中小型水库坝下排水涵管除险加固设计要点

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1、中小型水库坝下排水涵管除险加固设计要点第42卷第9期2011年5月人民长江YangtzeRiverVo1.42.No.9May,2011文章编号:1001—4179(2011)O9—0057一o4中小型水库坝下排水涵管除险加固设计要点朱晓玲,陈皓2,李玉芬(1.浙江省水利水电技术咨询中心,浙江杭州310020;2.浙江广川工程咨询有限公司,浙江杭州310020)摘要:我国2O世纪50—7O年代修建的小型水库,其泄水建筑物大多采用坝下涵管,因受当时技术条件的限制,且年久失修,致使大多数涵管存在渗漏或其他问题,严重影响到大

2、坝的安全运行.根据多年处理中小型病险水库的经验,对防止涵管接触渗漏的设计要点,防止内水外渗的设计要点,原涵管拆除与兴建的设计要点,原涵管封堵与新建虹吸管的设计要点等进行了归纳总结.其设计经验对中小型病险水库的除险加固有重要参考价值.关键词:坝下涵管;渗漏处理;设计要点;中小型水库中图法分类号:TV698文献标志码:A1排水涵管运行现状我国在2O世纪5O～70年代修建了大量的中小型水库,大坝坝型多采用土石坝,排水建筑物大多采用坝下涵管.受当时经济技术条件的制约和影响,往往在缺乏规范的设计图纸和专业施工单位的情况下,工程仓

3、促上马,造成工程施工质量差,致使大多数涵管存在渗漏或其他问题,影响大坝的正常运行.导致涵管渗漏的主要原因有:涵管基础地质条件差,不均匀沉陷导致涵管损坏;坝体施工质量差,坝内涵管与大坝防渗体结合不严密,造成沿涵管外壁的接触渗漏冲刷或坝体变形导致涵管损坏;涵管砌筑质量差引起破裂漏水;进水口闸门或防渗结构损坏引起渗漏等.由于原设计施工资料严重缺失,且涵管深埋在坝下,涵管病害问题是否存在或严重程度难以查明,病害问题一旦发展则对大坝威胁极大,处理起来难度也很大,故涵管病害被称为"大坝心脏病".坝下排水涵管除险加固设计首先要查明涵

4、管存在的问题,管壁外侧是否存在接触渗漏问题,涵管是否有裂缝,断裂等结构性问题,管内漏水要分清是进口闸门漏水还是坝体渗水汇入管内等情况,针对不同的问题,设计应提出相应的处理措施.通常的处理方法分为两种:①对结构没有大问题的老涵管,进行加固和防渗处理时,多采用进口开挖后重新回填黏土夯实防渗,修补涵管内外侧壁与涵管内衬钢管或塑料管,涵管外侧灌浆和增设截水环等方法.②对于结构破坏严重,或坝中断裂错位的小管径涵管,则须封堵或挖除老涵管,重新修建放水建筑物,一般采用挖除并新建涵管,新建虹吸管或有条件时新开隧洞等处理方法.笔者在进行

5、一些设计复核工作时,发现很多涵管加固设计不合理,现将多年设计工作的经验加以总结,供设计人员参考.2防止涵管接触渗漏设计要点有些水库坝下涵管虽经多年运行,没有出现大的结构性问题,主要原因是进口闸门及启闭设施运行多年后锈蚀老化.这样的涵管处理应以维修加固为主.对于渗漏情况并不严重的涵管可以不作防渗处理,而是将涵管出口处开挖后做好反滤,保证工程大坝渗透稳定.进口闸门及启闭设施一般需要改造更新处理.接触渗漏比较严重时,需在上游侧或坝顶位置采取截渗措施.2.1充填灌浆处理由于原涵管两侧回填土不密实或不均匀沉降等原收稿日期:201

6、0—12—30作者简介:朱晓玲,女,高级工程师,主要从事水利水电工程规划设计咨询等工作.E—mail:zhuxiaolingqh@sohu.com58人民长江因,造成水库蓄水后在涵管外周边易形成渗漏通道,在长期集中渗流情况下,涵管外围接触面会形成空洞.为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涵管外周边的空隙.充填灌浆适用于处理性质和范围都已确定的局部隐患,进行充填灌浆设计首先要确定涵管的位置和涵管外侧空洞或裂隙的范围,根据涵管缺陷情况确定孔位布置,灌浆压力,浆液材料及浓度等设计指标.孔位间排距一般取1～

7、1.5m,孑L深至涵底以下1m,灌浆压力不大于0.05MPa,以免劈裂坝体形成新的缺陷.为确保灌浆效果,要求每孔复灌3次以上,每次复灌间歇时间不少于5d.灌浆材料可采用灌黏土水泥浆,水泥用量为干料量的5%一30%.需要强调的是,充填灌浆处理大坝防渗是不可行的.由于原坝体细颗粒较多,渗透系数本身就不大,充填灌浆要求的灌浆压力又很小,浆液在坝体内不能有效扩散,孑L与孑L之间不能搭接形成防渗幕墙,起不到防渗的作用.所以一般老的坝体存在的压实度不够,渗透系数较大等问题不能用充填灌浆处理.2.2倒挂井增设截水环对于沿管壁接触渗漏

8、问题比较严重的,应进行截渗处理,可在管壁外侧增设截水环防渗.由于涵管深埋坝下,明挖处理费工费时且风险较大,截水环可采用倒挂井的施工方法开挖.倒挂井是在坝顶浇筑混凝土锁梁,梁下修建混凝土倒挂井,逐层向下开挖,立模,浇筑混凝土倒挂井壁,挖至涵管基岩后清除风化岩石,凿毛清洗干净,浇筑防渗墙截水环截渗.倒挂井采用人工开挖,技术简单,不需要