摘要:為了落實某水庫的穩(wěn)定與安全事宜,針對水庫相關(guān)情況,也就是穩(wěn)定、防滲、防洪、泄洪各方面進行分析、總結(jié),以確保水庫安全穩(wěn)定運作。
關(guān)鍵詞:大壩安全;除險加固;防滲
1工程概況
1998年那次罕見的大洪澇過后,某平原地區(qū)水庫的除險工作顯得尤為重要。此次危險重重的水情對水庫造成了嚴(yán)重的沖擊。水庫把河渠中的水灌入水渠中用,把新湖總場干渠做泄水渠,由于下游的攔水庫尚未安置溢洪道,因此該工程必須承接其下泄的所有洪水,此工程緣于其獨特的地理位置因而具備了跨流域運作的屬性,本來是注入式水庫的,故該水庫得安設(shè)溢洪道來承載下游水庫的泄洪量。
該工程在實施的30年里淤積現(xiàn)象非常厲害,主要是由于黃河泥沙含量過高和上游水庫下泄的洪水里所含的泥沙,特別是因為莫河渠襯砌工程沒有得到實施。渠道土質(zhì)由于抗沖刷功能弱、坡度高,被水流沖刷成寬50~60m深6~8m小河的河渠里灌入了大批泥沙并匯入了水庫。研究材料顯示,該工程的庫容已經(jīng)累計高達700萬m?。
2水文及地質(zhì)條件
由于這個區(qū)域在大陸性干旱氣候區(qū)內(nèi),整體表現(xiàn)出冬寒夏熱、年溫差與日溫差相差甚大、年平均氣溫69℃、極端最高溫度43.1℃、極端最低溫度-42.4℃、年較差43.5~44.7℃的特征。該工程屬平原水庫,囊括在黃河流域內(nèi),而且下游的水庫設(shè)在該工程5.3km之外的東南方,所以可以稱作是下游河道上的攔河水庫,該水庫被分為上中下3個水庫,由于下游水庫的容積過小,水庫蓄水能力弱,因而洪水經(jīng)常下泄,下游的洪水到最后都還是會流入該工程中;除了攔蓄與漁業(yè)兩個目標(biāo),該工程還必須承接下游水庫下泄的洪水,所以下游水庫的水文測量與計算理所當(dāng)然應(yīng)列入該工程洪水標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核范圍內(nèi)。 以上所述的威脅在這2座水庫修建的時候沒有列入考慮的范圍,一直持續(xù)到這幾年,下泄量過大的下游水庫才漸漸被相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)階層關(guān)注。
從地貌單元上來說該工程處于河積潛水出帶,其地下水埋深度為0~1.5m。庫壩區(qū)出露地層是第四系的松散堆積物,標(biāo)志性的巖性包括粉土‘粉質(zhì)粘土、粉細(xì)沙、中粗沙等,從上往下地層結(jié)構(gòu)為粉土-粉質(zhì)粘土-粘土,各層之間散布著成牙狀的厚度各異的粉細(xì)砂透鏡體。而中細(xì)沙則淤積在地形低洼的沖溝或槽灣中,從水平方向上看其形狀大多是不連續(xù)的。自從水庫建成實行以來,因為長時間蓄水的緣故,大壩四周紛紛出現(xiàn)大范圍浸沒現(xiàn)象。這些被浸沒的土地鹽堿化程度很深,土體工程地質(zhì)特性變得越來越差,資料表明,在埋深3~5m范圍內(nèi)的軟塑狀態(tài)的地基承載能力比較弱。
3出現(xiàn)的問題及其任務(wù)
在2000年通過的水庫大壩安全鑒定顯示,該水庫中主壩段壩體填筑質(zhì)量低,壩坡不穩(wěn)定,壩基沒有沒有被徹底處理過,再加上滲漏嚴(yán)重,影響了水庫使用效率,水庫真正能抵御洪水的標(biāo)準(zhǔn)低于市場使用的洪水標(biāo)準(zhǔn),由此確認(rèn)該工程大壩屬于第三類病險壩。
對于上面闡述的水庫大壩中產(chǎn)生的種種問題,實施除險加固措施的任務(wù)具體概括為以下五點:(1)考慮到安全因素,給該水庫增設(shè)溢洪道。(2)使用新的更牢固的大壩防浪混凝土板護坡;與此同時,在下面鋪上復(fù)合土工膜來增強壩體防滲性能;另一方面,為了增強壩體抗沖刷、降低壩內(nèi)滲壓管水頭和壩基防滲功能,用垂直鋪設(shè)復(fù)合土工膜的方法對壩基進行整改。(3)通過加高加固等措施重新修改壩體防浪墻。(4)另外,壩面上的隔壁需要增加鋪設(shè)力度,方便行人行車,也使水庫管理更便利。(5)針對水庫中淤積泥水提出的各項處理措施。
4 解決辦法
。1)給該工程新添防洪道。當(dāng)遇到比較罕見的重大洪害泄洪涵洞不足以泄洪時,可以動用溢洪道進行防洪泄洪工作。
。2)使防浪混凝土板護坡得到鞏固加強。累計一共需要對長達8.1m的壩體進行維護增強并換新的混凝土板護坡,另外還可以通過在壩坡上增設(shè)復(fù)合土工膜來加強壩體、壩基防沖刷和防滲能力,巧妙的運用這種方法對土壩加固、防滲功效的發(fā)揮有很好的推動作用。
。3)由調(diào)洪演算的數(shù)據(jù)來看,我們把汛期的水庫限洪上線洪水位設(shè)定在427.00m,洪水位和較洪水位高分別是427.65m和428.19m,防浪墻的頂高程固定在430.55m,原則頂高程是429.45m,防浪墻高0.8m,但是我們必須考慮到防浪墻不能承受水壓的事實,為了解決這個問題,需要更新結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土擋土墻式的壩段防浪墻。
(4)在壩后安放貼坡排水用來縮減壩體測壓管水頭;另一方面,需要及時對壩后排水渠進行疏通加深處理,保證壩后排水通道不受任何阻饒。
5關(guān)于本工程除險加固工程的研究
由于該工程是作為下游水庫分洪的攔河平原水庫而存在的,因而要兼具調(diào)洪任務(wù)。這項工程于2003年9月正式實施,一直到2005年11月才大部分建成, 2004年2月專家組對這項工程大壩進行了安全鑒定,針對這項工程除險加固進行了系統(tǒng)性的查除。以下是本人的幾個認(rèn)識與思考:
。1)該工程雖然對對壩體穩(wěn)定計算、滲流計算后的分析,但是忽略了對壩基計算、壩基基礎(chǔ)的滲流計算的重要性。對于壩后在出現(xiàn)滲流沒截斷時會不會發(fā)生管涌仍然不清楚,況且其大小程度也沒有得到進一步確定。針對這種情況,筆者認(rèn)為需要對壩基實施分段計算。
(2)由于防凍層是砂礫石,因而存在砂型好壞的問題。為此,必須在運行管理的基礎(chǔ)上防止排水失效的狀況發(fā)生。
。3)該工程雖然對壩體壩基都進行了除險加固的防滲,但是基礎(chǔ)底下、邊坡、邊墻會不會出現(xiàn)凍漲、或者會不會由于走水、滲透比降變化而造成沖刷還是個疑問。
。4)閘底涵洞有一部分口徑減小,前面翼墻也沒有變動。建議應(yīng)該對閘前八字墻進行全套改建,涵洞進口設(shè)為事故點。另外,雖然工程完工運行也很正常,但是不能忽視大壩安全的重要性,應(yīng)該時常對大壩進行觀測、巡視;要準(zhǔn)備好搶險隊伍,并且儲存好充足的防洪物資,巡壩工作必須日夜進行,為了保證水庫安全穩(wěn)當(dāng)發(fā)揮作用,特需加強對溢洪道的巡視。
關(guān)鍵詞:大壩安全;除險加固;防滲
1工程概況
1998年那次罕見的大洪澇過后,某平原地區(qū)水庫的除險工作顯得尤為重要。此次危險重重的水情對水庫造成了嚴(yán)重的沖擊。水庫把河渠中的水灌入水渠中用,把新湖總場干渠做泄水渠,由于下游的攔水庫尚未安置溢洪道,因此該工程必須承接其下泄的所有洪水,此工程緣于其獨特的地理位置因而具備了跨流域運作的屬性,本來是注入式水庫的,故該水庫得安設(shè)溢洪道來承載下游水庫的泄洪量。
該工程在實施的30年里淤積現(xiàn)象非常厲害,主要是由于黃河泥沙含量過高和上游水庫下泄的洪水里所含的泥沙,特別是因為莫河渠襯砌工程沒有得到實施。渠道土質(zhì)由于抗沖刷功能弱、坡度高,被水流沖刷成寬50~60m深6~8m小河的河渠里灌入了大批泥沙并匯入了水庫。研究材料顯示,該工程的庫容已經(jīng)累計高達700萬m?。
2水文及地質(zhì)條件
由于這個區(qū)域在大陸性干旱氣候區(qū)內(nèi),整體表現(xiàn)出冬寒夏熱、年溫差與日溫差相差甚大、年平均氣溫69℃、極端最高溫度43.1℃、極端最低溫度-42.4℃、年較差43.5~44.7℃的特征。該工程屬平原水庫,囊括在黃河流域內(nèi),而且下游的水庫設(shè)在該工程5.3km之外的東南方,所以可以稱作是下游河道上的攔河水庫,該水庫被分為上中下3個水庫,由于下游水庫的容積過小,水庫蓄水能力弱,因而洪水經(jīng)常下泄,下游的洪水到最后都還是會流入該工程中;除了攔蓄與漁業(yè)兩個目標(biāo),該工程還必須承接下游水庫下泄的洪水,所以下游水庫的水文測量與計算理所當(dāng)然應(yīng)列入該工程洪水標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核范圍內(nèi)。 以上所述的威脅在這2座水庫修建的時候沒有列入考慮的范圍,一直持續(xù)到這幾年,下泄量過大的下游水庫才漸漸被相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)階層關(guān)注。
從地貌單元上來說該工程處于河積潛水出帶,其地下水埋深度為0~1.5m。庫壩區(qū)出露地層是第四系的松散堆積物,標(biāo)志性的巖性包括粉土‘粉質(zhì)粘土、粉細(xì)沙、中粗沙等,從上往下地層結(jié)構(gòu)為粉土-粉質(zhì)粘土-粘土,各層之間散布著成牙狀的厚度各異的粉細(xì)砂透鏡體。而中細(xì)沙則淤積在地形低洼的沖溝或槽灣中,從水平方向上看其形狀大多是不連續(xù)的。自從水庫建成實行以來,因為長時間蓄水的緣故,大壩四周紛紛出現(xiàn)大范圍浸沒現(xiàn)象。這些被浸沒的土地鹽堿化程度很深,土體工程地質(zhì)特性變得越來越差,資料表明,在埋深3~5m范圍內(nèi)的軟塑狀態(tài)的地基承載能力比較弱。
3出現(xiàn)的問題及其任務(wù)
在2000年通過的水庫大壩安全鑒定顯示,該水庫中主壩段壩體填筑質(zhì)量低,壩坡不穩(wěn)定,壩基沒有沒有被徹底處理過,再加上滲漏嚴(yán)重,影響了水庫使用效率,水庫真正能抵御洪水的標(biāo)準(zhǔn)低于市場使用的洪水標(biāo)準(zhǔn),由此確認(rèn)該工程大壩屬于第三類病險壩。
對于上面闡述的水庫大壩中產(chǎn)生的種種問題,實施除險加固措施的任務(wù)具體概括為以下五點:(1)考慮到安全因素,給該水庫增設(shè)溢洪道。(2)使用新的更牢固的大壩防浪混凝土板護坡;與此同時,在下面鋪上復(fù)合土工膜來增強壩體防滲性能;另一方面,為了增強壩體抗沖刷、降低壩內(nèi)滲壓管水頭和壩基防滲功能,用垂直鋪設(shè)復(fù)合土工膜的方法對壩基進行整改。(3)通過加高加固等措施重新修改壩體防浪墻。(4)另外,壩面上的隔壁需要增加鋪設(shè)力度,方便行人行車,也使水庫管理更便利。(5)針對水庫中淤積泥水提出的各項處理措施。
4 解決辦法
。1)給該工程新添防洪道。當(dāng)遇到比較罕見的重大洪害泄洪涵洞不足以泄洪時,可以動用溢洪道進行防洪泄洪工作。
。2)使防浪混凝土板護坡得到鞏固加強。累計一共需要對長達8.1m的壩體進行維護增強并換新的混凝土板護坡,另外還可以通過在壩坡上增設(shè)復(fù)合土工膜來加強壩體、壩基防沖刷和防滲能力,巧妙的運用這種方法對土壩加固、防滲功效的發(fā)揮有很好的推動作用。
。3)由調(diào)洪演算的數(shù)據(jù)來看,我們把汛期的水庫限洪上線洪水位設(shè)定在427.00m,洪水位和較洪水位高分別是427.65m和428.19m,防浪墻的頂高程固定在430.55m,原則頂高程是429.45m,防浪墻高0.8m,但是我們必須考慮到防浪墻不能承受水壓的事實,為了解決這個問題,需要更新結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土擋土墻式的壩段防浪墻。
(4)在壩后安放貼坡排水用來縮減壩體測壓管水頭;另一方面,需要及時對壩后排水渠進行疏通加深處理,保證壩后排水通道不受任何阻饒。
5關(guān)于本工程除險加固工程的研究
由于該工程是作為下游水庫分洪的攔河平原水庫而存在的,因而要兼具調(diào)洪任務(wù)。這項工程于2003年9月正式實施,一直到2005年11月才大部分建成, 2004年2月專家組對這項工程大壩進行了安全鑒定,針對這項工程除險加固進行了系統(tǒng)性的查除。以下是本人的幾個認(rèn)識與思考:
。1)該工程雖然對對壩體穩(wěn)定計算、滲流計算后的分析,但是忽略了對壩基計算、壩基基礎(chǔ)的滲流計算的重要性。對于壩后在出現(xiàn)滲流沒截斷時會不會發(fā)生管涌仍然不清楚,況且其大小程度也沒有得到進一步確定。針對這種情況,筆者認(rèn)為需要對壩基實施分段計算。
(2)由于防凍層是砂礫石,因而存在砂型好壞的問題。為此,必須在運行管理的基礎(chǔ)上防止排水失效的狀況發(fā)生。
。3)該工程雖然對壩體壩基都進行了除險加固的防滲,但是基礎(chǔ)底下、邊坡、邊墻會不會出現(xiàn)凍漲、或者會不會由于走水、滲透比降變化而造成沖刷還是個疑問。
。4)閘底涵洞有一部分口徑減小,前面翼墻也沒有變動。建議應(yīng)該對閘前八字墻進行全套改建,涵洞進口設(shè)為事故點。另外,雖然工程完工運行也很正常,但是不能忽視大壩安全的重要性,應(yīng)該時常對大壩進行觀測、巡視;要準(zhǔn)備好搶險隊伍,并且儲存好充足的防洪物資,巡壩工作必須日夜進行,為了保證水庫安全穩(wěn)當(dāng)發(fā)揮作用,特需加強對溢洪道的巡視。