魁斗镇贞洋村东坑水库坝体渗漏原因分析与处理意见

2012-04-14 06:57谢飞腾
水利科学与寒区工程 2012年4期
关键词:溢洪道坡度坝体

□谢飞腾

目前我国有许多大坝和堤防需要进行防渗处理,每种新技术有各自的原理、施工工艺、优缺点和适用性。在工程实际中,根据工程的实际情况选择相应的综合防渗技术,以达到科学、经济、合理的目的,这是在当前以及今后堤坝防渗方案选择中值得深入研究的课题

大坝渗漏是一种常见现象,挡水运行年代长久的大坝比较突出,新近下闸蓄水的大坝也不乏其例。坝体渗漏虽是常见的缺陷,对其危害性却不可忽视,尤其是渗漏较为严重的大坝,带来了一系列的不利影响,甚至直接威胁到大坝和发电设备的安全运行。

小型水库能否正常蓄水直接关系到水库的正常运行和效益的发挥,坝体漏水不但影响水库的正常蓄水量,而且直接危及到大坝及下游人民群众的生命财产安全。

魁斗镇是安溪县水利设施较多的乡镇,目前全镇有水利设施42座,其中小(二)型水库2座,山围塘水库13座,提引水工程27座。自2000年以来,上级政府十分重视,对水库、山围塘进行全面除险加固,经过5年来的除险加固工作,魁斗镇境内水库、山围塘坝体、险情已基本排除且大多数能够正常蓄水,发挥效益。据了解,水库大坝存在渗漏现象的有8座,占全镇水库的53%。分析水库渗漏原因并提出正确的处理意见,对水库安全保安及正常发挥效益具有重大意义。

下面就小(二)型贞洋村东坑水库坝体渗漏原因分析与处理意见阐述如下:

一、基本情况

东坑水库位于安溪县魁斗镇贞洋村,水系为晋江西溪支流,水库于1981年建成发挥效益,水库集雨面积0.4km2,总库容24.0万m3,灌溉贞洋村580亩农田。

东坑水库大坝为均匀土质坝,坝顶高程500.48m,最大坝高15.48m,坝顶长68.0m,坝顶宽3.60m,迎水坡坡度1:2.5,背水坡坡度1:2.0,反滤层高度5.0m,其边坡坡度为1:1.0。

放水涵洞位于大坝右侧,由直径0.25m的水泥管连接而成,放水卧管也是直径0.25m的水泥管,斜卧于溢洪道右侧的山坡上,放水孔直径0.10m。涵洞进口高程490.48m,引用流量0.06m3/s,灌溉本村580亩农田。

水库溢洪道为岸边开敞式进水,位于大坝右侧,由平流段、陡坡段两部分组成,进口底部高程498.88m,平流段为深窄型渠道式,长54.6m,宽度2.0m,末端高程497.8m,陡坡段长15.0m,宽长2.0m,消力池长6.0m,宽2.m,深2.0m,底高程482.94m,末端高程484.94m,均用水泥砂浆块石砌筑,溢洪道泄洪沿山坡人工开挖的排洪道引入小山沟。

二、工程存在问题

(一)大坝

大坝为均匀土质坝,经过三十多年的运行已老化。近年来,发现坝面有明显的白蚂蚁活动踪迹,过坝渠道上侧发现小面积湿水现象,若不及时采取有效措施,将直接危及坝体安全。

(二)迎水坡

由于当年坝体填夯时土料土质较差,含砂量大,经历年雨水冲刷,造成迎水坡坡度不一,坡面凹凸不平,现需对迎水坡,补夯填土并进行整理,夯填至同一坡度,并进行砌石护坡。

(三)背水坡

背水坡坡面经历年雨水冲刷成沟,需进行整理夯填至同一坡度,并种植草皮护坡,防止坝体水土流失。

(四)溢洪道

溢洪道平流段因暴雨造成边坡局部崩塌,应砌石加固。

三、坝体渗漏原因分析

目前,有不少水库存在着不同程度的隐患,成为病险水库,造成水库堤坝渗漏的原因错综复杂,但概括起来,主要有以下几种原因:

(一)设计上的缺陷

五、六十年代囿于当时的技术和认识水平,许多小型水利工程采取“边勘测、边设计、边施工”的方法,致使许多工程缺乏规范的图纸即仓促上马。在设计思想上则片面追求“多快好省”,并盲目照搬苏联经验,大量采用了坝下涵管、经济管径和经济边坡而未认真考虑放水、检修、泄洪和电站扩容等需求,致使溢洪道和放水涵管尺寸偏小。坝身过于单薄或坝坡偏陡,部分水库防渗体断面偏小;少数小型水库甚至未在坝后设置反滤措施,从而导致出逸点偏高和大面积散浸及漏水。

(二)施工上的忽视

主要指在水库建设施工过程中,缺少必要的质量监测和控制手段,致使辗压强度不够,或填筑土料多杂质并有较大土块未予充分粉碎夯实,或每层填筑厚度过大,分段施工接头处又未能作有效搭接。另一种常见的通病是大坝在多次加高时,新老土结合部往往未作有效处理,从而出现结合层面上的分层现象并导致水平向渗水。大坝加高时,防渗体与坝体和两侧山坡结合部未筑嵌槽或未作妥善处理。溢洪道与坝体、山体的连接部分以及导水墙等,未作有效的防渗或截渗处理。坝后排水反滤体质量差或失效,从而造成浸润线和出逸点抬高,渗水从坡面上逸出。

(三)运行管理上的疏忽

水库大坝建成后,长期处于无人管理的状态,致使启闭设施、涵闸、拉杆严重失修和锈蚀,结果在汛期或干旱季节无法正常启闭,从而造成无益弃水或大量漏水。

(四)坝体填筑不密实,库水通过坝体薄弱层渗透。

造成渗水现象除坝体填筑不密实外,主要存在原因是坝体填土参杂树、杂草,坝面植被腐烂,产生鼠洞蚁穴。在水库高水位下,形成渗流通路及渗透薄弱层。另一方面原因是:坝体结合部填筑未做处理,具体在大坝右侧与溢洪道左侧边墙结合部留下渗流通道。

四、处理意见

对坝坡进行土浆加呋南丹防渗灌浆,堵漏时间选择在冬季12月份,在水库放空3个月后,坝体含水量低时,开始钻孔灌浆,排孔按梅花形布置,坝顶(沿坝轴线)钻灌43孔,平均孔深8m,迎水坡钻灌2排孔,共68孔,平均孔深6m,背水坡钻孔1排35孔,平均孔深6m,总共钻孔146孔,共计深度962m,采用压力灌浆注浆法,以压力表观察吃浆率,通过灌浆达到坝体防渗效果,防渗面积共计8010m2。

坝体通过二次灌浆发现在坝面右侧第一孔吃浆率非常大,一次吃浆达12桶,说明坝体存在鼠洞或蚁穴。因此,在灌浆材料中加入防蚁害六六粉及呋南丹等药物,消除蚁害。

经过2006年10月份和2007年11月份,两次组织对坝体进行灌浆加固,效果良好,被市水利局列为“三类水库除险加固”,现已完成主要工程加固项目,水库开始正常蓄水发挥效益,并顺利通过市水利局工程竣工验收。

至目前为止,大坝未发现渗水现象,经过多次台风及洪水考验,大坝仍安全运行。大坝灌浆加固达到了预期效果。

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