淺析小型危險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程措施

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

唐山是個(gè)多水庫的城市，共有大、中、小型水庫155座，其中大中型水庫有6座，小型149座，幾乎全部分布在山區(qū)。近十幾年來，由于上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視和國家對(duì)水利投資的加大，唐山的所有大、中型水庫分別得到了不同程度的加固治理，防洪標(biāo)準(zhǔn)有所不同程度提高。然而，其它的小型水庫多數(shù)是二十世紀(jì)六七十年代群眾運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，屬于典型的“三邊工程”，又經(jīng)過幾十年的長期運(yùn)行，大多數(shù)小型水庫都存在大壩壩體、壩基、壩肩漏水；水庫放水洞和溢洪道年久失修，不能正常運(yùn)用，有水不敢蓄的問題，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及早采取除險(xiǎn)加固措施，就會(huì)極大地限制唐山市現(xiàn)代化的發(fā)展步伐，尤其對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的制約更為明顯。
    2、小型水庫的調(diào)洪驗(yàn)算
    小型水庫的調(diào)洪驗(yàn)算在小型水庫的設(shè)計(jì)中尤其重要，水庫調(diào)洪均可以采用求解水量平衡方程近似積分式和泄流能力曲線兩聯(lián)力方程式。但由于各地水文地質(zhì)情況不同，各地多以本地區(qū)的水文實(shí)測(cè)資料為主要依據(jù)，參考調(diào)洪資料，結(jié)合自然地理特性，制定出符合各地實(shí)際情況的暴雨和洪水曲線和經(jīng)驗(yàn)公式。下面以唐山地區(qū)某小型水庫為例：
    首先計(jì)算該水庫300年一遇24h 的暴雨，采用公式Htp=Kp·Ht
    式中  Htp－－不同歷時(shí)任一頻率的暴雨量；
    Kp －－ 模比系數(shù)； 由《唐山市水文手冊(cè)》查得
    Ht －－ 多年平均最大t時(shí)段暴雨量； 由《唐山市水文手冊(cè)》查得計(jì)算洪水總量，采用經(jīng)驗(yàn)公式W=0.1R·F
    式中  W －－洪水總量；  萬m3
    R －－ 洪水徑流深；  mm   由《唐山市水文手冊(cè)》查得
    F －－ 流域面積；  Km2   F=27 Km2
    由該水庫的蓄水量～水位曲線圖查得最大洪水總量對(duì)應(yīng)的庫水位，從而確定泄水建筑物底高程。
    然后計(jì)算洪峰流量、洪水歷時(shí)并繪制洪水過程線，分別采用公式：
    Qmp=(Cp·F)/(F+2)0.4   (1     式中  Qmp－－某一頻率的洪峰流量;   m3/s   
    Cp －－ 某一頻率的洪峰模系數(shù);   
    T  －－ 洪水總歷時(shí);   h
    Tg －－ 漲水歷時(shí);   h
    J  －－ 河道比降;   ‰
    由以上數(shù)據(jù)可以清楚知道最大洪峰流量、洪水歷時(shí)并繪制洪水過程線。
    最后用Д.И.高切林公式qm=Qm(1-V/W)計(jì)算水庫最大出流量
    式中  qm－－  經(jīng)調(diào)節(jié)后水庫最大出庫流量；  m3/s
    V －－  水庫溢洪道底以上至設(shè)計(jì)最高水位間滯洪庫容；  萬m3
    這樣就可以通過放水洞和溢洪道來調(diào)控水庫，確保水庫安全度汛。
    3、小型水庫的除險(xiǎn)加固措施
    除險(xiǎn)加固措施有多種，可以具體問題具體分析，根據(jù)每個(gè)小型水庫的實(shí)際情況，分別采取切合實(shí)際的除險(xiǎn)加固措施?，F(xiàn)在針對(duì)小型水庫存在的主要問題，介紹一些工程中經(jīng)常采用的典型的措施方法。
    3．1大壩迎水面噴錨措施
    小龍?zhí)端畮煳挥诙负訛纯h境內(nèi)，1970年動(dòng)工興建，1972年竣工，水庫建成試蓄水時(shí)就漏水。從1976年到1994年，曾先后組織8次堵漏灌漿，起到一定的作用，基本解決了兩壩頭繞滲問題，但沒有徹底根除壩體漏水。1995年月10月2日，當(dāng)水庫蓄水量達(dá)到490萬立方米，水位115.5米時(shí)，壩體突然出現(xiàn)3處明顯漏水點(diǎn)，位置在沿壩線第二、三道伸縮縫處，第二排觀測(cè)孔與91.5米高程線相交處，漏水量從15立方米/小時(shí)增加到77.6立方米/小時(shí)。針對(duì)上述漏水情況，96、98兩年進(jìn)行了帷幕灌漿，灌漿效果仍不很明顯，壩體滲漏問題仍未解決，經(jīng)過分析比較決定對(duì)大壩迎水面實(shí)施噴錨措施，具體施工工藝如下： 
    清基清坡面：先將迎水坡壩基處的淤積泥土清除，將壩根的巖面清理干凈，在巖面做鑿毛處理，然后將原壩坡護(hù)墻上的砂漿面清除，露出漿砌石面并做清面處理。
    埋錨掛網(wǎng)：在迎水坡護(hù)墻面，壩基巖面、兩壩頭巖面按梅花形排列埋設(shè)系統(tǒng)錨桿。鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格20cm×20cm。選用直徑Φ10mm的鋼筋為宜。用焊接方式與錨桿連接。
    噴混凝土：噴混凝土采用濕噴，將拌合好的丙乳豆石混凝土和水拌勻以后送到噴嘴處，再添加液體速凝劑，用壓縮空氣補(bǔ)給能量進(jìn)行噴射。兩壩頭、壩基連接的噴面長度以壩體基巖連接處以5米為宜。
    3．2大壩壩體帷幕灌漿措施
    蘇朗峪水庫位于遷西縣境內(nèi)灑河上，系?。ǘ┬退畮?，于1975年開始興建，1977年完成。壩型為漿砌石拱壩。水庫屬70年代群眾運(yùn)動(dòng)產(chǎn)物，施工時(shí)大壩砼防滲心墻采用人工振搗，造成砼心墻振搗不實(shí)，導(dǎo)致水庫建成蓄水后壩體滲漏。漏水部位在死水位至正常水位之間，當(dāng)水位超過死水位3米時(shí)，壩后呈潮濕狀；水位超過死水位5米時(shí)，壩后出現(xiàn)細(xì)小明流；汛期水位達(dá)到正常水位時(shí)，壩后部分段呈射流狀；冬季壩后結(jié)冰受凍融破壞，背坡壩面漿砌石勾縫部分脫落。
    針對(duì)壩體漏水問題，經(jīng)過方案比選最后決定采取壩頂心墻垂直鉆孔灌漿。方法如下：單排布孔，孔距2米。鉆灌分三個(gè)施工次序，先鉆灌第一孔序（孔距6米），再鉆灌第二孔序（孔距4米），最后鉆灌第三孔序（孔距2米）。采用150型鉆機(jī)鉆孔，孔徑75mm，孔深達(dá)到漏水高程死水位以下1.5米，灌漿水泥標(biāo)號(hào)采525#水泥。
    3．3土工膜和粘土水平防滲措施
    同胞峪水庫位于遷西縣境內(nèi)，屬橫河系，系小（二）型水庫，壩型為粘土斜墻壩。該水庫是七十年代群眾運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，水庫興建時(shí)大壩基礎(chǔ)未清到不透水基巖上，導(dǎo)致水庫建成蓄水后壩基漏水嚴(yán)重，潛伏著安全隱患。開始準(zhǔn)備在壩腳前做粘土截滲墻方案，但在開槽時(shí)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象，正常情況不能開槽，經(jīng)建設(shè)單位建議決定改為水平防滲措施，具體措施如下：
    對(duì)100米長的壩基在壩前做土工膜鋪蓋水平防滲。具體做法如下：首先將庫水排干，在大壩迎水坡腳上游40米范圍內(nèi)找平庫底，并在距大壩坡腳40米處挖一道深1.0米、寬0.5米的溝用來固定土工膜，然后鋪設(shè)20厘米厚細(xì)砂墊層，墊層上鋪設(shè)土工膜（兩布一膜），其規(guī)格為300g/m2，最后在土工膜上鋪設(shè)20厘米厚細(xì)砂做為保護(hù)層。
    對(duì)于水庫左壩頭迎水面400 m2范圍內(nèi)做粘土水平防滲工程，具體做法：先用推土機(jī)找平，然后在找平層上鋪設(shè)1米厚的優(yōu)質(zhì)粘土，粘土層應(yīng)分層碾壓，達(dá)到規(guī)范要求的密實(shí)度，粘土層應(yīng)與壩體內(nèi)的粘土斜墻結(jié)合密實(shí)，最后在粘土層上鋪設(shè)1米厚土料作為保護(hù)層，防止水庫無水或少水時(shí)牲畜的破壞。
    3．4粘土截滲墻垂直防滲措施
    后韓莊水庫位于遷西縣境內(nèi)，屬灤河流域長河系，系?。ǘ┬退畮欤瑝涡蜑檎惩列眽?。水庫興建時(shí)，大壩基礎(chǔ)未清到完整基巖上，水庫建成蓄水后壩基就嚴(yán)重漏水，1978年曾在壩后做了排水反濾導(dǎo)滲工程，雖然緩解了險(xiǎn)情，但滲漏問題仍未完全解決，依然潛伏著安全隱患。鑒于該水庫粘土斜墻壩型和投資問題，根據(jù)漏水部位及漏水原因，決定采用壩前粘土防滲墻措施。
    具體做法如下：在迎水坡腳處開挖截滲槽，深挖至不透水基巖以下0.5米，探測(cè)平均深約為4.0米，截滲墻厚選用壩前水深10米的0.2倍，即2米。而后采用人工回填粘土并分層夯實(shí)，截滲墻與原粘土斜墻結(jié)合為一體，結(jié)合厚度為1.5米。
    3．5水庫放水洞及其啟閉設(shè)施損失采取的措施
    大河局水庫位于遵化市境內(nèi)沙河上。放水洞全長126.5米，洞徑Φ1.5米，后100米為直徑Φ0.8米的鋼管，鋼管進(jìn)口處用砼澆注，放水洞最大泄量5.45立方米/秒。自水庫建成至今，放水洞壓力管道及閘門運(yùn)行20多年，由于維修資金短缺造成年久失修，鋼管銹蝕嚴(yán)重，再加上養(yǎng)護(hù)管理不善等原因，放水洞鋼管已出現(xiàn)多處漏水，閘門絲桿發(fā)生嚴(yán)重變形，致使閘門啟閉困難。
    經(jīng)治理后放水洞100米長壓力鋼管段，更換成DN800毫米、壁厚10毫米的新鋼管。首先將鋼管進(jìn)口段與放水洞銜接處的砼鑿除，再將鋼管上邊的土料清除并開挖成1.5米寬2.5米深的溝槽，換成新管，然后再將新鋼管與放水洞銜接處用砼重新澆注，鋼管上面仍用土料進(jìn)行填筑并夯實(shí)。同時(shí)將放水洞閘閥更換成Z945T-800的電動(dòng)鋼閘閥。
    3．6溢洪道損壞問題采取的措施
    八里鋪水庫位于遷西縣境內(nèi)的橫河水系上，系?。ǘ┬退畮?，溢洪道為岸邊開敞式，堰頂高程23.8米，設(shè)計(jì)堰頂寬度9.1米，設(shè)計(jì)最大泄流量30秒立方米，經(jīng)核實(shí)現(xiàn)有溢洪道未達(dá)到上述設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為保障安全度汛，對(duì)其80米狹長溢洪道做開挖擴(kuò)展處理。加寬溢洪道3.25米，達(dá)到設(shè)計(jì)寬度8.25米，平均開挖深度8米，溢洪道最大過水深度1.7米，達(dá)到?。ǘ┬屯翂卧O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，200年一遇，泄洪能力28.2秒立方米。
    4、結(jié)束語
    唐山市小型危險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程實(shí)施后，能夠確保水庫安全度汛，正常蓄水，發(fā)揮其應(yīng)有的防洪社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，大大保證了水庫下游廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)于發(fā)展農(nóng)村水利和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有積極的意義。