小型水库除险加固施工技术分析
摘要
关键词
土石坝;小型水库;除险加固;施工技术;研究
正文
在社会和经济快速发展的背景下,水利工程等基础设施建设受到了越来越多的关注,水利工程的改建和建设规模不断扩大。在小水库修建和后期运营期间,对其进行除险加固是确保其正常运营的关键。在除险加固工程中,除了要确保技术规范外,还要确保工程的顺利进行。本项目的研究成果将为解决我国小型水库存在的安全隐患多、设备老化严重、功能不能有效发挥的问题提供了重要的理论依据,对农村的灌溉、防洪、排涝等具有十分重要的意义。因此,需要加强小型水库除险加固施工技术的研究。
1小型水库常见病害分析
1.1大坝渗漏问题的表现与成因
大坝渗漏是由大坝自身质量不佳引起的大坝表层渗水问题。在我国,由于当时的社会环境、经济条件和技术条件等原因,在建设初期,由于受到当时的社会环境、经济条件和技术条件的制约,对地质勘察、水文信息等数据的搜集不够充分,在设计方面也有一些缺陷。此外,由于施工人员的水平和施工材料等方面的原因,小水库自身的施工质量无法得到保证,在长期的运行中,在水流的冲刷下,将造成大坝的渗漏破坏。
1.2大坝建筑物的病害表现与成因
大坝结构破坏是指坝体在发生裂缝和滑坡等不安全状态时,其强度和稳定性都会受到很大的影响。造成这种病害的原因有二:一是由于结构设计上的缺陷,二是由于维修保养不当造成的。
首先,从结构设计角度看,由于同样的原因,原设计层次偏低;这就为建筑物的破坏埋下了隐患。其次,在养护管理上,因为大部分的小型水库都是在乡村地区,农户的文化程度比较低;由于缺少养护管理的意识与能力,加之小水库数目多,水利行政机关不可能为每一座小水库建立一个专门的管理组织,并且在管理资金上投入的资金也不多;这就造成了大量的小水库处于无人看管的状态,在长时间的运行中,自然而然地产生了结构性的损伤。
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
根据国内小水库的现状,以土石坝为主,本文就其渗漏、滑坡和裂缝等病害进行了分析。
2.1土石坝防渗处理的施工工艺
在对土石坝进行防渗处理的基础上,采用混凝土防渗墙对土石坝进行加固,并有效地增强其抗剪、抗渗性能。在修建混凝土隔离墙的过程中,受重力和水冲击的影响,易产生变形。因此,必须对其进行受力分析,加强施工过程中的质量控制,才能确保其安全可靠地施工,才能最大限度地发挥其作用。二是高旋喷注隔离墙,该技术在近几年迅速发展后,已比较成熟,被广泛用于小规模水库的除险加固;它的优势是建设时间较短,只有普通防渗墙的1/20。它具有良好的防渗性能,能直接改变易发生渗漏的坝体结构。高喷注隔离墙的施工工艺应根据小水库大坝的具体条件,进行合理的设计,合理地确定高喷注隔离墙的厚度、宽度;在此基础上,进一步完善防渗墙的施工工艺,使防渗墙的消灾作用得到充分保证。
2.2土石坝塌方处治的施工工艺
在土石坝滑坡治理中,主要采取以下措施:(1)增大大坝下部承载力,增强抗冲性能,防止因水流冲击而发生滑坡。(2)在坝基处设置防滑齿墙,齿墙的高度要比基础面高,这样在填筑完成后,能发挥很好的压实和平衡功能;防止因软弱地基引起的塌方。(3)对于坝身完整,上游存在滑坡和部分塌方时,可在水位下降后,采取排水、回填等措施,将松散土清除,增加大坝的透水性,从而达到治理滑坡的目的。
2.3土石坝裂缝治理的施工工艺
对于土石坝来说,裂缝的危害最大,一般都是采用开挖-回填的方法来进行裂缝处治,其主要步骤为:首先,在工程开工之前,对土石坝的裂缝状况进行调查、分析,从而确定其开挖范围。对小型裂隙,初始开挖深度控制在100厘米以内。在挖掘过程中,当裂纹不再扩展时,就可以进行到此结束。其次是回填土,一般是用细砂土,然后用木棒压实。另外,在压裂的直径也很重要,若压裂深度为500厘米,没有进一步的发展,则可以在坑槽中进行台阶开挖,在进行回填时;在保持梯形截面的前提下,一步一步地将阶梯切掉,并尽可能保持原坝及回填土的原状。
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,要注意施工前的准备工作,针对大坝的特性,重点做好注浆的准备及技术交底;选用适当的浆料,一般选用水泥浆,水泥浆种类以硅酸盐水泥为主,水泥浆的水灰比为0.5,0.8,1,2;通过对3、4和5的试验,筛选出了能改善泥浆利用率的最优配比。同时,要注意钻孔和导向孔的布设,孔间距控制在10厘米以内,孔径大于46毫米,孔深要满足设计要求。导孔应设于主要帷幕孔或超前排水孔内,可从任意一个顺序孔中选取,间隔不小于15米,由上而下依次进行压水实验。
第二,钻孔结束后,要用高压水对钻孔中的裂缝进行冲洗,冲洗水压为注浆压力的80%,直至回水不混浊,钻孔内的沉渣厚度不得大于20 cm,冲洗的时间要大于0.5小时。
第三,注浆时,采用高压水泥浆对已挖出的坑穴进行高压水泥浆灌注,在高压水射流的作用下,泥浆能与大坝地层形成较好的粘结;并对其进行相应的加固。在帷幕注浆全过程中,按顺序进行加密,对3排帷幕而言,按下排钻孔顺序进行,然后是上游排孔;然后再进行中行孔的灌注,每个行孔为2个顺序。对两排钻孔的帷幕,同样要按从后往上的顺序进行,一排为2个或3个钻孔。单孔幕需要按3个顺序注浆。
第四,注浆完毕后,应及时进行封浆,防止漏灌和漫灌现象的发生。在注浆过程中,应注意排水,合理布置排水管,防止因排水不畅而影响注浆的质量。
4结语
总之,小型水库分布广,数量多,是国家水利建设的一个重要方面,对国民经济的发展起着举足轻重的作用。近几年,国内的小型水库除险加固工程已比较成熟,提出了多种不同的除险加固措施,但存在的问题及采用的措施也不尽相同。水库除险加固是一项非常繁琐的工作,经常会出现一些不容忽视的问题,这给水库的安全运行带来了很大的影响。只有把握好施工工艺,才能更好地保证小水库的安全。
参考文献
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