坝下废弃涵洞(管)封堵浅谈

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1、浅议小型病险水库涵洞封堵邵阳市水利水电勘测设计院王飕1.前言邵阳市共有1145座小型水库，其中小一型224座，小二型921座，大多修建于50-70年代，均属土坝，都是在边勘测、边设计、边施工中建成。由于建成运行多年，存在诸多险情或病险隐患。根据调查、统计发现，每年汛期，作为水库枢纽工程的重要组成部分的放水建筑物一一坝下放水涵洞出现险情十分频繁，邵阳市所有病险水库都存在涵洞漏水、断裂等病害。因当时的技术水平、材料和资金的限制，放水建筑物大多采用卧管和坝下涵洞组成，卧管斜卧于坝上游一端的山坡上，在卧管上每隔一定的距离和高度设置放水孔，孔径根据放水流量大小而定；坝下涵洞横置于坝

2、体下部，洞身主要采用浆砌石拱或方涵，小部分需要发电的水库采用钢筋碗圆管涵。在设计、施工中都存在不同程度的质量问题，加之长期运用、管理维护不善，工程老化，常常发生漏水、断裂等病害，影响了工程效益的正常发挥，甚至严重威胁大坝的安全。笔者在多年病险水库除险加固设计中，根据输水涵洞的实际情况以及在多座病险水库除险加固施工过程中遇到的问题，在病险水库涵洞封堵设计积累了一定经验。2、坝下涵洞险情及原因分析2.1坝下涵洞出现的险情根据历年邵阳市小型水库安全评价分析和汛期水库出现的险情调查与统计，坝下涵洞出现的险情大多为洞(管)身断裂、漏水。2.2险情原因分析(1)洞(管)身基础不均匀沉

3、陷由于涵洞基础性质不同，一部分管段铺设在岩基上，而另一部分设在土基上，涵洞的基础又未加固处理或处理不当，因沉陷不均引起洞(管)身断裂。(2)洞(管)身结构强度不够因当时的技术水平、材料和资金的限制，涵洞选用材料不当，洞身衬砌单薄或施工质量不良，特别是顶板厚度尺寸偏小，强度不足。(3)运行不当水库高水位时，流量控制不严，闸门启闭不当，使洞内出现充满水流或明满交替的情况，使涵洞震动或无压涵洞有压运行，造成开裂现象。(4)未设伸缩缝洞身较长未设沉陷、伸缩缝，由于温度变化使洞身产生裂缝。(5)设置截水环太少或未设置截水环由于渗径短，设置截水环太少或未设置截水环，使洞(管)壁外与土

4、体间产生接触渗漏。(6)填土不密实由于施工时洞(管)壁外填土质量差，夯压不及，或未经夯实，使洞外壁填土和洞(管)壁结合不严密，形成纵向漏水通道。(6)洞外壁未作涵衣浆砌石涵洞，石质差而又未在洞外壁作涵衣或使用三合泥等低标号砂浆砌筑，并且砌缝砂浆不饱满，施工留有孔隙，盖板与侧墙搭接不好，造成穿过洞壁的横向漏水。(7)水库大坝加高扩建，涵洞延长，新老断面不一致，内接头漏水。3、对坝下涵洞病害采用的设计处理措施笔者在多年病险水库除险加固设计以及在实施涵洞处理施工过程中遇到的问题，不断改进，对于不同类型的涵洞采取相应的设计处理措施。(1)低坝涵洞处理对于坝高低于12米的土坝，当坡

5、缓、易放空、置换土料丰富时,可采用全断面开挖，拆除原涵洞，新建钢筋轻涵管；较理想的方案是封堵老涵洞，新建钢结构虹吸取水管。(2)反压填充灌浆在涵洞内沿洞壁或漏水点布孔，在灌浆压力作用下，浆液沿漏水通道顶水流方向而上，至需要充填的地方，封堵漏水通道，当水库放空时，就变成了填充灌浆，效果十分明显。(1)内套管加固法在套管前，沿涵洞轴线布孔灌浆，将老管外壁与坝体之间的纵向漏水通道充填密实，然后在涵洞内套钢管、铸铁管或钢筋碗管，再在新老管之间进行填充灌浆处理。(2)新开隧洞、封堵原涵洞在离开大坝一定位置新开输水隧洞，待新开隧洞具备过水条件后封堵坝下老涵洞。采用这种办法，能从根本上

6、消除坝下涵洞带来的种种安全隐患，但施工时间长，水库需要放空，废弃涵洞需封堵密实，投资较大。近年来，由于国家投资病险水库治理力度加大，大部分坝下病害涵洞治理采用此种方案。4、废弃涵洞的封堵设计废弃涵洞的存在，将严重危及大坝安全，在对废弃涵洞处理之前,必须对废弃涵洞进行全面勘察，在弄清有关情况的前提下，根据废弃涵洞尺寸大小、破坏程度、渗漏形式、工程造价以及施工的难易程度,设计切实可行的封堵措施。4.1涵洞外壁与大坝土体间渗漏通道的封堵对于断面尺寸大于0.6mx0.5m的涵洞，在涵洞内部封堵前，先进行反压充填灌浆，让浆液沿着涵洞周边渗漏通道逆水流方向而进，达到充填、封堵渗漏通道

7、的目的。首先施工人员直接进入涵洞内，在裂缝和漏水点处用风钻或钢钎人工凿孔，孔深以不凿穿洞壁或涵衣为限，然后进行纯水泥浆灌注。裂缝和漏水点灌注完成后，再在洞壁两侧凿孔，每侧凿双排孔，上下错开呈梅花形，孔深以凿穿洞壁为限，孔距3-5米，在孔内埋管，灌注纯水泥浆。灌浆压力采用0.1-0.2Mpa,分段选定灌浆压力，规定压力下，灌浆孔注入率不大于1L/min,延续lOmin,即可结束灌浆。在裂缝或砌缝处出现冒浆现象，不要急于封堵，待冒出稠浆后再降低灌浆压力，用杉木楔包裹碎布、棉花封堵。水泥浆液浓度由稀至浓逐级变换，常用1、0.8、0.