廣東某地山區(qū)小型水庫放水洞除險加固措施

【摘 要】廣東省山區(qū)小型水庫大多建于二十世紀五六十年代，存在較多隱患，特別是放水涵洞都已老化退、洞身漏水嚴重，危及土壩安全。通過對多座小型水庫放水洞的勘察分析歸類，把其中一水庫作為典型，并擬設(shè)了幾個方案進行比較。采用內(nèi)襯鋼管灌漿充填的加固方法，經(jīng)濟合理、技術(shù)可行、施工期短、管理方便靈活。在6座小型水庫的應用中效益顯著，為其它小水庫加固提供了經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】放水洞 內(nèi)村鋼管 灌漿 壩后閘

1基本情況

廣東省某市山區(qū)，屬低山丘陵地區(qū)，現(xiàn)有中小型水庫2l座，總庫容約2180萬m3，灌溉面積1940hm2，其中中型水庫1座，小（1）型水庫3座，小（2）型水庫17座。另外還有89宗小塘壩，總塘容約380萬m3。灌溉面積226.67hm2。這些水庫塘壩工程的建設(shè)對山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。但由于大多數(shù)建于上世紀五六十年代，屬于典型的“三邊工程”。受技術(shù)、資金、施工條件等各方面的制約，普遍存在防洪標準偏低、工程質(zhì)量差，隱患較多，特別是水庫的放水涵洞，存在閘門及啟閉設(shè)施老化退化嚴重、漿砌石洞身勾縫剝落漏水嚴重。有的外側(cè)填土不實，長期漏水帶走泥土，危及土壩安全等，如不盡快采取除險加固措施，將會威脅到人民生命和財產(chǎn)的安全。極大地限制了山區(qū)經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展步伐，尤其對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的制約更為明顯。

2放水洞存在的問題

山區(qū)小型水庫的放水洞大都為漿砌石拱形涵洞，興建時邊設(shè)計邊施工，工程標準低，施工質(zhì)量差，又經(jīng)過幾十年的運行，都不同程度的存在毀壞漏水。以某水庫為例，該水庫興建于1959年，為小（1）型水庫，最大壩高11m，總庫容103萬m3，興利庫容45.9萬m3，調(diào)洪庫容51萬m3，死庫容6.1萬m3；放水洞為漿砌石拱形有壓涵洞，高lm，寬0.65m。而進口為深1.5m圓形豎井式，內(nèi)徑0.3m，最大流量為0.6m3/s；閘門為鍋蓋式，采用5t提升式螺桿啟閉機啟閉。從現(xiàn)狀看原設(shè)計就比較落后，工程先天不足，且當時水文資料短缺，水文計算往往偏小，相應工程標準偏低。通過走訪調(diào)查及現(xiàn)場勘察，工程興建時由當?shù)毓绯檎{(diào)的各村勞力組織施工的，基礎(chǔ)清理不徹底，放水洞襯砌質(zhì)量差，回填土不密實。洞身已有漏水滲水現(xiàn)象，進出口護坡有坍塌現(xiàn)象，除險加固已刻不容緩。

3除險加固方案選擇

放水洞加固方案應結(jié)合整個大壩的除險情況綜合選定，對于壩體壓實度達不到標準需重新翻壓的，優(yōu)選新建現(xiàn)澆鋼筋混凝土涵洞為宜：對于不需重新翻壓的大壩，應根據(jù)投資、工期、工程難易程度、施工條件等綜合因素確定，以大壩壓實度達標的峪子水庫為典型。擬定了三個方案進行比較（見表1）。

表1 放水洞除險加固方案比較圖

方案一，能從根本上徹底解除工程隱患。堅固耐用，泄水能力強，運行管理方便。缺點是：需要破壩重新回填碾壓，土方量大。一次性投資大，施工期長。

方案二，能夠充分利用現(xiàn)有工程，投資較省，施工期短：結(jié)合原放水洞周圍灌漿處理，能從根本上解除工程隱患。缺點是：斜拉拍門啟閉力大。維修不方便。

方案三，充分利用原有放水洞，工程投資小工期短。施工技術(shù)簡單。灌漿處理后能夠解除工程隱患。缺點是：壩后閘閥型式一般適用于管徑小于600mm的鋼管，且需要兩組（一用一備）；同時為預防壩前淤積，需定期放水沖淤。

經(jīng)綜合比較，按照經(jīng)濟合理、技術(shù)可行、施工簡單、運行可靠、管理方便的原則.確定選用方案二的加固方法。

4放水洞加固處理方法

山區(qū)共20座小型水庫，其中與上述水庫放水洞相似的有16座，都是漿砌石涵洞、鍋蓋式閘門。工程設(shè)計都采用了內(nèi)襯鋼管灌漿充填的處理方法。對于小（1）水庫采用壩前斜拉拍門型式，小（2）水庫采用了壩后閘閥型式。

4.1內(nèi)村鋼管直徑選擇

主要取決于原涵洞的尺寸，宜使新套鋼管與原涵洞之間最小有30～50mm的間隙。同時應考慮設(shè)計過水流量、施工方便等因素。鋼管壁厚需經(jīng)計算確定，而且考慮加厚2mm的銹蝕和磨損的安全量。

4.2內(nèi)襯鋼管的制作及安裝

對于管徑較小的可直接購置，較大的應到正規(guī)工廠分節(jié)卷焊加工.每節(jié)管長根據(jù)方便運輸和安裝決定。

新購置（制作）的鋼管運到工地后，要經(jīng)檢查和校正，然后在原涵洞口用一部特制的小型滑輪車分節(jié)導入原放水洞內(nèi)，經(jīng)調(diào)直校正錨固后才能進行焊接。

4.3鋼管與舊涵之間充填灌漿

充填灌漿有兩種方法。一是放水洞空隙較大的可直接采用高壓砼泵灌漿；二是在壩頂（坡）上鉆孔灌漿。

高壓砼泵灌漿適用于鋼管較短的情況.施工工藝簡單。

沿放水洞自上游向下游灌注。壩頂（坡）上鉆孔灌漿方法技術(shù)要求高，特別是定位要準確，具體方法如下：沿放水洞軸線每隔l0～15m布置一個斷面，每個斷面開l～3個灌漿孔，另外在進出口各布置排氣孔和排水孔各一個。灌漿應首先自上游進水口處進行，逐步向下游出口灌注。灌漿采用孔口封閉式循環(huán)灌漿法.每孔要求復灌3次。灌漿后一般可以用錘擊敲管聽響聲來判別灌漿的密實程度.如發(fā)現(xiàn)脫空較大部位。要重新開孔進行補灌，以確保鋼管與涵洞的整體結(jié)合。

4.4放水洞外圍充填灌漿

由于過去原放水洞建成后兩側(cè)回填土不密實，或水庫蓄水后在洞外周邊形成滲漏通道.為了充填洞外周邊空隙，使壩體與放水洞接合緊密。確保壩體安全。

可采用充填灌漿處理。根據(jù)具體情況在迎水坡開始沿放水洞左右外側(cè)（距邊0.5—1.0m）布置灌漿孔：各邊孔水平距離約4m。孔深至涵底以下lm，灌漿壓力要求0.1MPa。為確保灌漿效果，要求每孔復灌3次。

5注意的問題

（1）一般小型水庫除險加固處理要求工期短，所以要積極做好施工前準備.選擇技術(shù)力量強隊伍素質(zhì)高的企業(yè)進行施工。

（2）施工時間要選定在年末枯水期進行。為了減輕筑圍堰的工作量，可以選定在春耕放水完成后。

（3）在內(nèi)襯鋼管前一定要將在放水洞青苔污垢等清洗干凈，以使鋼管與涵洞之間灌漿結(jié)合緊密。

6結(jié)語

在該山區(qū)6座小型水庫的除險加固中，放水洞工程皆采用了內(nèi)襯鋼管灌漿充填的方法。節(jié)省了投資，縮短了工期。解除了工程隱患，確保水庫安全度汛。發(fā)揮了其應有的防洪、交通、養(yǎng)殖、旅游、灌溉等綜合效益，為其它小型水庫加固提供了經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]牛運光，土壩安全與加固，中國水利水電出版社，1996，

[2]黃正濤，王寧偉，等，水庫放水洞鋼襯的防腐技術(shù)研究，大壩與安全，2006，