摘 要:小型水库输水建筑物大多为坝下涵管,由于我国小型水库大多建于上世纪六七十年,至今运行年代较长,淤积严重,导致大部分小型水库涵管阻塞严重。严重影响了水库效益的发挥。
关键词:土坝;坝下涵管;堵塞;处理措施
中图分类号:tv1.2+3 文献标识号:a 文章编号:2306-1499(2013)07-(页码)-页数
作为我国水利工程体系的重要组成部分,小型水库承担着防洪、供水、灌溉等十分重要的功能。但是小型水库多数兴建于上世纪六七十年代,大部分水库的涵管均为圆形有压涵管且管径较小,放水闸门设置于涵管出口,由于管理不规范,经年累月积大部分水库库区淤积严重,导致放水涵洞不能正常运用的水库较多。不仅严重威胁下游群众生命财产安全,而且严重影响水库效益的发挥。
1.水利管理和病险水库除险加固
遇到过多座小型水库涵管被泥沙堵塞的问题,导致放水涵洞不能正常运用,严重威胁到了大坝的防洪安全及下游群众生命财产安全,而且严重影响到了水库效益的发挥。在病险水库除险加固勘测设计时涵管轴线位置不能准确定位,施工放样时涵管进口位置难于确定等问题。
2.多件工程的施工
笔者摸索出了一套疏通涵管并能准确寻找到涵管进口位置较为可行的施工方法。具体操作过程如下:首先向大坝管理人员咨询涵管进口所处的大概位置,基本掌握涵管进口所处的位置。二是采用法兰盘连接,在涵管出口安装长50厘米带阀门的涵管,阀门设在出水涵管出口末端,在新增加的涵管上开一旁通管(一般直径50毫米),坝面适当位置设置一台抽水扬程比坝高略高的抽水机,将抽水管接好至新安装好的旁通管上,关闭出口末端阀门,打开其它阀门,从库内抽水至涵管将水反压至涵管进口。三是压水后注意观察涵管进口处库水变化情况,一般情况下,抽进涵管的水经不断反压至涵管进口后,涵管进口位置处水会变黄,涵管疏通后库内涵管进口位置处库水表面会出现翻水冒泡现象。这样,即可初步确定出涵管进口所在位置,同时,说明被阻塞的涵管已经疏通。若是疏通涵管,此时可以停止抽水,打开阀门进行冲沙,若又遇堵塞,可反复进行,如配以进口进行搅动,则效果更佳。四是如果采取上述办法还不能将涵管疏通,在条件允许的地方则可采用挖机将大坝上游坝坡脚靠近涵管进口部位的泥沙挖出部分后,不断用挖机搅动库内泥沙,同时使用抽水机不断将水从涵管出口抽压至涵管内,反复冲压涵管,直至库内出现翻泡现象。这样,即可疏通涵管。
3.工作原理
采用抽水机将水从库内抽压至涵管出口,使水形成高压力后不断从涵管出口涌至涵管进口方向,反输水涵管正常流向冲水,冲击涵管内部及进口泥沙,直至涵管进口处水面翻水冒泡,表明涵管已经疏通。若一次不成功可多次反复进行,条件允许的地方则可采用挖机配合将涵管进口处泥沙挖出部分,以免泥沙再次阻塞涵管。
采用此办法的前提条件是,输水涵管为有压涵管,材料为金属结构,且涵管完好,无断裂漏水现象,主要适用于以下情况:(1)水库运行过程中,泥砂堵塞进水涵管口,放水时水无法流出,或出水量大量减少;(2)明显的软质物堵塞了进水管口; (3)需要确定涵管进口位置的。
4.涵管疏通的施工优点
由于上世纪五、六十年代建成的小型水库坝塘,工程资料普遍不全,难以从资料的使用本办法的优点:通常情况下若涵管出现泥沙等造成堵塞,或是需要确定水下进水涵管的进口位置,都是由潜水员下水工作才能完成,但由于受潜水设备等(主要用重型潜水设备,体积大),存在潜水员的生命安全在一定程度上受到威胁,同时也不可能在水下长时间工作,加之人工在水下效率低,有的地方潜水人员无法到达,部份水下除险仅靠潜水员难以完成。有的库区长时间运行,泥沙淤积堵塞输水建筑物的进口,潜水员根本无法找到。采用该办法可以不用潜水员下水,查找省时省力,无生命安全之忧,且可以重复使用,成型配套后,成本低,疏通堵塞的涵管迅速,见效快,实用性强。
工程实例:红塔区团结水库位于红塔区研和事处贾井居委会飞井村后山箐内,地理坐标东经102o 31′30”、北纬24o 38′47”,工程始建于1970年11月,1972年3月竣工投入运行,大坝坝型为均质土坝,属珠江流域西江水系南盘江三级支流,水库控制径流面积1.05km2,总库容20.7万m3,属小(二)型水库。
5.团结水库
一座以农业灌溉为主兼有下游防洪保护多功能的水库,水库主要受益区为研和街道贾井社区居委会,是当地农田灌溉用水的唯一水源。对下游人民的生命财产起到防洪保护作用,水库的经济和社会效益十分显著。
水库经多年运行,已积病成险,2012年对水库大坝进行除险加固,以确保水库安全运行、正常发挥效益。主要建设内容是:对坝体、坝基及坝肩进行防渗处理,对大坝上、下游坝坡进行整形,上游坝坡采用砼预制块护坡,下游坝坡采用草皮护坡,坝脚增设排水棱体;在大坝左岸新建溢洪道;在大坝右岸拆除输水高涵,新建输水涵洞,封堵输水低涵。由于原来的输水低涵地处库区的易滑坡区,进口处被泥沙堵塞,当地管理单位用钢管从涵洞出口处往洞内上游用力捅,则开始的时候,由于淤积较少,能放出定的水量,后期淤积增大,钢管捅断在洞内都无济于事;到了除险加固的时候,原输水涵洞已无法通水,当时由于库水位高于原输水涵洞进口底板约5米,要对原封堵输水低涵(原输水涵洞浆砌石体,断面尺寸0.3×0.5米),库水位必须要降到输水低涵以下,从进口处封堵才会有效,要实现降库水位的目的,只有疏通输水低涵排水和抽水这两个方案可行。经过方案比较认为,采用抽水方案,成本太高,时间太长,唯一可行的办法是疏通输水低涵排水,才是有效的办法。根据工程实际,从输水低涵出口处用法兰盘连接,在涵管出口安装长50厘米带阀门的涵管,阀门设在出水涵洞出口末端,在新增加的涵管上开一旁通管(直径50毫米),坝面适当位置设置一台抽水扬程30米的抽水机,将抽水管接好至新安装好的旁通管上,关闭出口末端阀门,打开其它阀门,从库内抽水至涵管将水反压至涵洞进口处,压水不一会儿,库区水面出现浑水向上翻滚,进口人工用钢管搅动一会,停止抽水,打开阀门进行冲沙,浑浊的水从输水低涵涌出,运行一天左右又遇堵塞,反复用此方法进行3次后,输水底涵出水较为顺利,达到疏通低涵的目的,当库水降低后,用挖掘机开挖进口堆积体,发现输水底涵进口处土体堆积厚度达1.5米左右。
6.注意事项
一是涵管不能断裂。二是抽水机的扬程选择要合理,杨程太小,造成涵管内压力小,无法达到预期目的,杨程太大,可能会造成管内压力过大,损坏涵管,形成新的安全隐患,建议采用此方法处理时,应配有经验丰富的工程技术人员在场,间隔式抽水试验,确认安全后才能正式投入工作。三是查找进口位置时,要请水管单位人员确认进口是否堵塞严重,进口是否设有旁通管,库区内涵管有断裂,进口设置时是否龟缩在大的岩石下面等容易形成误判的情形。