水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)前期工作應(yīng)注意的問(wèn)題

晏志武

(益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 湖南益陽(yáng) 413000)

1 前言

水庫(kù)的除險(xiǎn)加固是當(dāng)前水利工程建設(shè)中的一件頭等大事,如何利用有限的資金最大限度地處理好小型水庫(kù)中存在的安全隱患,是關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全的關(guān)鍵工作。為了更好地完成這項(xiàng)工作,為廣大一線水利工作者提供幫助,本文從設(shè)計(jì)中應(yīng)注意測(cè)量、地勘、水文問(wèn)題入手,結(jié)合以往的一些經(jīng)驗(yàn),提出了幾點(diǎn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制措施。

2 工程測(cè)量中應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1 大壩測(cè)量中應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)用現(xiàn)狀大壩軸線作為縱斷面,每50m布設(shè)一個(gè)壩體橫斷面測(cè)量;

(2)每個(gè)橫斷面上保證有大壩縱斷面測(cè)量點(diǎn),以確保大壩工程測(cè)量精度,以防因橫斷面偏離壩軸線導(dǎo)致工程數(shù)量計(jì)算不準(zhǔn)確等問(wèn)題;

(3)對(duì)應(yīng)壩體、壩基集中滲漏處補(bǔ)測(cè)壩體橫斷面,為土壩滲流穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定計(jì)算提供依據(jù);

(4)兩壩端山體及上下游的地形地貌要盡量體現(xiàn)得真實(shí),范圍盡可能多測(cè),以利設(shè)計(jì)布置。

2.2 輸水設(shè)施、溢洪道施測(cè)應(yīng)注意的問(wèn)題

輸水設(shè)施進(jìn)出口位置底板高程、走向及長(zhǎng)度應(yīng)測(cè)量及探明清楚,并在測(cè)量圖內(nèi)標(biāo)示清楚。溢洪道施測(cè)時(shí),應(yīng)標(biāo)示清楚控制段、陡坡段及消力池的特征性高程點(diǎn)。

輸水設(shè)施及溢洪道下游銜接渠道或泄洪河的測(cè)量距離宜不少于100m。

3 工程勘察中應(yīng)注意的問(wèn)題

水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中地質(zhì)勘察主要的問(wèn)題是地質(zhì)勘探深度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。有的水庫(kù)工程鉆孔太少或土工試驗(yàn)組數(shù)太少,使其成果的代表性不足;有的水庫(kù)分析成果資料不全或不符合常規(guī);個(gè)別水庫(kù)的安全鑒定作了補(bǔ)充報(bào)告,補(bǔ)充了新的地勘資料,物理系數(shù)與當(dāng)時(shí)作安全鑒定時(shí)發(fā)生了變化,初設(shè)卻沒(méi)有及時(shí)調(diào)整,因此不能保證加固方案的可靠性。因此針對(duì)這一類(lèi)問(wèn)題提出以下建議。

(1)對(duì)可溶巖地區(qū)的土石壩,在除險(xiǎn)加固工程初設(shè)時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的補(bǔ)充地質(zhì)勘察工作,查明主要滲水地段或主要通道的位置、形態(tài)和規(guī)模,估算其滲漏量,提出防滲處理范圍和深度要求。對(duì)水庫(kù)浸沒(méi)區(qū)要根據(jù)水庫(kù)運(yùn)用水位預(yù)測(cè)浸沒(méi)區(qū)的范圍,并提出地質(zhì)處理建議。

(2)對(duì)存在壩基滲漏及繞壩滲漏的土石壩,除險(xiǎn)加固應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充地質(zhì)勘察工作,查明河床壩基及兩岸基巖與覆蓋層的層次、厚度和分布;重點(diǎn)查明軟土層、粉細(xì)砂、濕陷性黃土、架空層等工程地質(zhì)性質(zhì)不良土層的情況。并對(duì)存在的上述地質(zhì)問(wèn)題,提出地質(zhì)處理建議。

(3)對(duì)壩體填筑質(zhì)量差、壩體變形大,以及壩坡出現(xiàn)塌陷和縱、橫向裂縫的土石壩,應(yīng)通過(guò)補(bǔ)充地質(zhì)勘察工作,查明壩體填筑質(zhì)量各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),以及影響壩體、壩基穩(wěn)定安全的質(zhì)量隱患,并提出地質(zhì)處理建議。

(4)必要時(shí)還應(yīng)通過(guò)補(bǔ)充地質(zhì)勘察工作,查明對(duì)建筑物穩(wěn)定有影響的斷層、破碎帶、斷層交匯帶和裂隙密集帶的位置、規(guī)模和性狀,特別是順河斷層和緩傾角斷層的分布和特征。

(5)對(duì)因地基沉降等變形較大的水工建筑物,應(yīng)通過(guò)補(bǔ)充地質(zhì)勘察工作,查明其地基的地質(zhì)力學(xué)參數(shù),為水工建筑物的穩(wěn)定復(fù)核和加固設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

除了以上要求進(jìn)行勘察外,還應(yīng)該重點(diǎn)注意以下五個(gè)方面的勘察。①增加壩體和壩基中滲漏處的鉆孔數(shù)量,并為壩體壩基滲流的計(jì)算提供數(shù)據(jù)。②增加對(duì)主要建筑物輸水洞和溢洪道處壩體橫斷面的勘察,并為輸水設(shè)施和溢洪道設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。③增加對(duì)庫(kù)區(qū)山體中可能出現(xiàn)崩塌或滑坡處的勘察并為崩塌或滑坡設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。④增加土壩兩側(cè)壩頭和山體連接處的鉆孔數(shù),防止壩頭滲漏并為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。⑤明確土壩壩體縱橫向裂縫產(chǎn)生的原因,并分析是否需要進(jìn)行處理,提出處理意見(jiàn)。

4 水文分析計(jì)算中應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1 泄水建筑物型式的確定

小型水庫(kù)工程泄水建筑物類(lèi)型有兩種,開(kāi)敞式溢洪道和深式泄水洞。我市小型水庫(kù)的泄水建筑物大部分以溢洪道形式為主,其泄水能力有兩種控制型式:溢流堰、開(kāi)敞式明渠。溢流堰一般以寬頂堰為主,個(gè)別情況也有薄壁堰;而開(kāi)敞式明渠有時(shí)還設(shè)有泄水深槽,設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)考慮組合型式的泄水能力。

4.2 起調(diào)水位應(yīng)注意的問(wèn)題

小型水庫(kù)調(diào)洪演算時(shí)保證起調(diào)水位合理性應(yīng)分析考慮兩點(diǎn)。

(1)若原水庫(kù)設(shè)計(jì)中無(wú)汛期限制水位,僅存在正常蓄水位時(shí),在調(diào)洪時(shí)應(yīng)以正常蓄水位作為起調(diào)水位。

(2)若原計(jì)劃中存在汛期限制水位,則應(yīng)該把原汛期限制水位當(dāng)作參考依據(jù),同時(shí)對(duì)水庫(kù)汛期后蓄水情況應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)查,分析水庫(kù)管理積累的蓄水資料,總結(jié)汛末規(guī)律,徑流資料從水庫(kù)建成至今,汛末至第二年灌溉用水止,若蓄至正常蓄水位年份占水庫(kù)運(yùn)行年限比例應(yīng)小于20%,應(yīng)利用水庫(kù)多年的來(lái)水量進(jìn)行適當(dāng)插補(bǔ)延長(zhǎng),重新確定汛期限制水位,并安此水位進(jìn)行起調(diào)計(jì)算。若蓄至正常蓄水位的年份占水庫(kù)運(yùn)行年限的比例大于20%,應(yīng)采用原汛期限制水位為起調(diào)水位。

5 總結(jié)

無(wú)論是工程測(cè)量、工程勘察還是水文分析,在制定具體水庫(kù)除險(xiǎn)加固方案前都是及其重要的環(huán)節(jié),只有保證了這三步環(huán)節(jié)的正確與合理,才能在初步設(shè)計(jì)中做出合理而有效地加固處理處理措施。

1 牛運(yùn)光.《土壩安全與加固》.北京,中國(guó)水利水電出版社,1998年10月

2 水利部水利建設(shè)與管理總站.中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)指南

3 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94

4 《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000

5 《大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》 SL258-2000

6 《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001