝基和坝肩的深部漏水防渗。其技术主要是确定孔深、孔距、布孔方式、布孔排数和选好浆液的配合比,确定灌浆压力。2.1.5 混凝土截水墙对未设坝前防渗铺盖的坝体及左右岸坡, 由于清
9、除现有淤泥工程量大,投资大,而有的因库水不能放干而无法清除,故只有设置混凝土截水墙或其它防渗帐幕。混凝土截水墙应截到不透水岩层上,或截到不透水部位,与其它防渗体连为整体。2.1.6 粘土铺盖止漏该方法适用于粘土料场丰富的水库。对于已建成土坝的坝基渗漏,特别是当不透水层比较深的情况下,一般做垂直防渗墙(或截水槽)比较困难,则采用粘土铺盖。粘土铺盖长度一般不小于 35 倍坝前水深,铺盖厚度一般在上游段不小于 0.5m,与坝体相接处不小于12m。2.2 坝体裂缝的处理措施针对建筑物出现裂缝问题,对采取劈裂灌浆进行加固。2.2.1 翻松夯压,灌土封口对于细小的龟裂缝、纵向裂缝,将裂缝处土料翻松,重新夯
10、压密实,以防止雨水侵入。对于缝宽不大于 12cm,深度不超过 1m 的裂缝,用干而细的砂壤土从缝口灌入,用板条或竹板等填塞捣实,然后在缝口用粘性土封堵压实。22.2 开挖回填对于缝宽大于 2cm,深度超过 1m 的裂缝,则采用开挖回填的方法即将发生裂缝部位的土料全部挖出,再置新回填夯实。纵向裂缝的开挖回填,开挖槽的长度和深度都应超过裂缝的长度和深度 0.30.5m,如裂缝较宽较深, 为便于施工和保证安全, 槽底宽度一般采取0.51.0m,槽壁可挖成阶梯形断面。回填时再逐级削去台阶,使其保持梯形断面,用与原坝体同类土料分层夯实,每层厚度以 0.10.2m 为宜。对于贯穿上下游的横向裂缝, 为了防
11、止在沟槽侧面新老土结合处形成集中渗流,还应开挖结合槽,与裂缝相交成十字。结合槽间距 56m,槽宽 12m。2.3 提高防洪标准严格按照现行防洪标准进行设计, 必要时根据具体情况采取加高大坝或在坝顶增设防浪墙,以满足防洪要求。根据水库的坝型、坝类、滋洪道所处地形位置以及土石料的开采难易情况,采取的措施有:(1)加高坝体。该方法既能增加有效库容,又可提高防洪标准。对于加坝方量不太大,库区有丰富的土石科可取,运输方便的水库均按设计断面加高坝体,提高防洪标准。(2)扩大泄洪能力。对于缺乏土石料的库区,或坝体断面不易加高的水库,则采取拓宽滋洪道或增设非常温洪道及复式溢洪道,以增大泄洪能力,提高防洪标准。
12、2.4 防止库岸失稳的措施为确保大坝的运行安全,在加固中应对大坝增设必要观测设施。建立以水库为中心的通讯网确保汛期水库管理所与主管部门的通讯畅通。对于淤积特别严重的水库,除对水库采用消淤措施外、特别注意对库区上游流域面积内进行植树种草、防风固沙的水土保持治理,从源头上减少库淤积来源。2.5 工程管理措施充分调查、全面收集水库的技术资料,为水库的安全管理积累资料,同时为水库加固提供可靠依据。根据水库的病害状况,坝型、地形及土石料的分布情况,采取针对性的技术措施,按照“先险后病、先急后援、先大后小”的原则,因地制宜地制定出水库的加固措施及年度实施计划。确定技术可靠、施工可行、经济合理、效益突出的除险加固方案,编制设计计划,报请上级主管部门批准。严格把住质量关,采用经济与行政手段,强化施工管理,根据施工进度,分期拨款,坚持严格的验收制度,确保完
