- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:小型水库具有量多面广、区域分散、病险突出等问题,尤其是水库老化、病险已经成为水库防洪安全过程中的重大隐患,必须采取有效的除险加固措施,保障水库运行质量和安全。文章深入分析了病险水库除险加固存在的问题,提出了解决对策,对促进水库除险加固工作的有效开展和水利事业的高质量发展有着重要意义。
关键词:病险水库;除险加固;对策
我国大部分小型水库建设于上个世纪50~70年代,其中运行年限在50年以上的水库超过50%,受到当时技术条件和经济的影响,很多水库工程标准偏低,配套设施不完善,处于年久失修,带病运行的状态,安全问题日益突出。尤其在降雨季节来临时水库病险问题加重,增加溃坝风险,还会影响周围居民生产生活,给经济社会发展和生态环境带来极大影响。近年来,国家高度重视水利事业发展,加大了技术、人才、资金等的投入力度,水库安全状况持续改善,但是与高质量发展要求还有很大的差距,而且仍然有一部分水库病险问题突出,除险加固工作落实不到位,严重影响水库运行效益和安全。通过本文对病险水库除险加固对策的研究,希望对推动除险加固工作开展以及水利事业可持续发展有所帮助。
1病险水库存在的问题
1.1水库坝体结构渗漏和裂缝
病险水库坝体渗漏、裂缝是常见的现象。尤其是建设时间久、施工质量差、运行年限长的土坝,坝体土料压实度不够,当水位超出一定范围时,会从坝体孔隙渗出,坝体内的含水量增加稳定性受到影响,容易形成管涌,一旦坝体内部出现空洞,威胁大坝安全。裂缝的产生原因较多,比如坝体不均匀沉降、温度变化、施工时的干缩等,通常会在坝顶或坝坡上出现裂缝,一旦雨季来临,雨水会顺着裂缝进入坝体内部,加剧隐患[1]。
1.2竖井爬梯锈蚀老化
水库竖井爬梯的重要的设施之一,其横断面呈矩形,通常情况下,竖井结构不具备检修交通功能,这种情况给检修工作带来诸多不便。在检修时,工作人员只能通过隧洞放空后从上游或下游隧洞进入竖井,工作时间和路径较长,检修难度增加。水库竖井即便配备了简易的钢爬梯,也会因运行时间久远出现严重锈蚀老化,而且竖井本身很高,在缺少护笼的情况下,会增加检修人员安全风险。
1.3输水设施问题
水库输水设施常见的问题是老化严重,尤其是在上个世纪六七十年代建设的水库,输水钢管在长期运行过程中受到水的侵蚀、泥沙的磨蚀以及内外压力等的影响,逐渐出现管壁变薄、锈穿等问题,严重影响运行效益。混凝土输水洞常面临着混凝土剥落、裂缝的问题,水量损失较大,容易出现漏水情况。另外,输水设施中闸门和启闭机也是容易出现故障的部位,比如闸门止水橡胶在使用一段时间以后出现老化,增加漏水几率,而启闭机需要经常维护,一旦维护不及时、不到位,易出现部件生锈、磨损、电机老化的问题,当紧急放水需要时无能无法正常工作[2]。
2水库运行问题的原因
2.1未按要求做好安全鉴定
我国中小型水库数量众多,面临着水库产权和管理权复杂,在项目建设和管理过程中容易出现责任推诿的问题,比如水库安全鉴定费用投入不足,到期未能按照规定进行安全鉴定,安全隐患突出,影响水库运行安全和效益。
2.2资金管理落实不到位
水库运行管理阶段需要大量资金,但是地方资金难以落实,投入病险水库除险加固、水库运行管理等的落实不及时或配套资金不充足等,工程项目不得不缓建或者取消,而且也存在资金管理使用不规范的问题,导致水库除险加固工作流于形式。
2.3水库运行管理任务繁重
通常情况下,中小型水库建在偏远地方,不仅发挥着防洪任务,在农业生产灌溉、农饮供水方面也发挥着重要作用。但是运行管理任务繁重,加上工作环境恶劣、偏远,技术人员缺乏,管护能力严重不足,导致运行管理难以落实。近年来,水库除险加固工作取得了一定成效,但是后期管理维护仍然是薄弱环节,增加了二次病险几率。
3病险水库除险加固对策
3.1落实坝体加固措施
当水库坝体出现渗漏、裂缝的情况必须及时采取措施防止问题扩大,增加安全风险。通常情况下,可以采用帷幕灌浆技术,在坝体内部钻孔并灌注水泥浆等防渗材料,形成连续防渗帷幕,可以明显减少坝基渗流量。如果是土坝表面出现渗漏,常用的方法是铺设土工膜,将其粘结或锚固,能够防止雨水、库水渗入,保证内部结构安全。裂缝对于水库运行的影响比较大,在解决裂缝问题之前需要观察裂缝的宽度、深度等问题,如果裂缝比较小,可以采用表面封闭的方式,比如用水泥砂浆、环氧砂浆等涂抹裂缝,能够防止裂缝扩大。但是裂缝较大的情况下,这种方法并不适应,就需要进行灌浆处理,使用水泥砂浆或化学灌浆材料等,修复裂缝,保证坝体的完整性。
3.2改造输水隧洞,采用踏步竖井结构
为了提高检修效率,方便检修人员作业,从根本上解决竖井爬梯锈蚀老化的问题,可以设计踏步竖井结构,在竖井上部衬砌“回”字形双臂式结构,直接将旋转踏步延伸到竖井底部。通过这样的改造,可以克服检修人员通行不便、空间受限等难题,而且能够多人同时通行,为工作人员在竖井内活动提供了充足空间,检修过程更加安全、高效。
3.3及时更换输水设施
为了保证水库运行效益和安全,必须及时更换输水设施,尤其是建设时间久,已经出现严重老化问题的水库,安全威胁较大,可以使用耐腐蚀、高强度钢管代替原有输水设施[3]。如果是混凝土输水洞,可以采取改造措施,用内衬钢管或使用其他新型防渗材料,如新型的PE管替换老化的钢管,具备更好的耐腐蚀性和柔韧性。对于水库闸门的止水橡胶老化问题需要定期进行更换,使用质量更好的材料;启闭机也要做好定期保养和维修,损坏的部件及时更换,可以引入自动化控制系统,实现自动化控制,既能提高操作准确性,也方便工作人员及时发现故障,采取应对措施。
4水库运行保障建议
为了促进水库运行安全和整体效益,从根本上缓解水库病险问题,国家层面必须给予高度重视,完善相关政策法规,给予资金、技术和人才方面的支持力度,尤其要强化除险加固项目和资金使用的监督力度,切实保障资金真正用到除险加固中。同时,各地区应该积极健全常态化除险加固工作机制,加快水库安全鉴定工作,摸清底数,尤其处理好水库存量与每年增量的关系,对于病险程度高、防洪任务重的水库应该作为除险加固的重点,尽早完成除险加固任务,保障水库安全长效运行[4]。另外,引进云计算、大数据、物联网等技术,提高水库监管效率,有效应对突发事件,提高水库运行管理水平。
4结语
水库多处于偏远地区,管理和检修难度大,容易出现各种病险问题,必须给予高度重视,根据水库病险特点制定针对性解决方案,保证水库除险加固效果。本文主要对水库病险中常见的问题,如水库坝体结构渗漏和裂缝、竖井爬梯锈蚀老化以及输水设施问题进行了分析,提出了解决对策,认为水库运行过程中应该建立健全常态化除险加固工作机制,做好安全鉴定工作,保障水库运行安全。
参考文献
[1]王宏达.病险水库除险加固设计新方法及新思路[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2024, (11): 51-53.
[2]马健. 某小型病险水库除险加固工程施工管理要点[J].河南水利与南水北调, 2024, 53 (01): 58-59.
[3]郭亚光,李明江,于海.小型病险水库除险加固项目建设管理存在的问题及建议[J].水利技术监督, 2023, (07): 75-76+108.
[4]马宇,任亮.浅谈小型水库除险加固问题及对策建议[J].大坝与安全, 2022, (04): 67-70.
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