- 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:水利水电工程长期受复杂环境及老化、荷载、侵蚀等因素影响,易产生安全隐患,威胁工程稳定与周边安全。除险技术作为防范险情、延长寿命、保障运行的关键,其科学性直接决定安全管控水平。本文针对常见隐患,系统探究除险核心技术体系,分析作用机理、应用要点及优化路径,梳理关键影响因素,旨在为除险工作规范化、高效化开展提供技术参考,助力工程安全管控能力提升。
关键词:水利水电工程;除险技术;隐患治理;安全管控;加固技术
1水利水电工程常见隐患类型及成因
1.1坝体结构隐患
坝体作为水利水电工程的核心承重结构,其完好性直接决定工程整体安全,常见隐患包括裂缝、渗漏、结构破损及强度不足等。裂缝多因混凝土收缩、温度应力变化、地基不均匀沉降等因素引发,贯穿性裂缝易加剧坝体渗漏,降低结构整体性;渗漏则源于坝体材料抗渗性能不足、施工接缝处理不当或坝基防渗体系不完善,长期渗漏会导致坝体软化、强度下降,甚至引发管涌、滑坡等次生险情。结构破损主要表现为混凝土剥落、钢筋锈蚀,多由长期水流冲刷、冻融循环、介质侵蚀等作用导致,进一步削弱坝体承载能力,各类隐患相互关联、逐步演化,若未及时处置,将严重威胁坝体稳定。
1.2防渗系统隐患
防渗系统是遏制工程渗漏、保障工程安全的重要屏障,其隐患主要集中在防渗体破损、防渗帷幕失效及排水系统堵塞三个方面。防渗体破损多由施工质量不达标、外力撞击或自然老化导致,土工膜、黏土铺盖等防渗材料出现破损后,会丧失防渗功能,引发坝基、坝肩渗漏;防渗帷幕因长期受地下水侵蚀、化学介质作用,易出现帷幕体开裂、灌浆结石强度不足等问题,导致防渗效果下降;排水系统堵塞则由泥沙淤积、杂物堆积造成,无法及时排出渗透水,导致坝体内部水压升高,加剧渗漏隐患,间接引发坝体结构变形。
1.3附属设施隐患
水利水电工程附属设施包括泄洪建筑物、输水建筑物、监测设施等,其隐患易被忽视却直接影响工程正常运行。泄洪建筑物常见隐患为闸门变形、启闭设备故障、泄槽冲刷磨损,闸门变形会导致泄洪能力下降,启闭设备故障则造成泄洪延误,加剧工程险情;输水建筑物易出现管道腐蚀、接口渗漏、内壁结垢等问题,影响输水效率,严重时会导致管道破裂,引发水资源浪费或次生灾害;监测设施隐患主要表现为传感器失灵、数据传输中断,无法及时捕捉工程运行状态,导致隐患排查不及时,错过最佳除险时机,进一步扩大险情影响范围。
2水利水电工程核心除险技术体系
2.1坝体结构除险技术
坝体结构除险技术以修复破损、提升承载、遏制隐患为核心,针对不同隐患采取差异化处置:裂缝采用压力灌浆技术,依据缝宽选用水泥浆或环氧树脂等浆液注入填充,形成整体防渗承重结构;混凝土剥落及钢筋锈蚀需清除松散材料、除锈后采用高强度材料修补,必要时配合外包钢或粘贴钢板加固;强度不足则通过加大截面尺寸优化受力、增强抗荷载能力。施工全程须严控精度,确保除险效果达标。
2.2防渗除险技术
对于防渗体破损,采用铺设新的防渗材料、修补破损部位等方式,恢复防渗体完整性,土工膜破损可采用热焊法修补,黏土铺盖破损则通过重新铺设黏土并压实处理,确保防渗效果;针对防渗帷幕失效,采用补充灌浆技术,在原有帷幕基础上布置灌浆孔,注入高标号浆液,形成新的防渗帷幕,提升坝基、坝肩防渗能力。排水系统堵塞治理以疏通排水通道、优化排水设计为主,采用高压冲洗、机械清淤等方式清除管道内泥沙、杂物,同时完善排水系统布局,增设排水孔,提升渗透水排出效率,降低坝体内部水压,减少渗漏隐患对工程的影响。
2.3附属设施除险技术
附属设施除险技术围绕恢复设施功能、保障运行安全展开,针对不同设施隐患采用差异化处置技术。泄洪建筑物除险中,对变形闸门进行校正、加固或更换,对故障启闭设备进行检修、调试,确保设备灵活运行,同时对泄槽冲刷部位采用耐磨材料修补,增强抗冲刷能力;输水建筑物除险时,采用防腐涂层、内衬修复等技术处理管道腐蚀问题,对接口渗漏部位进行密封处理,通过化学清洗、机械清理等方式清除内壁结垢,恢复输水通畅性。监测设施除险需及时更换失灵传感器,检修数据传输线路,优化监测点位布局,采用无人机探测、光纤传感等智能监测技术,提升监测数据的准确性与实时性,确保能够及时捕捉工程隐患变化,为除险工作提供数据支撑。
3水利水电工程除险技术应用关键及优化路径
3.1除险技术应用关键要点
除险技术的有效应用需依托精准的隐患排查与科学的方案设计,隐患排查需结合传统检测与智能监测手段,全面排查坝体、防渗系统、附属设施等各部位隐患,明确隐患类型、位置、严重程度及成因,避免遗漏隐蔽性隐患。方案设计需结合工程实际工况、隐患特点及周边环境,选择适配的除险技术,合理确定施工参数,兼顾除险效果与工程经济性,避免技术选型不当导致除险失效。施工过程管控是除险效果的重要保障,需严格按照施工方案开展作业,加强对施工材料、施工工序的质量控制,重点把控灌浆密实度、修补强度等关键指标,同时做好施工安全防护,避免施工过程中引发次生险情,确保除险施工安全、有序推进。
3.2除险技术应用影响因素
水利水电工程除险技术应用效果受多种因素影响,工程地质与水文条件是核心影响因素,不同地质条件下,坝体结构、渗漏特征存在差异,对除险技术的适配性要求不同,复杂地质条件会增加除险施工难度,影响技术应用效果。施工质量与材料性能直接决定除险耐久性,施工工序不规范、材料质量不达标,会导致除险部位再次出现隐患,缩短除险周期。技术水平与管理能力也会影响除险效果,施工人员专业能力不足、管理体系不完善,会导致施工过程管控不到位,无法充分发挥除险技术的作用。
3.3除险技术优化路径
除险技术优化需结合发展趋势与工程需求,推动传统技术向智能化、绿色化升级。应加强智能技术研发应用,推广无人机探测、水下机器人、光纤传感等技术,实现隐患排查与施工处置智能化,提升效率与精准度;优化材料性能,研发高强度、抗腐蚀、抗老化新型材料替代传统材料,延长使用寿命并降低维护成本;完善技术标准体系,规范施工流程、参数与验收标准;同时加强技术交流与人才培养,推动除险技术创新应用与持续优化。
结论
水利水电工程除险技术是保障工程安全运行、防范安全隐患的核心支撑,其应用需立足工程常见隐患类型,构建涵盖坝体结构、防渗系统、附属设施的全方位除险技术体系。坝体结构除险、防渗除险与附属设施除险技术各有侧重,需结合隐患成因与工程实际,选择适配的技术方案,严格把控施工质量,确保除险效果。除险技术应用效果受地质水文、施工质量、技术水平等多种因素影响,需通过精准排查隐患、优化技术方案、规范施工管理,提升除险技术的适用性与耐久性。
参考文献
[1]沈瑶. 水利工程中农村水库除险加固工程实施探讨[J].农机市场,2024,(10):70-72.
[2]吴胡强. 综合防渗技术在小型水库除险加固工程中的应用[J].水利科学与寒区工程,2023,6(07):146-149.
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