【摘 要】本文以小型水庫的設(shè)計設(shè)計為研究對象,通過對實際設(shè)計中出現(xiàn)的比較棘手的問題進(jìn)行研究,分析了實際操作與設(shè)計之間的契合的如何把握,從而為更加完善的小型水庫的設(shè)計提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】小型水庫;壓力;溢洪
一、灌漿壓力與封孔
依據(jù)水庫壩體技術(shù)規(guī)范的規(guī)定來看,在對水庫壩體進(jìn)行灌漿的過程中,灌漿的壓力應(yīng)該控制在4.9*104Pa,即0.5Kg/cm2,而其瞬時的壓力應(yīng)該控制在9.8*104Pa,即1.0Kg/cm2,在灌漿過程中,要在灌漿機(jī)和灌漿孔處安裝壓力表以讀取瞬時壓力,查看壓力的變化,必要時,對重要的孔進(jìn)行壓力全程的繪圖。
灌漿過程中,需要對灌漿孔進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控,按照灌漿材料的不同及時查找灌漿孔由于漿液的凝固導(dǎo)致的孔的縮小。如果根據(jù)當(dāng)?shù)厥褂玫某S玫狞S土作為灌漿的填充材料來看,其物理特性指標(biāo)必須控制為:一般物理性指數(shù)10-25%,砂粒含10%,粉粒含40-50%,粘粒含20-45%,漿液的重力系數(shù)1.2-1.4g/cm3。根據(jù)灌漿過程的實際操作,遇到比較耗費漿液的孔時需要及時加大漿液的濃度以加快漿液的凝固。
在決定是否封孔時,需要按照設(shè)計的壓力來判斷,在孔不吃漿液達(dá)到0.5-1小時后,可以決定進(jìn)行封口。此時孔內(nèi)的漿液已經(jīng)不再流動,表明壩體灌漿過程的結(jié)束。此時可以將0.5m漿液取出,用直徑2-3cm的粘土球充填,按照分層逐步填充實在,達(dá)到壩體面高出的效果,然后由施工單位填寫質(zhì)量驗收報告交由監(jiān)理管理部門審核。
二、防滲措施
(一)土工膜和粘土水平防滲措施
以某縣的一座小型水庫為例,該水庫建成時間為上世紀(jì)七十年代,建成壩體比較粗糙,用料不講究,年久失修導(dǎo)致了該水庫蓄水后漏水比較嚴(yán)重,存在很大的安全隱患。需要進(jìn)行防滲改造,通過設(shè)計后,可以在壩體前加以粘土堵截,由于設(shè)計操作中開槽時出現(xiàn)流砂,按照正常的操作無法開槽,遂通過實踐從新設(shè)計改為水平防滲:
在150m的壩基前做土工膜鋪蓋水平防滲,在大壩迎水坡腳上游40m范圍內(nèi)找平庫底,并在距大壩坡腳40m處挖一道深1.0m、寬0.5m的溝用來固定土工膜,然后鋪設(shè)20cm厚細(xì)砂墊層,墊層上鋪設(shè)土工膜(兩布一膜),其規(guī)格為300g/m2,最后在土工膜上鋪設(shè)20cm厚細(xì)砂做為保護(hù)層。
對于水庫左壩頭迎水面500m2范圍內(nèi)做粘土水平防滲工程,先用推土機(jī)找平,然后在找平層上鋪設(shè)1m厚的優(yōu)質(zhì)粘土,粘土層應(yīng)分層碾壓,達(dá)到規(guī)范要求的密實度,粘土層應(yīng)與壩體內(nèi)的粘土斜墻結(jié)合密實,最后在粘土層上鋪設(shè)1m厚土料作為保護(hù)層,防止水庫無水或少水時牲畜的破壞。
。ǘ┱惩两貪B墻垂直防滲措施
以某縣內(nèi)的一座小型水庫為例,該水庫的壩體為粘土制作的斜體墻,水壩的根基不牢靠,大壩的基礎(chǔ)沒有在完整的基巖上。因此水庫的漏水情況也比較嚴(yán)重,根據(jù)實際需要,采用粘土滲墻垂直防滲的措施。具體做法如下:在迎水坡腳處開挖截滲槽,深挖至不透水基巖以下0.5m,探測平均深約為4.0m,截滲墻厚選用壩前水深10m的0.2倍,即2m。而后采用人工回填粘土并分層夯實,截滲墻與原粘土斜墻結(jié)合為一體,結(jié)合厚度為1.5m。
三、設(shè)計中出現(xiàn)的問題
(一)溢洪道設(shè)計尺寸較小
實際設(shè)計中,由于資金比較短缺,而限于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格性和規(guī)范性,因此導(dǎo)致了實際中的溢洪道的尺寸都偏小,而隨之突發(fā)洪水的影響,使得這樣的尺寸成為不堪一擊的設(shè)計。根據(jù)實際洪峰的流量表適當(dāng)調(diào)節(jié)尺寸,使得泄洪淤積體積的概率降低,是水庫泄洪的根本要求。以此保證正常的生產(chǎn)生活秩序,在資金保障上,也應(yīng)該積極尋找資金保障的缺口的補(bǔ)失,使得設(shè)計尺寸不再保持最小。
。ǘ┮绾榈榔矫鎻澋腊霃酱笮〔环(wěn)定
平面彎曲半徑對于溢洪道來說是隨著時間的推移而不斷變化的,因此形成了對泄洪的阻礙的作用,在溢洪道的陡坡形成后,其特殊性被顯現(xiàn)出來,而溢洪道彎曲平面半徑由于變化導(dǎo)致了流體動態(tài)改變,使得流體態(tài)勢驟變,從而使得壩體兩邊造成水壓差,形成旋渦,使得下游銜接的平面段內(nèi)出現(xiàn)回流式水體,影響了泄洪的正常進(jìn)行。
。ㄈ┮绾榈蓝钙卤冉颠^陡
由于設(shè)計與實際的出入比較大,使得設(shè)計方案在一定程度上阻礙了泄洪的順利進(jìn)行,按照設(shè)計方案施工的工程則大大削弱了壩體本身的功能,這種不合理的設(shè)計缺乏科學(xué)的考證,其中陡坡過陡便是其一。實際中有一部分溢洪道出現(xiàn)在山坡上,但是過陡的坡容易引發(fā)一系列的危險,一旦出現(xiàn)滲水則容易滑坡,從而大大降低施工本身的穩(wěn)定性。
四、底板工程設(shè)計應(yīng)注意的問題
對于問題水庫的設(shè)計來說,底板工程建筑設(shè)計應(yīng)注意表面溢洪道和深式泄水洞兩種型式。這兩種型式主要起著兩種作用:疏通砂體和泄洪的作用。對于這兩種型式來說,底板的高度至關(guān)重要,在實際設(shè)計中應(yīng)該考慮的是:
根據(jù)國家防洪標(biāo)準(zhǔn)GB50286―2000的要求進(jìn)行設(shè)計,在考慮加固水庫和新建水庫時要采用不同的底板高程,在加固底板高程時要考慮原底板的高程,盡量以原底板的高程為準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。對于除險加固的底板的高程原則不予加高。而參考了國家標(biāo)準(zhǔn)和實際中的調(diào)洪演算比較后發(fā)現(xiàn),原底板高程為準(zhǔn)確定的的壩頂高程,低于現(xiàn)狀壩頂高程,造成現(xiàn)狀壩高的嚴(yán)重浪費。因此根據(jù)實際需要來看,雖然原則上不予考慮加高,但實際情況區(qū)別對待,需要對不同的壩體進(jìn)行現(xiàn)場考察,仔細(xì)演算后,可以對底板進(jìn)行加高,抬高后的底板需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益的考察和技術(shù)上的比較,以此來檢驗加固后的底板是否較以前的具有更大的優(yōu)勢。
對于除險加固后的壩體在運(yùn)行一段時候后,需要相應(yīng)的對壩體周圍的地形和建筑物進(jìn)行跟蹤和精確的測量,以保證壩體對周邊環(huán)境的影響,尤其是地質(zhì)變化的影響做到及時的監(jiān)測,并提出預(yù)案。根據(jù)壩體運(yùn)行的情況,對淤泥進(jìn)行詳盡的監(jiān)測,及時查看有無阻死現(xiàn)象,及時檢驗底板抬高后的效果。
參考文獻(xiàn)
[1]饒大義.小型水庫除險加固工程設(shè)計洪水簡化計算[J].小水電, 2009, (04)
[2]趙云.無資料地區(qū)中小流域梯級水庫設(shè)計洪水組成[J].電網(wǎng)與清潔能源, 2009, (06) .
[3]何偉俊.小型水庫除險加固設(shè)計中需注意的主要問題探討[J].廣東水利水電, 2006, (03)