雷智中
(湖北省恩施市芭蕉侗族乡水利水产管理站,445000,恩施)
近年,湖北省恩施市以推进现代防汛抗旱工程、现代农村水利工程、现代水生态保护工程建设为重点,加快水利示范区建设。在水资源保护利用和水利设施建设方面取得了优异成绩。作为现代水利示范区,芭蕉乡政府围绕人口密集、农田集中、产业集聚、交通便利、水资源富集等要素,大力加强小型水库除险加固工程管理,加快现代水利示范区建设。
恩施市小型水库数量较多,目前大部分使用时间较长,且在建筑结构方面均以土坝为主,由于受当时施工条件和材料质量的限制,工程质量难以保证水库长久安全使用,加上在水库多年运行中得不到有效的管理和维护,因此工程日趋老化,导致一部分小型水库存有质量问题,给当地经济社会发展和人民生命财产安全带来很大威胁。因此,近年恩施市加大对小型水库除险加固治理力度。
由于小型水库除险加固工程单项工程量小、工程项目多,在工程设计中一些工程技术人员不注重设计工作,在工程设计上也不是十分专业,因此容易出现诸多问题,比如工程设计标准不符合施工要求,最终的设计图纸不能全面地对工程进行描述等。一旦出现险情,根本就没有足够的时间对突发情况进行判断和处理,导致除险加固工程受到严重影响。
水库的防洪标准偏低、设施不健全。由于受当时经济状况的制约,一些小型水库的原设计标准偏低,不能满足现行的实际需要和规范要求。有的水库坝顶高程没有达到现行库存容量的设计要求。在水库泄洪方面,还有一些溢洪道宽度不够,致使水库不能够及时泄洪,给水库造成安全隐患。
一些坝体、坝基出现渗漏,成为不安全因素。出现这种情况的原因是由于大坝建造时坝体压实度不够,致使土料渗透系数偏高,工程长期运行后,下游坝坡便出现散浸、渗漏甚至烂坝等现象,由此给水库造成安全隐患。有的土坝下游缺乏反滤排水体,导致坝坡出现流土、坝脚出现管涌等现象,也是安全隐患所在。有些水库坝基和岸坡的真实地质情况不清楚,也就是在建设之前,没有严格地进行地质勘探,导致建后水库存在安全隐患。
泄洪是水库应具备的一个重要功能,但个别水库却缺乏泄洪设施,导致水库无法进行正常的泄洪。有些水库没有对溢洪道进行衬砌,降低了溢洪道的过流能力。有的溢洪道布置不合理,难以起到相应的作用,甚至有的缺乏相应的设施,泄洪功能无从谈起,由此导致水体越出溢洪道造成水害。有些溢洪道存在设计缺陷,在建造时缺乏防渗措施,导致出现严重渗漏。
在小型水库除险加固工程开展前期,要组织设计、施工、运行管理等方面的人员进行研究,并对工程地质情况进行实地勘查,最好是委托一些具有较高资质的专业机构来进行,重点查明水库所处的水文、地质情况,以便为小型水库除险加固工程制订科学的方案。
提高大坝的防洪能力可从两个方面考虑,一方面增加大坝的高度。对于没有防浪墙的大坝可以增加防浪墙,但前提是坝体结构足够稳定,其方式是在大坝顶端上游增加防浪墙,增加大坝的高度,但增加的高度需要专业论证,最好为1~1.2 m,最高不能超过2 m。另一方面增强泄洪能力。首先考虑拓宽溢洪道,但前提条件是在溢洪道两侧可以拓宽的情况下才能进行,也可以在满足用水量需求的前提下,降低控制段溢洪道底板高程以便达到降低正常蓄水位提高大坝的防洪能力,确保水库的安全。另外可采取加大输水设施的过水断面或管径,在溢洪道突发状况或满足不了泄洪要求时,较大的过水断面或管径可配合辅助泄洪。
对于土坝裂缝较小的处理方法,可以用沙壤土灌入裂缝中,然后振捣结实。对于防洪作用比较大的小型水库出现的土坝裂缝不可以直接灌缝,要采取挖槽后回填的方式,但注意挖槽的深度,要在裂缝以下最少0.3m处挖槽。对于裂缝较深且宽度较大的处理方法,其挖槽的方式一般采用梯形断面,注意在回填时对台阶进行处理,以便保证完整的梯形断面,使回填料和坝体结合更紧密。
土坝滑坡情况的处理可以采取以下措施:一是针对坝体地基牢固、容易出现局部坍塌的情况,可以适当降低水库蓄水水位,也可以采用排水导渗的方法解决,然后清除已经松动的土壤,再用新土料填补夯实,注意要选择渗水性强的土料填补。二是对于地基被淤泥覆盖的土坝,可以在坝基以外修建一个防滑齿墙,然后用透水性强的土料进行填补并压实。
针对大坝抗滑稳定性不够的情况,采取加固的措施是将滑坡体松散的土挖掉,然后用新土料回填夯实,这是比较常规的做法。但对于下游大坝坡度较大的情况时,采取的方法是在大坝后方培厚加固。对于大坝前后坡之间稳定系数不足的情况,所采取的措施是将坝体前坡进行削减,同时对后坡培厚加固。对前坡稳定系数不足的,可采用对前坡、护坡进行加固的措施。
溢洪道的加固措施主要有两种,一种是改变溢洪道的泄洪断面,另一种是对溢洪道进行衬砌。对于改变溢洪道的泄洪断面,要根据溢洪道过流量等需求进行。对溢洪道进行衬砌保护时,需采用现浇混凝土或浆砌石等方法进行。调整配套设施不完善的溢洪道,可采用修正、调顺转弯角度等措施使过流顺畅,或者在弯道上游增设消能设施等。在弥补溢洪道地基渗透性不足方面,可采取相应的防渗措施。
针对管涵出现的裂缝,可分别采用挖除重建箱涵和新建输水涵管两种加固措施,但要根据坝体的高度来确定,坝体不高的可以挖除重建箱涵。坝体比较高的,则采用顶管法或拉管法新建输水涵管,然后将旧涵管进行封堵。注意新输水涵管要建在坝肩两岸山体上,并需要处理好管外壁与山体间的防渗和下游端的护坡及反滤等。此外,还要根据原输水涵断面情况采取措施,如果断面较大,可以对原输水涵进行内设套管,还可以根据情况新开挖输水隧洞并封堵原输水涵以断后患。