土石壩壩下涵管滲流原因及解決措施

□霍海霞 蘆 琴

(楊凌職業技術學院 陜西 楊凌 712100)

土石壩壩下涵管滲流原因及解決措施

□霍海霞 蘆 琴

(楊凌職業技術學院 陜西 楊凌 712100)

鑒于陜西省病險水庫現狀和壩下涵管滲流問題的研究現狀，本文分析了造成土石壩壩下涵管滲流問題的原因，總結了處理這些原因的施工技術措施和管理措施，系統總結了壩下涵管滲流問題處理措施,并就發展方向進行了展望，希望這些措施能夠對陜西省乃至全國其他省份的類似工程技術問題提供一定的幫助，為水利事業做出一定的貢獻。

土石壩；涵管；滲流；原因;措施

“十二五”期間,陜西省1 100座水庫中已有474座小型水庫存在不同程度的病險問題。這些工程項目目前多屬于“三無”或“三邊”工程，病險率高，病害嚴重,給水庫下游居民的生活生產甚至生命帶來了嚴重的威脅[1]。

本文主要分析了壩下涵管滲流的原因,介紹了工程中經常采用的壩下涵管除險加固的措施和方法以及發展趨勢。

1 現狀分析

20世紀初，水利工程的科研工作者和實踐人員就開始從事滲流破壞的相關研究和實踐探索，并取得了一定的研究成果。總的來說，滲流理論發展歷程可以分為實驗總結、數學求解、數值模擬三個階段。

對于土石壩的滲透變形其破壞形式主要有 4種：流土、管涌、接觸流土和接觸沖刷。接觸沖刷是指滲透水流沿著兩種不同的介質接觸面發生流動時，把兩者中的細顆粒逐步帶走流失的現象[4]

隨著“三無”“三邊”工程使用年限不斷增加，病險水庫數量不斷增加，涵管病害問題也逐漸顯現出來。且由于受當年建設條件的影響，很多壩下涵管的內徑都比較小，采用人工檢修維護的方法根本無法實現，大多需要整體更換，這樣使得維修費用大大提高，這也導致除險加固工作的延誤和病險情況的加重的惡性循環。

2 壩下涵管滲流原因分析[5-8]

2.1 對涵管管身斷裂漏水成因分析

對于壩下涵管，造成涵管管身斷裂漏水的原因有：①由于壩體地基產生不均勻沉降導致壩下涵管的管身在不均勻應變下產生斷裂從而漏水；②土石壩運行過程中，由于各種原因導致應力產生變化，集中的荷載或應力的不均勻分布使得壩下涵管管身受理不均勻從而產生斷裂漏水；③由于設計強度不夠造成壩下涵管管身所受應力超出其受力范圍造成斷裂漏水；④壩下涵管管內水流流態有無壓流到有壓流的變化造成管身斷裂漏水；⑤由于施工質量監管不嚴等原因導致預制混凝土涵管管身接縫位置不當及距離過大造成涵管管身斷裂漏水；⑥管身接頭不牢,施工質量差造成涵管管身斷裂漏水。

2.2 設計施工標準低且技術參數不嚴格

上世紀50～60年代所修建的水庫，在設計、施工過程中所依據的技術規范和標準相對較低，有些甚至是邊施工邊設計，土法上陣，經驗上陣，無規范等現象普遍。

2.3 使用功能改變

最初設計的壩下涵管運行條件多是無壓流，隨著運行狀況和要求的改變，有些涵管內水流狀態就由無壓流變成有壓流，管壁所受的力也隨之發生改變，以及接觸沖刷的發生，從而產生破壞作用。

2.4 運行環境惡劣

壩下涵管受自身所處位置和使用功能的限制，導致其管壁所處的運行環境相當惡劣。

2.5 工程配套設施不完善

受新建初條件的限制，很多壩下涵管都存在著配套設施不完善的現狀。

2.6 運行管理制度不嚴格不完善

對于小型水庫，由于地處位置偏遠，在水系中的作用小，產生的效益少等因素，導致在水庫運行維護過程中，從管理制度，人員配備，資金等方面都存在著不健全不完善，執行不力的問題。

2.7 隱患處理不及時不徹底

由于缺乏相應的資金支持和政策扶持，導致發現的問題得不到及時的處理，使得病險問題越演越重。

2.8 舊的放水涵管封堵不徹底

由于上述的問題，導致很多壩下涵管的滲流問題相當突出，且逐年增加，丞待解決。

3 壩下涵管滲流處理的具體措施[9-12]

3.1 技術措施

3.1.1 土石壩—涵管滲流模型。運用計算機輔助的有限元的分析方法進行土石壩壩下涵管滲流模擬分析，將模擬結果應用于背水坡穩定性計算，從而確定保證水庫運行的安全水位，為管理者提供參考。

3.1.2 貼補內襯法。由于最初的預制鋼筋混凝土管出現斷裂，無法正常使用，可以采用PE管穿入舊管中，如同給舊管的內部做了層里子，從而對裂縫驚醒了有效的封堵，減少了滲漏。

3.1.3 灌漿法。灌漿法在水利工程真實驗向學生形象的展示絕緣性能的喪失并分析其原因，這就是各種電介質的絕緣特性，這樣又回到理論教學，把電介質的絕緣特性以及影響擊穿電壓的因素這部分內容通過仿真軟件來演示，實際的高電壓擊穿放電過程危險系數比較高，仿真能更好地模擬高電壓試驗現象并強化現場工作流程。

對于針對達成課程目標2、3的教學上，應該首先要求學生學習高電壓試驗的相應國家規范例如《電力設備預防性試驗規程》等國家標準和行業規程條例，以及高電壓試驗的具體步驟和安全知識。然后在實驗室里面讓學生通過測量絕緣特性來判斷絕緣的優劣，并分析原因，這樣一來學生在獲得改知識點的同時還具備了一定的實際工程能力。

2.2 課程考核方式改革

（1）考核不再單一化，在傳統的閉卷考試基礎上加入技能操作的內容等。

（2）即強各個課程目標，每一個課程目標都要求學生達到合格。

（3）以證代考，如在學習的過程中取得《電氣試驗工》中級及以上資格證書，可申請免考，成績定為優秀。

2.3 課程改革特色

2.3.1 依托電力系統相關行業，校企合作共同實現高素質人才的培養。通過企業對人才的要求來總結其應具備工程能力，并以此為培養目標，最終體現在教學內容、教學實施及教學評價上。

2.3.2 在教學的過程中 將“理論”與“實踐”教學部分相結合。目前傳統的教學中將理論教學與學生實踐劃分為獨立的課程，雖然它們相互之間也有融合，但在教學實踐中卻將理論知識與實踐操作的進行了分離，這樣不利于工程能力的培養。在基于工程能力培養的基礎上，工作任務的課程體系不再區分理論教學和實踐操作課程，而是根據實際的工程項目、具體的課程目標以及相應的教學內容需要，按企業里面實際工作流程進行教學的組織，教師邊講邊做，學生邊看邊學邊動手，使理論教學中有實踐，實踐教學中也有理論。

2.3.3 教學同時引入行業標準化作業觀念，強調職業素養的培養。同時在各項教學環節中，都以工程實際的規程、規范為指導，嚴格執行崗位責任條例，注重學生的職業道德培養和工程素養養成。

[1]蘇淵.高職院校高電壓技術課程教學改革與實踐[J].重慶電力高等專科學校校報,2012（4）：14-17.

[2]方曉霞.以就業為導向的高職教育質量關內涵探析[J].鄭州鐵路職業技術學院學報,2011（1）3—4.

[3]陳春海.淺談高職院校“高電壓技術”課程改革[J].中國科教創新導刊,2011（21）74-74.

1004-7026（2017）17-0147-02

TV672

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.17.097

楊凌職業技術學院科學研究基金項目“土石壩壩下涵管滲流有限元分析”，項目編號：A2016006；楊凌職業技術學院科學研究基金項目“考慮晝夜溫差變化的凍融水、熱、力三場耦合模型研究”，項目編號：A2016002。

霍海霞（1980.09-）,講師，陜西榆林人，主要從事水利水電工程方面的研究和教學工作。