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1、中小型水库涵管除险加固的处理方法第5期2009年5月广东水利水电GUANGDONGWATERRESOURCESANDHYDROPOWERMav.2009中小型水库涵管除险加固的处理方法蔡朝晖(湛江经纬水利水电工程有限公司,广东湛江510110)摘要:根据多年工程实践,阐述了中小型水库输水涵管除险加固的4种方法,其中主要介绍了旧涵内套钢管的施工方法,以期为类似工程提供参考.关键词:中小型水库;涵管;除险加固;措施中图分类号:TV697.3文献标识码:B文章编号:1008一Ol12(2009)05006802前言目前在粤西地区的中小型水库大多数建于20世纪五六十年代,建成运行后,对当地的农业生产和
2、国民经济的持续稳定发展发挥了巨大的作用,但由于历史等各方面的原因,普遍存在设计标准偏低,施工质量差,存在隐患较多,特别是水库的放水涵管,存在伸缩缝止水铜片损坏,沥青老化,管身沉陷开裂,漏水严重,有的外侧填土不实,长期漏水带走泥土,形成渗流通道,危及土坝安全,对下游人民的生命财产构成威胁.1中小型水库的主要病险问题根据调查分析,中小型水库的病险问题多种多样,主要如下:1)水库防洪标准低主要原因:工程设计洪水标准低,不满足实际运用要求;随着水文系列资料的延长,特别是受实测大洪水系列资料的影响,重新核定工程洪水标准后,工程新的防洪标准低于国家标准;随着科技进步和社会经济的发展,工程建设规程和规范的要
3、求在不断强化和统一,原有标准不满足新规范要求.2)抗震标准低按新的地震烈度区划分确定工程区基本烈度并按现行水利建筑抗震规范复核,一些水库抗震标准低,不满足要求.3)大坝稳定性差及坝体,坝基渗漏严重许多中小型水库均建于20世纪五六十年代,许多水库大坝存在坝体断面不足,坝坡或坝体存在抗滑稳定,坝体裂缝等问题.较多大坝存在坝基渗漏,绕坝渗漏,接触冲刷破坏,散渗,沼泽化,流土,管涌,蚁害等严重问题,危及大坝安全.4)输,放水及泄洪建筑物老化,破坏程度较大.2中小型水库涵管病害除险加固措施现结合某水库涵管除险加固方案及处理措施介绍如下:首先是水库涵管的处理方案的选择.水库涵管除险加固处理一般有下列几个方
4、案:1)采用破坝重建;2)放弃和堵塞原涵管,用顶管的方法重建;3)放弃和堵塞原涵管,改用虹吸式钢管;4)利用原涵管内套用新钢管,原涵管与新钢管之间空隙采用灌浆充填.上述4个方案进行比较,其主要优缺点:方案1破坝重建的开挖和回填土方量大,需要工期长,投资大;方案2的施工技术较复杂要求高,进水口开关设施需要重建,原涵管要做封堵处理,施工期较长,投资较大;方案3由于虹吸管的真空值和安装高度有一定要求,管道要求密封性能要好,需要开挖和回填土方,亦需要将原涵管做封堵处理,且以后管理运用麻烦;方案4施工技术较简单,不用开挖土方,施工期短,可以利用原涵管,保留原进水口的闸门,工程投资小,但缺点是不少水库涵管
5、直径太小,不能满足排洪及泄水要求.综上所述,从投资,工期,施工,管理等方面进行技术经济比较,应该优先选用方案4,即在原涵管内套钢管,新旧管之间空隙采用灌浆充填做防漏处理;其次考虑1,2方案,方案3则较小采用.收稿日期:20090323;修回日期:200904-08作者简介:蔡朝晖(1968一),男,本科,1程师,从事水利水电工程施工管理工作.?68?2009年5月第5期蔡朝晖:中小型水库涵管除险加固的处理方法No.5May.2009现已完成除险加固的中小型水库涵管多采用在原涵管内套圆钢管和灌浆进行除险加固处理,或采用方案1,2进行处理,经近年运用检验证明效果良好.各水库均能安全正常运行,工程效
6、益显着.由于上述方法采用较多,现根据在实施中总结出来的经验对”原涵管内套圆钢管和灌浆进行除险加固处理”的处理方法详加阐述.1)内套圆钢管直径的确定内套圆钢管直径主要取决于原涵管的尺寸,但新钢管管壁厚度需经计算确定,两者选择时应考虑设计过水流量,发电水头损失和施工方便等因素.而且一般宜使新套钢管与原涵管之间最小有3040ram的间隙.新钢管的管壁厚度确定后还应考虑加厚2ram的锈蚀和磨损的安全量.同时该管壁厚度除了满足强度的安全要求外,还应满足稳定性的要求.2)钢管的制作及安装钢板材料选定后,在工厂分节卷焊加工成钢管,每节管长根据方便运输和安装决定.每节钢管加工时要求直径要准确,管口要平整.出厂
7、前应按规范要求进行检查.新制作的钢管运到工地后,要经检查和校正,然后在原涵管口用一部特制的小型滑轮车分节运人管内,经调直套装校正锚固后才能进行焊接.由于新旧涵管之间的空隙需要灌浆充填,因此在钢管制作安装时应预留灌浆孔,其具体要求应按灌浆设计决定.3)新套钢管与旧涵管之间充填灌浆灌浆孔要求约每隔10m布置1个断面,每个断面开5个孔,其中下腰处2个,上腰处2个,顶部1个.另外在进出口各布置排气孔和排水孔各1个.灌浆应首先在上游进水口处进行,逐步向下游出口灌注,先灌下腰孑L,然后上腰孔,最后灌顶部孔.灌浆采用孑L口封闭式循环灌浆法.每孑L要求复灌3次,每次间歇时间不少于3d.第1次,第2次,和第3次
8、灌浆的压力为0.1MPa,0.15MPa和0.2MPa,当每次灌浆达到设计压力后开动回浆阀,并保持其设计压力,当每分钟吸浆量小于1L/min时再继续灌注30min才停止该孔灌浆.第1次灌注时采用水泥沙浆,细粉砂掺入量为干料量的20%30%,第2次和第3次灌注时采用纯水泥浆.浆液配比一般有用3:1,2:1,1.5:1,1:1四级.第1次灌注时采用较浓的浆液,第2次和第3次则采用较稀的浆液.灌浆后一般可以用锤击敲管听响声来判别灌浆的密实程度,如发现脱空较大部位,要重新开孔进行补灌,以确保新旧管的整体结合.4)涵管外围边充填灌浆由于过去原涵管建成后两侧回填土不密实,水库蓄水后容易在涵管外周边形成渗漏
9、通道.为了充填涵管外周边空隙,使坝体与涵管接合紧密,确保坝体安全,可采用充填灌浆处理.根据具体情况在迎水坡开始沿涵管左右外侧(距涵管边0.51.0m)布置灌浆孔:各边孔水平距离约4m,孔深至涵底以下12m,灌浆压力要求0.10.2MPa.为确保灌浆效果,要求每孔复灌3次,每次复灌间歇时间不少于5d.可采用灌粘土水泥浆,水泥用量为干料量的20%.如涵管较大,人可以进人操作,亦可在装钢管前首先在涵管内打孔进行外周边充填灌浆.另外,在涵管除险加固中应考虑以下各点问题:1)一般中小型水库放水涵管除险加固处理要求工期短,采用内套钢管和灌浆处理比较合适,只要施工前做好充分准备,选择素质高的施工队伍,精心做
10、好施工组织设计,使整个施工能够按计划紧凑有序进行,一般就可以保质保量完成任务.2)施工时间要选定在年末枯水期进行,工程一定要确保在汛期前完成.因此,汛末随着水库水位下降,就要及时到施工现场布置核实设计有关数据.3)为了确保工程施工的质量和安全,一定要按照有关规范进行施工,施工时要采取措施确保涵管内的通风和用电安全.同时在涵管套钢管前一定要将在涵管青苔污垢等清洗干净,以使新旧涵管之间灌浆结合紧密.4)水库放水时涵管的漏水损失,不但直接影响水库的灌溉,发电等经济效益,还将会危及土坝,渠闸和下游人民生命财产的安全.为此要居安思危,抓紧时间对病险水库的涵管进行仔细检查,并及时安排资金进行除险加固,以发挥水利工程的经济效益和社会效益,确保水库的安全.3结语病险水库涵管除险加固工程,应先查明病险原因.进行大坝加高与泄水建筑物扩建加固的方案比选,文中介绍了4种加固方案,经多年实践运用,取得较好的效果和经济效益,确保了水库安全运行.(本文责任编辑罗睿)?69?