郝玉龍
摘 要:我國小型水庫大多數都修建于1958年~1976年之間,當時的設計、施工和技術標準極不完善,致使大部分水庫的建設從設計到施工都難以保證質量,給水庫留下了很多隱患,主要表現在防洪與泄洪問題和大壩質量上。所以,分析小型水庫的維修與安全對我國水庫安全管理具有重要意義。
關鍵詞:小型水庫;安全;維修
1 我國小型水庫管理現狀
隨著我國社會主義市場經濟體制的建立和水利改革的不斷深化,水利工程管理單位越來越重要。目前小型水庫絕大部分屬國家(小1型)或農村集體所有(小2型),但是而很多小型水庫沒有實質性的管理單位。《水庫大壩安全管理條例》中規定對于水庫大壩的安全實行行政領導負責制,但尚未真正落實。加之很多小型水庫忽視安全運用,無調度方案或不嚴格執行調度方案超標準運用、帶病帶險運行、缺乏管理等容易造成病險水庫。加上大批小型水庫是沒有財政補助的管理單位,使很多小型水庫管理單位虧損經營、入不敷出。由于資金不到位和管理技術手段落后等原因,長期得不到正常的維修養護,缺乏必要的檢測、觀測設施,多數地方沒有開展正常的大壩安全鑒定工作,工作運行狀況不清。特別是大量的小(2)型水庫無法滿足規范化管理和科學化管理的需要。
2 小型水庫維修與處理
2.1 涵、臥管滲漏處理。據調查統計數據顯示,每當洪水季節來臨,作為水庫排水結構的一個重要組成部分即排洪涵洞或者臥管發生危險的情況非常頻繁。水庫涵、臥管的設計是由于技術、物力和財力的限制,使用涵、臥管作為壩下泄水建筑物,在我國小型水庫中十分常見。但是多年的工況運行使得水庫涵、臥管大量出現滲漏現象,以下簡要介紹其處理方式。
首先,涵、臥管外壁與壩體之間的漏水通道一般使用純水泥漿灌漿封堵,同時也輔以粘土砂漿填充涵、臥管內部滲水通道,能很好地封堵涵、臥管滲漏從而消除大壩安全隱患,具有很強的適用性。粘土水泥砂漿是一種相對穩定的混合材料,在灌漿過程中不易分離,同時滿足強度和抗滲的要求。直接通過粘土砂漿水泥灌漿管送達至需要的界面上。其次還可以采用反壓充填灌漿法。沿涵、臥管洞壁或泄漏點反滲水壓力將水泥砂漿漿液壓入滲漏通道中,從而起到堵漏的作用,在放空水庫的時候又變成填充砂漿,以上簡要介紹的兩種方法都是效果是非常明顯的。
2.2 壩體迎水面防滲處理。小型水庫大多在山區分布,大部分是上世紀五六十年代建造的土石壩,受當時的經濟技術條件影響水庫大壩存在一些隱患,幾十年過去之后大量表現為壩體滲漏。究其原因,一是因為當時大部分施工是人工壓實,導致大部分土石壩的密實度不足,不能后期確定的規范的要求;其二,無論是施工還是材料都缺乏嚴格的質量控制,例如一些防滲土的質量差,高礫石和高含水率都使得壩體碾壓不實,疏松層將壩體分段,導致各界面結合不好。由此壩體防滲性能較差,從而產生了壩體滲漏問題。對于壩體處理中,迎水面的防滲處理格外重要,也是研究較少的部分。
小型水庫大部分為土石壩,土石壩壩面防滲處理中得到廣泛應用的土工復合膜制作簡單、效果好、經濟實用。土工復合膜可以鋪設在壩體不同位置用于防滲,使用最多的是在壩體上游表面鋪設的土工復合膜。土工復合膜的在壩體上游面的鋪設也有區分,有上游面暴露和上游面暴露帶齒墻的。前者在上游坡腳處修建混凝土防滲墩,土工復合膜鑲嵌在防滲混凝土墩中,上游面有暴露的土工復合膜,而后者的土工復合膜伸入齒墻。選擇這兩種的方式主要視當地地質地形條件、建設需求和工程等級而定。土工復合膜不僅用在土石壩中,有些面板壩也應用到土工復合膜。
2.3 不均勻線型裂縫處理。小型水庫的攔河壩一般都是由土石壩構成的,但是由于施工和壩體質量等方面的原因而導致大部分的土壩出現不均勻線型裂縫而造成很大的水量流失,如果長期不給予處理的話,將會造成管涌和流土等滲透變形的不良后果,這將嚴重危及到壩體的安全。在施工過程中對質量的監管不嚴,造成土壩的材料混雜,土粘粒和含水量比較大,而造成在對其施工壓實的過程中不夠密實,從而導致出現裂縫而造成壩體的滲漏。
對于不均勻線型裂縫的處理,我國傳統方法是,在裂縫寬度較小、深度不足1米具穩定的情況下可用細砂壤土澆縫搗實;在裂縫寬較、深度5米以上裂縫已經停止發展的情況下,一般應用開挖回填方式處理,開挖梯形截面進行回填,并保持梯形截面使新土與原壩相結合。高新技術處理不均勻線型裂縫主要表現為高壓噴射注漿技術和劈裂帷幕灌漿技術。前者是由日本引進,具有成功率高、漿液滲透能力強、施工速度快等特點。后者是由我國山東省水利科學研究院研究出的一種技術。該技術不僅起到防滲作用,同時也加強了大壩強度。它的優點是可以就地取材,投資少效率高速度快。
3 小型水庫安全管理
3.1 大壩安全運行管理。大壩安全管理是水利工作的重要部分,能夠確保水庫的安全運行,并延長水庫的使用壽命,在安全的基礎上充分發揮其功能和效益。水庫中最關鍵最重要的部分是壩體,因此,安全管理主要是對水庫大壩的日常管理,一旦發現風險可以及時除險加固。為了確保對大壩運行工況的一個良好掌握,可以在大壩體內設置一套監測系統,通過監測分析儀器了解大壩各個部位的應力、應變和滲流等等數據,對于揭示大壩的運行狀況和評估安全進一步控制大壩安全隱患有重要作用。
3.2 溢洪道應達到的防汛標準。溢洪道是我國水庫中較為普通的泄水建筑物,功能是在汛期泄洪保證水庫的安全。所以溢洪道設計質量直接影響到水庫的安全。如果溢洪道未達到設計防汛標準,發生洪水漫頂潰壩事件,將造成巨大的財產損失。然而由于早期的小型水庫建設成本不足,為節省投資而以低防汛標準設計溢洪道,使得溢洪道設計尺寸偏差小,往往造成泄洪能力不足,不能保證防洪安全,所以在溢洪道的設計與管理中要嚴格達到相關防汛標準,保證水庫的安全運行。
3.3 安全管理的主要范圍和責仼。小型水庫也是按照分級管理和分級負責的規則,一般都是有所在地鄉鎮政府或者農村集體組織承擔水庫安全管理責任,個別企事業單位盈利使用的水庫又企事業單位承擔安全管理責任。對于小型水庫而言,其安全管理的主要范圍是承擔日常管理、報汛預警等等工作,具體來說,安全管理的主要范圍為水庫的日常管理與巡查任務、水雨情測報工作、險情上報與下游群眾轉移預警。水庫安全管理最基本的安全責任是保證水庫大壩和上下游人民財產的安全,其次是在充分保證安全的情況下,充分發揮水庫的盈利效益。確保水庫大壩的安全要求安全管理人員密切監測壩體,做好水情預測和預警,在設計標準內保證壩體的安全,不出現安全事故。同時在遇到大型洪水的時候能夠保障上下游人民財產的安全,做好報警與警戒工作,特殊情況下組織人民遷移到安全的地方。充分發揮水庫的盈利效益指的是能夠最大限度使用國家的水土資源生產,包含灌溉、養殖、發電旅游等等項目。
小型水庫工程安全管理存在的問題多是歷史遺留的,工程設施方面存在的問題是主要和急需解決的。只有將小型水庫維修和安全管理工作做好,才能使水利工程特別是數目眾多的小型水庫造福于社會和人民。
參考文獻
[1] 李雷,陸云秋.我國水庫大壩安全與管理的實踐和面臨的挑戰[J].中國水利,2003.