小型土石壩壩下涵管除險(xiǎn)改造方法探討

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1、小型土石壩壩下涵管除險(xiǎn)改造方法探討摘要：本文根據(jù)作者多年工作實(shí)踐針對(duì)不同小型土石壩情況，采用的一些措施進(jìn)行了分析，并且通過(guò)這些措施處理后能使庫(kù)塘脫險(xiǎn)發(fā)揮效益，又可使除險(xiǎn)改造工程量少、投資小。關(guān)鍵詞：小型;土石壩;涵管除險(xiǎn);改造措施1、概述**市現(xiàn)有小型水庫(kù)山塘570座,其中小型水庫(kù)76座,蓄水1～10萬(wàn)立方米山塘494座；其中564座為土石壩，占98.9%，土石壩壩型以粘土心墻壩和均質(zhì)壩為主，輸水設(shè)施均為壩下涵管。這些水庫(kù)山塘大多數(shù)建于20世紀(jì)50～70年代,由于修建時(shí)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制，涵管主要為煉瓦管、素混凝土管和鋼筋混凝土壓力管三類，其中輸水涵管為煉瓦管的有31

2、5座，占56%，輸水涵管為素混凝土管的164座，占29%，輸水涵管為鋼筋混凝土壓力管的有85座，占15%。運(yùn)行至今,大部分輸水涵管老化破損、滲漏嚴(yán)重,存在安全隱患,如不及時(shí)進(jìn)行除險(xiǎn)改造,勢(shì)必威脅大壩安全，相當(dāng)一部分庫(kù)塘因此成為險(xiǎn)病庫(kù)塘,工程不能正常運(yùn)行、效益不能正常發(fā)揮,甚至威脅到下游群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。2、土石壩壩下涵管除險(xiǎn)改造原則土石壩壩下涵管原則上應(yīng)廢除。對(duì)于原有鋼筋混凝土管，若其基礎(chǔ)位于基巖，并有可靠的保護(hù)及防滲措施的，經(jīng)論證可保證運(yùn)行安全的，可不廢除。其它類型的壩下涵管應(yīng)廢除。廢除的壩下涵管必須進(jìn)行全部挖除或采用可靠的封堵進(jìn)行處理，確保工程安全，全部挖除原有

3、壩下涵管需對(duì)壩體進(jìn)行大開挖，然后重新分層壓實(shí)回填，這種方法需要破壞壩體，施工難度大，造價(jià)高，還有可能危及大壩安全，一般情況下不宜采用。廢除壩下涵管后，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置輸水設(shè)施。要求輸水建筑物結(jié)構(gòu)安全可靠，進(jìn)、出口邊坡穩(wěn)定，一般選擇在壩體外部另設(shè)有壓管道利用水庫(kù)水壓進(jìn)行自壓輸水；有壓管道進(jìn)口采用閘門啟閉設(shè)備控制，要求閘門啟閉設(shè)備運(yùn)行安全靈活，不允許使用木制閘門；閘門啟閉設(shè)備應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的安全保護(hù)設(shè)施，一般應(yīng)設(shè)置啟閉機(jī)房。3、土石壩壩下涵管除險(xiǎn)改造方法分析3.1主要方法1、開挖隧洞：在土石壩附近山體開挖隧洞作為輸水設(shè)施，該方法對(duì)地質(zhì)要求較高。2、壩頭基巖中明挖埋管在土石壩壩

4、頭基巖中明挖設(shè)置埋入式涵管作為輸水設(shè)施，該方法對(duì)地形要求較高。3、設(shè)置虹吸管倒虹吸引水設(shè)置虹吸管于壩坡或山體下面作為輸水設(shè)施。該方法需要抽真空設(shè)備，運(yùn)行管理要求嚴(yán)格。3.2分析1、土石壩壩高較低或壩址附近地形有天然山坳可利用，建議優(yōu)先采用壩頭基巖中明挖埋管方法。無(wú)天然山坳也可在岸坡溢洪道處山體明挖埋管，明挖山體土石方量不大，設(shè)置埋入式的涵管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，投資也較小。埋設(shè)涵管可選擇鋼筋混凝土管、鋼管、鑄鐵管、PVC塑料管、PE塑料管，輸水管徑選擇范圍較大。舉例：***山塘壩下涵管除險(xiǎn)改造：蔡家塘山塘位于**市***鎮(zhèn)**村境內(nèi)，總?cè)莘e2.85萬(wàn)立方米。山塘大壩為土

5、壩，壩高5.0米，輸水涵管位于大壩左端壩下，管長(zhǎng)30米，為內(nèi)徑15厘米素混凝土管，需除險(xiǎn)改造。山塘周邊均為低山，開挖隧洞要求的圍巖厚度不足，山塘位于村莊附近，四周均有房屋，難以實(shí)施爆破作業(yè)，山塘溢洪道型式為渠道式，位于大壩左壩端，自山體開挖而成。設(shè)計(jì)采用封堵原壩下涵管，在溢洪道基礎(chǔ)基巖中明挖埋管。（1）壩中段采用沖抓鉆抓除套井粘土回填，上游進(jìn)口段采用C20混凝土封堵，并對(duì)遺留管段采用水泥灌漿充填。（2）利用溢洪道底板與灌渠高差較低，減少開挖工程量，在壩左端溢洪道基礎(chǔ)基巖中明挖，開挖深度僅3米，埋設(shè)直徑30厘米鋼筋混凝土壓力管作為輸水涵管，管長(zhǎng)30米；進(jìn)口啟閉設(shè)備采用啟

6、閉機(jī)，閘門采用鑄鐵平板閘門，啟閉機(jī)采用5t螺桿式，啟閉機(jī)房面積9平方米。2、土石壩壩高較高，地質(zhì)情況良好，平面布置無(wú)妨礙，建議優(yōu)先采用開挖隧洞方法，隧洞防滲處理簡(jiǎn)單，輸水能力大，并可考慮作為泄洪設(shè)施使用；但隧洞開挖單米造價(jià)較大，如隧洞較長(zhǎng)則工程投資偏高。舉例：***水庫(kù)壩下涵管除險(xiǎn)改造：***水庫(kù)位于**市**鎮(zhèn)西南部，總庫(kù)容123萬(wàn)立方米，為?。?）型水庫(kù)。水庫(kù)大壩分主副壩共4條，均為土壩。主壩壩高20.4米，乙、丙壩壩高15.4米，丁壩壩高9.9米，乙、丙壩原各有一條壩下埋管，其中乙壩涵管為φ30厘米圓形煉瓦管外包混凝土管，管長(zhǎng)85米，啟閉配備為分級(jí)臥管，需除險(xiǎn)改

7、造；丙壩涵管為直徑60厘米鋼筋混凝土管，管長(zhǎng)70米，壩下涵管雖為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但其基礎(chǔ)座落在風(fēng)化層上，加上當(dāng)時(shí)施工條件的限制，混凝土澆筑、壩體土方填筑等施工質(zhì)量欠佳，管壁存在接觸滲漏，長(zhǎng)期下去將會(huì)危及大壩安全，需除險(xiǎn)改造。乙、丙壩之間山體巖體穩(wěn)定性較好，山體自然坡度約20～35°，表層零星分布少量殘坡積層含角礫粉質(zhì)粘土，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖裸露，巖體完整性較差，開挖輸水隧洞需襯砌，進(jìn)出口均無(wú)房屋等影響建筑。設(shè)計(jì)采用封堵壩下埋管，在乙、丙壩之間山體開挖輸水隧洞。（1）壩下埋管封堵：在管內(nèi)進(jìn)出口澆筑混凝土（預(yù)留通氣排水孔），最后采用灌漿封堵，灌漿材料先水泥