水庫除險加固設計前期工作應注意的問題

晏志武

(益陽市水利水電勘測設計研究院 湖南益陽 413000)

1 前言

水庫的除險加固是當前水利工程建設中的一件頭等大事,如何利用有限的資金最大限度地處理好小型水庫中存在的安全隱患,是關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全的關(guān)鍵工作。為了更好地完成這項工作,為廣大一線水利工作者提供幫助,本文從設計中應注意測量、地勘、水文問題入手,結(jié)合以往的一些經(jīng)驗,提出了幾點設計質(zhì)量的控制措施。

2 工程測量中應注意的問題

2.1 大壩測量中應注意的問題

(1)用現(xiàn)狀大壩軸線作為縱斷面,每50m布設一個壩體橫斷面測量;

(2)每個橫斷面上保證有大壩縱斷面測量點,以確保大壩工程測量精度,以防因橫斷面偏離壩軸線導致工程數(shù)量計算不準確等問題;

(3)對應壩體、壩基集中滲漏處補測壩體橫斷面,為土壩滲流穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定計算提供依據(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,范圍盡可能多測,以利設計布置。

2.2 輸水設施、溢洪道施測應注意的問題

輸水設施進出口位置底板高程、走向及長度應測量及探明清楚,并在測量圖內(nèi)標示清楚。溢洪道施測時,應標示清楚控制段、陡坡段及消力池的特征性高程點。

輸水設施及溢洪道下游銜接渠道或泄洪河的測量距離宜不少于100m。

3 工程勘察中應注意的問題

水庫除險加固設計中地質(zhì)勘察主要的問題是地質(zhì)勘探深度難以達到設計要求。有的水庫工程鉆孔太少或土工試驗組數(shù)太少,使其成果的代表性不足;有的水庫分析成果資料不全或不符合常規(guī);個別水庫的安全鑒定作了補充報告,補充了新的地勘資料,物理系數(shù)與當時作安全鑒定時發(fā)生了變化,初設卻沒有及時調(diào)整,因此不能保證加固方案的可靠性。因此針對這一類問題提出以下建議。

(1)對可溶巖地區(qū)的土石壩,在除險加固工程初設時應進行必要的補充地質(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。對水庫浸沒區(qū)要根據(jù)水庫運用水位預測浸沒區(qū)的范圍,并提出地質(zhì)處理建議。

(2)對存在壩基滲漏及繞壩滲漏的土石壩,除險加固應進行補充地質(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;重點查明軟土層、粉細砂、濕陷性黃土、架空層等工程地質(zhì)性質(zhì)不良土層的情況。并對存在的上述地質(zhì)問題,提出地質(zhì)處理建議。

(3)對壩體填筑質(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,應通過補充地質(zhì)勘察工作,查明壩體填筑質(zhì)量各項技術(shù)指標,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)必要時還應通過補充地質(zhì)勘察工作,查明對建筑物穩(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)對因地基沉降等變形較大的水工建筑物,應通過補充地質(zhì)勘察工作,查明其地基的地質(zhì)力學參數(shù),為水工建筑物的穩(wěn)定復核和加固設計提供依據(jù)。

除了以上要求進行勘察外,還應該重點注意以下五個方面的勘察。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算提供數(shù)據(jù)。②增加對主要建筑物輸水洞和溢洪道處壩體橫斷面的勘察,并為輸水設施和溢洪道設計提供數(shù)據(jù)。③增加對庫區(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計提供數(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計提供準確數(shù)據(jù)。⑤明確土壩壩體縱橫向裂縫產(chǎn)生的原因,并分析是否需要進行處理,提出處理意見。

4 水文分析計算中應注意的問題

4.1 泄水建筑物型式的確定

小型水庫工程泄水建筑物類型有兩種,開敞式溢洪道和深式泄水洞。我市小型水庫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、開敞式明渠。溢流堰一般以寬頂堰為主,個別情況也有薄壁堰;而開敞式明渠有時還設有泄水深槽,設計計算中應考慮組合型式的泄水能力。

4.2 起調(diào)水位應注意的問題

小型水庫調(diào)洪演算時保證起調(diào)水位合理性應分析考慮兩點。

(1)若原水庫設計中無汛期限制水位,僅存在正常蓄水位時,在調(diào)洪時應以正常蓄水位作為起調(diào)水位。

(2)若原計劃中存在汛期限制水位,則應該把原汛期限制水位當作參考依據(jù),同時對水庫汛期后蓄水情況應做相應的調(diào)查,分析水庫管理積累的蓄水資料,總結(jié)汛末規(guī)律,徑流資料從水庫建成至今,汛末至第二年灌溉用水止,若蓄至正常蓄水位年份占水庫運行年限比例應小于20%,應利用水庫多年的來水量進行適當插補延長,重新確定汛期限制水位,并安此水位進行起調(diào)計算。若蓄至正常蓄水位的年份占水庫運行年限的比例大于20%,應采用原汛期限制水位為起調(diào)水位。

5 總結(jié)

無論是工程測量、工程勘察還是水文分析,在制定具體水庫除險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,才能在初步設計中做出合理而有效地加固處理處理措施。

1 牛運光.《土壩安全與加固》.北京,中國水利水電出版社,1998年10月

2 水利部水利建設與管理總站.中小型水庫除險加固技術(shù)指南

3 《防洪標準》GB50201-94

4 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000

5 《大壩安全評價導則》 SL258-2000

6 《碾壓式土石壩設計規(guī)范》SL274-2001