中小型水庫壩下排水涵管除險加固設(shè)計要點

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1、中小型水庫壩下排水涵管除險加固設(shè)計要點第42卷第9期2011年5月人民長江YangtzeRiverVo1.42.No.9May,2011文章編號:1001—4179(2011)O9—0057一o4中小型水庫壩下排水涵管除險加固設(shè)計要點朱曉玲,陳皓2,李玉芬(1.浙江省水利水電技術(shù)咨詢中心,浙江杭州310020;2.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江杭州310020)摘要:我國2O世紀50—7O年代修建的小型水庫,其泄水建筑物大多采用壩下涵管,因受當(dāng)時技術(shù)條件的限制,且年久失修,致使大多數(shù)涵管存在滲漏或其他問題,嚴重影響到大

2、壩的安全運行.根據(jù)多年處理中小型病險水庫的經(jīng)驗,對防止涵管接觸滲漏的設(shè)計要點,防止內(nèi)水外滲的設(shè)計要點,原涵管拆除與興建的設(shè)計要點,原涵管封堵與新建虹吸管的設(shè)計要點等進行了歸納總結(jié).其設(shè)計經(jīng)驗對中小型病險水庫的除險加固有重要參考價值.關(guān)鍵詞:壩下涵管;滲漏處理;設(shè)計要點;中小型水庫中圖法分類號:TV698文獻標志碼:A1排水涵管運行現(xiàn)狀我國在2O世紀5O～70年代修建了大量的中小型水庫,大壩壩型多采用土石壩,排水建筑物大多采用壩下涵管.受當(dāng)時經(jīng)濟技術(shù)條件的制約和影響,往往在缺乏規(guī)范的設(shè)計圖紙和專業(yè)施工單位的情況下,工程倉

3、促上馬,造成工程施工質(zhì)量差,致使大多數(shù)涵管存在滲漏或其他問題,影響大壩的正常運行.導(dǎo)致涵管滲漏的主要原因有:涵管基礎(chǔ)地質(zhì)條件差,不均勻沉陷導(dǎo)致涵管損壞;壩體施工質(zhì)量差,壩內(nèi)涵管與大壩防滲體結(jié)合不嚴密,造成沿涵管外壁的接觸滲漏沖刷或壩體變形導(dǎo)致涵管損壞;涵管砌筑質(zhì)量差引起破裂漏水;進水口閘門或防滲結(jié)構(gòu)損壞引起滲漏等.由于原設(shè)計施工資料嚴重缺失,且涵管深埋在壩下,涵管病害問題是否存在或嚴重程度難以查明,病害問題一旦發(fā)展則對大壩威脅極大,處理起來難度也很大,故涵管病害被稱為"大壩心臟病".壩下排水涵管除險加固設(shè)計首先要查明涵

4、管存在的問題,管壁外側(cè)是否存在接觸滲漏問題,涵管是否有裂縫,斷裂等結(jié)構(gòu)性問題,管內(nèi)漏水要分清是進口閘門漏水還是壩體滲水匯入管內(nèi)等情況,針對不同的問題,設(shè)計應(yīng)提出相應(yīng)的處理措施.通常的處理方法分為兩種:①對結(jié)構(gòu)沒有大問題的老涵管,進行加固和防滲處理時,多采用進口開挖后重新回填黏土夯實防滲,修補涵管內(nèi)外側(cè)壁與涵管內(nèi)襯鋼管或塑料管,涵管外側(cè)灌漿和增設(shè)截水環(huán)等方法.②對于結(jié)構(gòu)破壞嚴重,或壩中斷裂錯位的小管徑涵管,則須封堵或挖除老涵管,重新修建放水建筑物,一般采用挖除并新建涵管,新建虹吸管或有條件時新開隧洞等處理方法.筆者在進行

5、一些設(shè)計復(fù)核工作時,發(fā)現(xiàn)很多涵管加固設(shè)計不合理,現(xiàn)將多年設(shè)計工作的經(jīng)驗加以總結(jié),供設(shè)計人員參考.2防止涵管接觸滲漏設(shè)計要點有些水庫壩下涵管雖經(jīng)多年運行,沒有出現(xiàn)大的結(jié)構(gòu)性問題,主要原因是進口閘門及啟閉設(shè)施運行多年后銹蝕老化.這樣的涵管處理應(yīng)以維修加固為主.對于滲漏情況并不嚴重的涵管可以不作防滲處理,而是將涵管出口處開挖后做好反濾,保證工程大壩滲透穩(wěn)定.進口閘門及啟閉設(shè)施一般需要改造更新處理.接觸滲漏比較嚴重時,需在上游側(cè)或壩頂位置采取截滲措施.2.1充填灌漿處理由于原涵管兩側(cè)回填土不密實或不均勻沉降等原收稿日期:201

6、0—12—30作者簡介:朱曉玲,女,高級工程師,主要從事水利水電工程規(guī)劃設(shè)計咨詢等工作.E—mail:zhuxiaolingqh@sohu.com58人民長江因,造成水庫蓄水后在涵管外周邊易形成滲漏通道,在長期集中滲流情況下,涵管外圍接觸面會形成空洞.為使壩體與涵管接合緊密,確保壩體安全,可采用充填灌漿處理涵管外周邊的空隙.充填灌漿適用于處理性質(zhì)和范圍都已確定的局部隱患,進行充填灌漿設(shè)計首先要確定涵管的位置和涵管外側(cè)空洞或裂隙的范圍,根據(jù)涵管缺陷情況確定孔位布置,灌漿壓力,漿液材料及濃度等設(shè)計指標.孔位間排距一般取1～

7、1.5m,孑L深至涵底以下1m,灌漿壓力不大于0.05MPa,以免劈裂壩體形成新的缺陷.為確保灌漿效果,要求每孔復(fù)灌3次以上,每次復(fù)灌間歇時間不少于5d.灌漿材料可采用灌黏土水泥漿,水泥用量為干料量的5%一30%.需要強調(diào)的是,充填灌漿處理大壩防滲是不可行的.由于原壩體細顆粒較多,滲透系數(shù)本身就不大,充填灌漿要求的灌漿壓力又很小,漿液在壩體內(nèi)不能有效擴散,孑L與孑L之間不能搭接形成防滲幕墻,起不到防滲的作用.所以一般老的壩體存在的壓實度不夠,滲透系數(shù)較大等問題不能用充填灌漿處理.2.2倒掛井增設(shè)截水環(huán)對于沿管壁接觸滲漏

8、問題比較嚴重的,應(yīng)進行截滲處理,可在管壁外側(cè)增設(shè)截水環(huán)防滲.由于涵管深埋壩下,明挖處理費工費時且風(fēng)險較大,截水環(huán)可采用倒掛井的施工方法開挖.倒掛井是在壩頂澆筑混凝土鎖梁,梁下修建混凝土倒掛井,逐層向下開挖,立模,澆筑混凝土倒掛井壁,挖至涵管基巖后清除風(fēng)化巖石,鑿毛清洗干凈,澆筑防滲墻截水環(huán)截滲.倒掛井采用人工開挖,技術(shù)簡單,不需要