郝玉龙
摘 要:我国小型水库大多数都修建于1958年~1976年之间,当时的设计、施工和技术标准极不完善,致使大部分水库的建设从设计到施工都难以保证质量,给水库留下了很多隐患,主要表现在防洪与泄洪问题和大坝质量上。所以,分析小型水库的维修与安全对我国水库安全管理具有重要意义。
关键词:小型水库;安全;维修
1 我国小型水库管理现状
随着我国社会主义市场经济体制的建立和水利改革的不断深化,水利工程管理单位越来越重要。目前小型水库绝大部分属国家(小1型)或农村集体所有(小2型),但是而很多小型水库没有实质性的管理单位。《水库大坝安全管理条例》中规定对于水库大坝的安全实行行政领导负责制,但尚未真正落实。加之很多小型水库忽视安全运用,无调度方案或不严格执行调度方案超标准运用、带病带险运行、缺乏管理等容易造成病险水库。加上大批小型水库是没有财政补助的管理单位,使很多小型水库管理单位亏损经营、入不敷出。由于资金不到位和管理技术手段落后等原因,长期得不到正常的维修养护,缺乏必要的检测、观测设施,多数地方没有开展正常的大坝安全鉴定工作,工作运行状况不清。特别是大量的小(2)型水库无法满足规范化管理和科学化管理的需要。
2 小型水库维修与处理
2.1 涵、卧管渗漏处理。据调查统计数据显示,每当洪水季节来临,作为水库排水结构的一个重要组成部分即排洪涵洞或者卧管发生危险的情况非常频繁。水库涵、卧管的设计是由于技术、物力和财力的限制,使用涵、卧管作为坝下泄水建筑物,在我国小型水库中十分常见。但是多年的工况运行使得水库涵、卧管大量出现渗漏现象,以下简要介绍其处理方式。
首先,涵、卧管外壁与坝体之间的漏水通道一般使用纯水泥浆灌浆封堵,同时也辅以粘土砂浆填充涵、卧管内部渗水通道,能很好地封堵涵、卧管渗漏从而消除大坝安全隐患,具有很强的适用性。粘土水泥砂浆是一种相对稳定的混合材料,在灌浆过程中不易分离,同时满足强度和抗渗的要求。直接通过粘土砂浆水泥灌浆管送达至需要的界面上。其次还可以采用反压充填灌浆法。沿涵、卧管洞壁或泄漏点反渗水压力将水泥砂浆浆液压入渗漏通道中,从而起到堵漏的作用,在放空水库的时候又变成填充砂浆,以上简要介绍的两种方法都是效果是非常明显的。
2.2 坝体迎水面防渗处理。小型水库大多在山区分布,大部分是上世纪五六十年代建造的土石坝,受当时的经济技术条件影响水库大坝存在一些隐患,几十年过去之后大量表现为坝体渗漏。究其原因,一是因为当时大部分施工是人工压实,导致大部分土石坝的密实度不足,不能后期确定的规范的要求;其二,无论是施工还是材料都缺乏严格的质量控制,例如一些防渗土的质量差,高砾石和高含水率都使得坝体碾压不实,疏松层将坝体分段,导致各界面结合不好。由此坝体防渗性能较差,从而产生了坝体渗漏问题。对于坝体处理中,迎水面的防渗处理格外重要,也是研究较少的部分。
小型水库大部分为土石坝,土石坝坝面防渗处理中得到广泛应用的土工复合膜制作简单、效果好、经济实用。土工复合膜可以铺设在坝体不同位置用于防渗,使用最多的是在坝体上游表面铺设的土工复合膜。土工复合膜的在坝体上游面的铺设也有区分,有上游面暴露和上游面暴露带齿墙的。前者在上游坡脚处修建混凝土防渗墩,土工复合膜镶嵌在防渗混凝土墩中,上游面有暴露的土工复合膜,而后者的土工复合膜伸入齿墙。选择这两种的方式主要视当地地质地形条件、建设需求和工程等级而定。土工复合膜不仅用在土石坝中,有些面板坝也应用到土工复合膜。
2.3 不均匀线型裂缝处理。小型水库的拦河坝一般都是由土石坝构成的,但是由于施工和坝体质量等方面的原因而导致大部分的土坝出现不均匀线型裂缝而造成很大的水量流失,如果长期不给予处理的话,将会造成管涌和流土等渗透变形的不良后果,这将严重危及到坝体的安全。在施工过程中对质量的监管不严,造成土坝的材料混杂,土粘粒和含水量比较大,而造成在对其施工压实的过程中不够密实,从而导致出现裂缝而造成坝体的渗漏。
对于不均匀线型裂缝的处理,我国传统方法是,在裂缝宽度较小、深度不足1米具稳定的情况下可用细砂壤土浇缝捣实;在裂缝宽较、深度5米以上裂缝已经停止发展的情况下,一般应用开挖回填方式处理,开挖梯形截面进行回填,并保持梯形截面使新土与原坝相结合。高新技术处理不均匀线型裂缝主要表现为高压喷射注浆技术和劈裂帷幕灌浆技术。前者是由日本引进,具有成功率高、浆液渗透能力强、施工速度快等特点。后者是由我国山东省水利科学研究院研究出的一种技术。该技术不仅起到防渗作用,同时也加强了大坝强度。它的优点是可以就地取材,投资少效率高速度快。
3 小型水库安全管理
3.1 大坝安全运行管理。大坝安全管理是水利工作的重要部分,能够确保水库的安全运行,并延长水库的使用寿命,在安全的基础上充分发挥其功能和效益。水库中最关键最重要的部分是坝体,因此,安全管理主要是对水库大坝的日常管理,一旦发现风险可以及时除险加固。为了确保对大坝运行工况的一个良好掌握,可以在大坝体内设置一套监测系统,通过监测分析仪器了解大坝各个部位的应力、应变和渗流等等数据,对于揭示大坝的运行状况和评估安全进一步控制大坝安全隐患有重要作用。
3.2 溢洪道应达到的防汛标准。溢洪道是我国水库中较为普通的泄水建筑物,功能是在汛期泄洪保证水库的安全。所以溢洪道设计质量直接影响到水库的安全。如果溢洪道未达到设计防汛标准,发生洪水漫顶溃坝事件,将造成巨大的财产损失。然而由于早期的小型水库建设成本不足,为节省投资而以低防汛标准设计溢洪道,使得溢洪道设计尺寸偏差小,往往造成泄洪能力不足,不能保证防洪安全,所以在溢洪道的设计与管理中要严格达到相关防汛标准,保证水库的安全运行。
3.3 安全管理的主要范围和责仼。小型水库也是按照分级管理和分级负责的规则,一般都是有所在地乡镇政府或者农村集体组织承担水库安全管理责任,个别企事业单位盈利使用的水库又企事业单位承担安全管理责任。对于小型水库而言,其安全管理的主要范围是承担日常管理、报汛预警等等工作,具体来说,安全管理的主要范围为水库的日常管理与巡查任务、水雨情测报工作、险情上报与下游群众转移预警。水库安全管理最基本的安全责任是保证水库大坝和上下游人民财产的安全,其次是在充分保证安全的情况下,充分发挥水库的盈利效益。确保水库大坝的安全要求安全管理人员密切监测坝体,做好水情预测和预警,在设计标准内保证坝体的安全,不出现安全事故。同时在遇到大型洪水的时候能够保障上下游人民财产的安全,做好报警与警戒工作,特殊情况下组织人民迁移到安全的地方。充分发挥水库的盈利效益指的是能够最大限度使用国家的水土资源生产,包含灌溉、养殖、发电旅游等等项目。
小型水库工程安全管理存在的问题多是历史遗留的,工程设施方面存在的问题是主要和急需解决的。只有将小型水库维修和安全管理工作做好,才能使水利工程特别是数目众多的小型水库造福于社会和人民。
参考文献
[1] 李雷,陆云秋.我国水库大坝安全与管理的实践和面临的挑战[J].中国水利,2003.