小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)分析
時(shí)間:2022-09-29 09:27:08
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摘要:對(duì)于中國(guó)這個(gè)有著960m2的國(guó)家來(lái)說(shuō),雖然國(guó)家擁有的水資源比較豐富,但也有分布不均勻的情況,所以對(duì)水資源的需求就比較大,基于這種情況我國(guó)很重視水庫(kù)的建設(shè)。從新中國(guó)成立至今天,建成的水庫(kù)的數(shù)量已經(jīng)越來(lái)越多。雖然各地的水庫(kù)建筑形式不大一樣,但具體的功能都是一致的,主要是為人們提供生活用水,有時(shí)也兼顧提供工業(yè)用水,當(dāng)然除了提供水源外,它在防御洪水災(zāi)害也有一定的作用。雖然水庫(kù)在一定程度上保障了人們的安全,但如果水庫(kù)的建筑方面存在問(wèn)題則會(huì)帶來(lái)大的危害,所以一定要加強(qiáng)對(duì)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì),只有這樣才能最大限度的發(fā)揮水庫(kù)的作用。
關(guān)鍵詞:小型水庫(kù);除險(xiǎn)加固;設(shè)計(jì)小型水庫(kù)
作為我國(guó)水庫(kù)中一種最常見(jiàn)的類型,其安全問(wèn)題越來(lái)越受到政府和人們的重視,近年來(lái)國(guó)家和地方政府也越來(lái)越重視小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。就對(duì)小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)做了研究,從小型水庫(kù)的現(xiàn)狀、小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題和小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)三個(gè)方面分析了這個(gè)問(wèn)題,并以某小型水庫(kù)為例具體闡述了這個(gè)問(wèn)題。
1我國(guó)小型水庫(kù)工程現(xiàn)狀
1.1小型水庫(kù)的界定。水庫(kù)是一種水利工程建筑物,主要作用就是攔洪蓄水和調(diào)節(jié)水流,在灌溉、發(fā)電、防洪和養(yǎng)魚(yú)等方面都有應(yīng)用。水庫(kù)就是一種人工湖泊,主要是通過(guò)在山溝或河流的狹口處建造攔河壩形成的。水庫(kù)規(guī)模通常按庫(kù)容大小劃分,分為小型、中型、大型等。小型水庫(kù)是指庫(kù)容在10萬(wàn)m3和1000萬(wàn)m3之間的水庫(kù)。其中,庫(kù)容在100~1000萬(wàn)m3的為小Ⅰ型水庫(kù),庫(kù)容在10~100萬(wàn)m3的為?、蛐退畮?kù)。1.2小型水庫(kù)工程的現(xiàn)狀。中國(guó)作為一個(gè)地域遼闊的大國(guó),擁有的小型水庫(kù)的數(shù)量非常的多,主要是為人們提供生活用水和農(nóng)業(yè)用水,有時(shí)也兼顧提供工業(yè)用水,同時(shí)在防御洪水災(zāi)害也有一定的作用,可以說(shuō)小型水庫(kù)在日常生活中發(fā)揮著非常重要的作用。但由于很多小型水庫(kù)存在的時(shí)間比較長(zhǎng),修建時(shí)采用的技術(shù)也不是很先進(jìn),并且隨著使用過(guò)程有了損耗,導(dǎo)致現(xiàn)存的很大一部分小型水庫(kù)在一定程度上都存在一定的安全問(wèn)題?;诖朔N情況及其可能帶來(lái)的危害,人們來(lái)越重視小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。圖1為小型水庫(kù)的整體圖。
2小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題
我國(guó)的小型水庫(kù)由于修建的時(shí)間比較早,修建不大合乎規(guī)范,存在著許多問(wèn)題,比如說(shuō)水庫(kù)的壩體坡度設(shè)計(jì)過(guò)大、透水性較強(qiáng)、碾壓不實(shí),壩頂?shù)母叨燃皩挾扰c要求不一致,壩腳排水結(jié)構(gòu)有明顯漏洞,閘門(mén)銹蝕變形等問(wèn)題。這些問(wèn)題的出現(xiàn)為水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)?;诖朔N情況在對(duì)小型水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)以下問(wèn)題引起注意。2.1溢洪道泄流能力的計(jì)算。在對(duì)溢洪道的泄流能力進(jìn)行計(jì)算時(shí),通常情況下會(huì)采用寬頂堰的泄流計(jì)算公式來(lái)計(jì)算溢洪道的泄流能力。但在實(shí)際情況中,小型水庫(kù)由于處于不同的地理位置,溢洪道的實(shí)際長(zhǎng)度與理論公式的計(jì)算結(jié)果中存在著一定程度的差別。基于此種情況,在計(jì)算小型水庫(kù)溢洪道的過(guò)流能力時(shí),應(yīng)該針對(duì)不同的情況選擇合適的方法,并根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)的調(diào)整,也就是說(shuō)不同類型針的溢洪道應(yīng)該選擇對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算,以免得到錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果從而影響水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì),給其帶來(lái)不利之處,使壩體的安全質(zhì)量不能得到保證帶來(lái)危險(xiǎn)。2.2除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)缺乏方案比較。在利用除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)對(duì)水庫(kù)的防洪能力進(jìn)行改造時(shí),往往只會(huì)提出一個(gè)方案,沒(méi)有從多方面出發(fā)提出多樣性的解決方案,這樣單一的的方案帶有一定的不確定性,同時(shí)也為水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)帶來(lái)一些潛在的危險(xiǎn)。2.3防滲土工膜設(shè)計(jì)不完善。在進(jìn)行小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí),需要先對(duì)小型水庫(kù)的土工膜的鋪設(shè)作出研究,再對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃,但在進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí),大部分情況下都是比較重視水庫(kù)壩體的防滲能力,經(jīng)常會(huì)忽視兩岸山體與壩體結(jié)合處的問(wèn)題,比如經(jīng)常對(duì)兩者之間的防滲問(wèn)題不太在意。為了解決這個(gè)問(wèn)題,應(yīng)該從水庫(kù)的防滲土工膜出發(fā)加大對(duì)其的鋪設(shè)范圍,將這個(gè)范圍一直擴(kuò)大到兩岸山體與壩體結(jié)合處這兩者結(jié)合處的上游,同時(shí)也要使錨進(jìn)入到山體的內(nèi)部。同時(shí)還要注意善錨固點(diǎn)的設(shè)計(jì),并且要不斷完善這種設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上就要根據(jù)實(shí)際選擇最優(yōu)的錨固方案,避免錨固點(diǎn)變?yōu)闈B入點(diǎn),從而導(dǎo)致壩體防滲的效果變低。
3小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)
3.1水庫(kù)的除險(xiǎn)加固測(cè)量。水庫(kù)的除險(xiǎn)加固測(cè)量是由庫(kù)區(qū)地形測(cè)量、壩址地形測(cè)量、壩體橫斷面測(cè)量、排洪河道橫縱斷面測(cè)量等幾部分組成的,如果這個(gè)水庫(kù)還兼顧農(nóng)業(yè)灌溉的功能,這個(gè)時(shí)候就還需要測(cè)量渠道的橫縱斷面。在測(cè)量水庫(kù)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)時(shí),還要注意一些問(wèn)題。首先,在對(duì)水庫(kù)的壩體進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候,要選擇壩體軸線作為基準(zhǔn),這時(shí)還要選擇合適的間距布設(shè)控制點(diǎn),通常會(huì)選擇50m作為間距布設(shè)控制點(diǎn),通常還會(huì)將控制點(diǎn)設(shè)為橫斷面,然后對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量,這樣做是為了使測(cè)量的準(zhǔn)確度與精確度得到提高,從而可以保證壩體的橫斷面能不偏離軸線。其次,在對(duì)縱斷面的控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),如果涉及的位置有滲漏的情況出現(xiàn),或者是一些設(shè)備設(shè)施存在問(wèn)題,比如說(shuō)輸水洞、溢洪道有問(wèn)題,這時(shí)為了解決這個(gè)問(wèn)題,就應(yīng)該適當(dāng)?shù)貙?duì)斷面的數(shù)量進(jìn)行改變,通常都是增加其數(shù)量,這樣也為工程的設(shè)計(jì)提供了更多的依據(jù)。最后,在進(jìn)行測(cè)量工作時(shí),尤其是在測(cè)量排洪河道的縱斷面時(shí),這時(shí)就要對(duì)斷面所處的位置進(jìn)行設(shè)置,要求是設(shè)置在在河床的最低點(diǎn)上,這樣可以保證河道比降的穩(wěn)定性。3.2水庫(kù)的工程勘察。在對(duì)水庫(kù)進(jìn)行工程勘察時(shí),應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)某幾個(gè)地方的勘察,這幾個(gè)地方就包括壩體與兩岸山體的結(jié)合處、壩體與壩基的滲漏處、壩體裂縫成因、可能出現(xiàn)山體滑坡的地點(diǎn)和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的斷面,這樣在對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí),就可以有足夠的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行支撐了。3.3水庫(kù)除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)。在對(duì)小型水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí),必須要使設(shè)計(jì)涉及的各項(xiàng)內(nèi)容都要符合國(guó)家對(duì)此的一些標(biāo)準(zhǔn),我們知道國(guó)家對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程非常重視也做出了非常多的規(guī)定,對(duì)于這些規(guī)定在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格遵守,對(duì)水庫(kù)的實(shí)際情況必須十分了解,還要考慮到水庫(kù)所在地的氣候類型和環(huán)境情況,基于此種情況,就要采取合理的計(jì)算方法與設(shè)計(jì)策略,同時(shí)還要比較不同的方案,尤其是要從經(jīng)濟(jì)型與可行性兩方面重點(diǎn)考慮,這樣既可以使水庫(kù)的安全得到保證,又可以使施工難度得到降低和使工程造價(jià)合理化。
4某小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)
為了加大對(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的了解,以某一個(gè)小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固方案為例進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。4.1小型水庫(kù)的工程概況。某一個(gè)小型水庫(kù)于1957年年底開(kāi)始修建,在1958年建成然后就開(kāi)始使用,它的總庫(kù)容是184萬(wàn)m3。這個(gè)小型水庫(kù)是一個(gè)綜合型的水庫(kù),既提供農(nóng)業(yè)用水,又為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)提供用水,是兼具農(nóng)業(yè)灌溉與水產(chǎn)養(yǎng)殖的綜合型水庫(kù)。這個(gè)小型水庫(kù)存在的時(shí)間比較久,修建時(shí)采用的設(shè)計(jì)比較落后,在很多方面都有一些潛在的安全風(fēng)險(xiǎn),在使用過(guò)程中發(fā)生過(guò)很多危險(xiǎn)情況。這個(gè)水庫(kù)的很多地方都存在滲漏的情況,像水庫(kù)的壩體、壩基、壩腳排水溝都存在這種情況。壩體的質(zhì)量不能得到保障,并且它的壓實(shí)度有點(diǎn)不均勻,壩頂也沒(méi)有排水溝。因?yàn)樗畮?kù)的壩體右側(cè)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)沉陷,導(dǎo)致壩頂?shù)母叱逃辛艘恍┳兓?,同時(shí)水庫(kù)壩體內(nèi)坡護(hù)坡石由于各種原因也有了損毀,并且損毀程度比較嚴(yán)重。水庫(kù)的溢洪道被浪蝕的情況非常嚴(yán)重,底板也因?yàn)橐恍┣闆r長(zhǎng)滿了青苔,這些問(wèn)題使它的泄洪能力有所降低,輸水涵管也存在滲漏的情況。因?yàn)榻ǔ蓵r(shí)間有些久,這個(gè)水庫(kù)的很多設(shè)施都已經(jīng)老化,沒(méi)有辦法進(jìn)正常的運(yùn)行。4.2小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固方案。首先,對(duì)壩體、壩基進(jìn)行防滲處理。對(duì)水庫(kù)壩體、壩基進(jìn)行防滲處理的方案有很多,但現(xiàn)在大多會(huì)選擇灌漿與帷幕灌漿結(jié)合一起填充的方案,這時(shí)會(huì)先確定孔距,孔距的長(zhǎng)度一般為1.5m,在這之后就要對(duì)壩體進(jìn)行鉆孔灌漿的處理,在基巖面以下至相對(duì)抗水線間進(jìn)行灌漿,灌漿一般是使用帷幕灌漿的方法,但要注意的是帷幕灌漿的深度是有要求的,即要求深入基巖的高度至少要大于5m,這樣才可以降低壩體的滲透同時(shí)又能夠修復(fù)壩基的巖溶裂隙。圖2是常見(jiàn)的帷幕灌漿施工方法的示意圖。其次,要增設(shè)內(nèi)外壩的坡?lián)跬翂?,這樣既可以對(duì)壩面進(jìn)行修改又可以保護(hù)坡面,在此之后就要改變壩頂?shù)膶挾群透叱?,?duì)一些雜物和無(wú)用之物進(jìn)行清除,在坡面變平后就要進(jìn)行護(hù)坡工作,這時(shí)主要是采用混凝土六棱塊去進(jìn)行這項(xiàng)工作,工作結(jié)束后內(nèi)坡坡比應(yīng)該是1:2。在所有的工作都結(jié)束之后就要進(jìn)行壩頂?shù)南嚓P(guān)工作,并采用一定的方法去處理,一定要清楚的用最優(yōu)的方法去進(jìn)行相關(guān)工作,最后再對(duì)一些有問(wèn)題的部分進(jìn)行修繕。第三,對(duì)水庫(kù)的溢洪道進(jìn)行修整。通過(guò)一些記載和相關(guān)計(jì)算,可以知道該水庫(kù)的溢洪道泄洪能力沒(méi)有問(wèn)題且符合標(biāo)準(zhǔn),因此只用選用一些好的石材對(duì)邊坡進(jìn)行加固等處理,并用混凝土板對(duì)渠底進(jìn)行防滲和護(hù)襯處理,然后對(duì)水庫(kù)的其他部分進(jìn)行清理與平整。最后,重新修建輸水系統(tǒng)。由于這個(gè)水庫(kù)原有的輸水系統(tǒng)在不同程度上都有損害,并且當(dāng)時(shí)采用的設(shè)計(jì)方法也有一些問(wèn)題,所以我們需要重新建立一個(gè)輸水系統(tǒng),并對(duì)原來(lái)的系統(tǒng)進(jìn)行處理。重新修建的輸水系統(tǒng)在壩體左岸壩肩的位置,它的進(jìn)水口是用漿砌石構(gòu)造而成的,并且這個(gè)輸水系統(tǒng)整體呈喇叭型設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的引水暗涵與出水暗涵都是采用的鋼筋混凝土,在出水暗涵處設(shè)置消力池與原灌溉渠連接。
5結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)小型水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì),能夠使水庫(kù)的使用時(shí)間變得更長(zhǎng),既可以使人們的生活變得更加方便,又可以使周邊百姓的安全得到保障,還可以促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,是一件利國(guó)利民的事情,所以一定要重視水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。
作者:金艷 單位:蘭州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院
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