浅谈小型土石坝水库病险分析和整治措施

浅谈小型土石坝水库病险分析和整治措施

宜宾市南溪区水利局四川宜宾644000

摘要:我国有大量的小型水库,大坝形式以土石坝居多,这些小型水库都修筑于上世纪中叶,由于当时的设计水平偏低、施工技术落后,且在长时期的运行后,出现大量安全隐患的问题。针对小型水库病害,水利部门大力开展病险水库整治工程,大多数小型水库工程得到了有效治理,确保了防汛安全和人民生命财产安全。这篇文章重点分析了小型土石坝水库病害主要原因,进一步提出了整治水库,解除隐患的具体措施。

关键词:土石坝;小型水库;病险分析;整治措施

引言:

上世纪中叶,为满足建设祖国和提高人民群众生产生活水平需要,我国修建了大量的小型水库,其大坝形式以土石坝居多。这些水库工程在很大程度上满足了人们对水资源、水利基础设施的需求。但由于当时的设计水平偏低、施工技术落后,且随着运行年限的增长,大部分小型水库均出现不同程度的病害,严重影响人民生命财产安全,引起了水利部门和社会各界的高度重视,积极采取有效的措施来解决这一问题。

一、小型病险水库中存在的主要问题

小型土石坝病险水库中存在的问题是多方面的,主要包括防洪要求不满足需求、坝体结构安全存在病险、放水和放空工程损毁和库区环境及水质恶化等问题。

(一)防洪要求不能满足需求

防洪要求不满足需求主要分两个方面,一是防洪标准不达标;二是为满足防洪需求的软硬件设施不齐备。由于建设初期水文资料匮乏不齐,大坝、溢洪道建设存在不够规范的现象,加之几十年的变迁,水库库区集雨面积、年平均降雨量、径流量均可能发生变化,导致水库大坝、溢洪道防洪标准不达标;另一方面,多数小型水库没有防汛公路,或者防汛公路不规范,防汛物资匮乏、观测预警系统不完善、防汛抢险体系不健全。

(二)土石坝坝体结构安全存在病险

在当时的情况下,土石坝水库建设筑坝材料多为就地取材,填筑技术、筑坝机械相对落后,导致上坝材料级配、含水率、压实度、边坡比均可能存在问题,加之对坝基坝肩的勘探手段落后,处理技术简单,且通过多年的运行让土石坝坝体结构安全病险日益严重。主要体现在抗滑稳定和渗漏严重两个方面:一、大坝整体结构单薄、压实度不够、坝坡坡比较陡、抗滑稳定不达标;二、坝体密实度、心墙等防渗体渗透系数不达标、坝基坝肩结合部和基岩裂隙发育,反滤体和排水设施不完善,放水涵卧管损毁、渗漏严重,坝体浸润线高,坝体存在较大的水头压力,存在形成连续渗漏通道,造成流土、管涌,乃至溃坝重大事故的安全隐患。

(三)放水和放空工程损坏

水库放水和放空工程是确保水库发挥兴利效益和腾空库容的重要工程,对于小型土石坝水库而言,大部分放空工程为金属结构设备配套土建,而大部分放水设施为简易涵卧管放水。金属结构安设年代久远,部分设备自安装起运行次数屈指可数,长期处于空置状态,加之缺乏必要的经费开展维护保养,同时一些设备已严重超出使用年限,导致放水和放空工程损坏严重,无法正常运行。简易涵卧管式放水设施多为条石勾缝,贯穿大坝,由于大坝沉降变形和涵卧管勾缝脱落,导致放水设施渗漏、淤塞、垮塌断裂,不能正常运行,同时也是导致部分水库大坝渗漏、浸润线升高的原因之一。

(四)库区环境及水质恶化

小型水库建成后,曾经一度为了搞活经济、发展多种经营,在库区进行多种经营承包,开展网箱、肥水养鱼等养殖活动,发展农家乐等乡村旅游,而由于人们环保意识的阶段性薄弱,配套的污染治理和环境保护措施没有及时跟进,库区周边生活污水、生活垃圾未有效处理,导致库区环境及水质恶化。

二、小型土石坝水库病害整治的具体措施

(一)切实提高认识,加强水库病害整理重视力度

近期,水利部鄂部长明确强调水利工程“两个不放心”,其中一个就是水库安全不放心。我们要充分认识到小型水库病害问题的普遍性、形式的严峻性、整治的必要性和技术的复杂性,切实落实行政责任制度,多渠道争取和筹集资金,对病险水库进行综合整治,同时建立运行管理维护长效机制,切实做到“药到病除、注重保养”。在除险加固工程中,要严格履职基本建设程序,做好“四制”管理,从严质量监督。在日常维护保养中,要建立健全管理体系,明确责任到人、经费到账、物资到位、制度到点的“四到”准则,这样才能有效的保障病险水库整治工程切实解决病害,日常维护切实保养工程。

(二)对防洪要求不能满足需求的整改措施

对防洪要求不满足需求的两个方面,应分析其原因,分别采取措施进行整治。针对防洪标准不达标的问题,通过对水文资料的研究分析,开展调洪演算,对水库工程的防洪建设进行评估,对不满足防洪标准的水库进行工程措施整治:一、对具备增加坝高条件的水库,优先考虑增加坝高或者防浪墙的工程措施,这样既满足整治后防洪标准,又有效确保、乃至增加了水库的库容,保障和增加效益的发挥;二、考虑对水库的溢洪道进行整治,降低或者加宽溢洪道、甚至改变溢洪方式,增加其溢洪流量和过洪能力,从而满足防洪标准;三、对集雨面积明显过大,年产流大,兴利功能已充分发挥,又经常有富余水量溢洪的水库,可考虑采取工程措施截流分流,减小其集雨面积,或者建设联通工程,引流至其他来水量不足的水库等囤蓄水工程。针对为满足防洪需求的软硬件设施不齐备的问题,应结合各水库实际情况采取措施:对于防洪公路不齐备的问题应新建或者改建、硬化防洪公路;对于观测预警设施不完善的问题应完善水雨情观测和防汛预警设备;同时建立健全防汛制度,落实防汛责任人,确保防汛经费、防汛物资、防汛技术培训三到位,未雨绸缪,防患于未然,同时建立应急处理机制,做到险情发生,迅速应急,降低灾害损失。

(三)对土石坝坝体结构安全存在病险的整改措施

土石坝水库大坝坝体结构安全病险影响因素很多,而这些影响因素又相互关联,造成坝体结构安全病险也是一个综合的问题,往往存在的病险问题关联出现,并非单一问题出现。在病险整治的措施上,也需要综合考虑:一、对大坝坝体进行培厚、对坝坡进行削坡是整治坝体单薄,增加抗滑稳定的有效措施。另外,排水棱体的设置对下游坝坡稳定、上游防浪板的设置对风浪的防护也可以起到增加坝体稳定的作用。二、对大坝填筑料不满足条件、渗漏严重的情况,如果是在浅表区局部存在,可以考虑换填;但如果是整个坝体或者大部分不满足要求时,大面积换填是不经济、也不现实的,此时应着重考虑构建系统的防渗排水体系,阻断渗流通道,降低浸润线的方式予以整治。上游运用土工膜等进行防渗,坝体和心墙考虑灌浆或者重建混凝土心墙,下游设置反滤体和排水体,上堵下疏,截断渗流通道,达到整治目的。三、对坝肩渗漏问题,可考虑灌浆和沿坝肩往库岸延伸设置混凝土包封并建设齿墙延伸入地质条件好的库岸基岩进行解决,对坝基渗漏则应主要考虑灌浆处理。

(四)对放水和放空工程损坏的整治措施

放水和放空工程金属结构损坏的,进行更换和维护,但应考虑便于今后管理和检修的自控加手控的设备。涵卧管放水设施整治,要根据具体情况分析研判:若涵管直线穿越大坝,且主要问题是渗漏,并未垮塌,淤塞不严重,可考虑沿原涵管穿管,并采取包封处理;若垮塌淤塞段距坝面距离较近,则可考虑采取开挖整治;若需整治段在坝体内部较深处,则可考虑封堵原设施,采用顶管等方式另行建设。

(五)对库区环境及水质恶化的整治措施

习总书记提出“绿水青山就是金山银山”的理论,是对环境保护工作提出的核心理论。作为水利部门,我们应该重视水环境的治理,应该把水库库区环境及水质恶化问题作为水库病险的一个重要考虑因素。对库区环境,应以“河湖长制”为抓手,建立建全保护制度,调动地方政府、行业部门、村社集体、人民群众共同治理和保护。对水源地保护区范围内存在问题,严格按规定进行整治、搬迁、拆除;对流域和集雨面积范围内的,通过垃圾、污水治理,截污控污,控制面源污染,从源头遏制污染发生;对现有水体,打击网箱和投食养殖,实施“清水工程”,采取工程和生物措施,净化水体,提高水库库区水体水质,还一库清水于民,实现碧水蓝天。

三、加强水库除险加固工程建设与管理的意见

新时期对水库工程建设和管理提出了新的要求,病险水库的治理也从原来的单纯工程治理,向综合治理转变。同时,事物在发展变化,水库在运行过程中,新的问题也会不断产生,小型水库除险加固工作的开展是一项长期的工程。加之在前面很长一个阶段,“重建轻管”的思想较为严重,大多数地方政府和项目法人都注重对新工程的开发,从而忽视了对工程的管理工作,对工程效益发挥需要监管并重的认识还不到位。小型病险水库的治理,要充分结合实际,“有病治病”、“对症下药”,达到即治标又治本的目的,同时要明确日常管护和防汛责任和措施,这样才能确保工程效益的发挥,为人民的生命财产安全提供大力保障。

四、结束语

目前我国小型水库的病险问题还很普遍,形势仍然很严峻。同时,新时代也为水库治理和管理提出了新的要求,这就要求有关部门要提高认识,结合工程的实际情况,制定科学合理的整治方案,对施工方案中出现的问题提出及时的解决措施,从工程的实际出发,制定安全可靠、设计合理、标准规范、责任明确的建设体制,建立长效的管理机制,确保小型水库的功能得到充分的发挥。

参考文献:

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[5].海南省一般小Ⅱ型病险水库除险加固项目和资金管理办法[N].海南日报,2014-09-04(B05).

作者简介:

陈陶(1984—)男,汉族,农业水利工程本科,水利工程工程硕士,工程师,主要从事水利工程项目管理工作。

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