國際大壩委員會2014年年會回顧

[英國] R. 布萊德爾

水電論壇

國際大壩委員會2014年年會回顧

[英國] R. 布萊德爾

2014年6月，國際大壩委員會(ICOLD)年會在印度尼西亞巴厘島舉行， 1 500多名代表參加了此次年會。會議氛圍十分活躍，完成了預定議程;ICOLD下的6個專業(yè)技術委員會同時開展了專題技術研討會，還舉辦了多個創(chuàng)新性的信息交流工作研習班，以使大家能夠分享來自最近完成的ICOLD指導公告的信息。參會代表進行了幾處實地技術考察，包括提塔布(Titab)大壩，該壩同印度尼西亞群島其他的大壩一樣，目前正在建設之中。

大壩;年會;國際大壩委員會

1 大事記

ICOLD路堤壩技術組委會準備了第164號公告，以指導對現(xiàn)有大壩內(nèi)部侵蝕問題所開展的研究和預防工作，并可應用于所有小型及大型大壩。推動該公告出臺的原因之一，是2009年發(fā)生在印度尼西亞雅加達附近的高15 m的西圖古農(nóng)湖(Situ Gintung)大壩決堤事故。該公告的發(fā)布能給工程師們提供指導，以預防類似潰壩和惡性事故的發(fā)生，更是對在這次悲劇事故中百余受害者的永久紀念。

來自英國的R.布萊德爾解釋道，潰壩發(fā)生在早晨，100萬m3的水在10 min內(nèi)通過位于溢洪道附近的潰壩口傾瀉而出。潰壩并非由洪水漫頂引起，而是因大壩內(nèi)部的侵蝕造成，可能是由于堤岸下方集中滲漏(裂縫)處的隆起抬升了水壓而導致的溢位結(jié)構破碎。

在巴厘島的首個信息交流工作研習班上，代表們分享了第164號公告的第一卷內(nèi)容。來自加拿大的J.P.圖爾尼埃是路堤壩組委會主席，他介紹了J.弗賴伊博士(法國)、澳大利亞R.費爾教授以及ICOLD內(nèi)部侵蝕專業(yè)歐洲工作組在普及內(nèi)部侵蝕相關知識及籌備該公告方面的杰出工作。

J.弗賴伊和R.布萊德爾也都作了發(fā)言，講解了相關的基本處理原則，以及對現(xiàn)有大壩內(nèi)部侵蝕的檢測和監(jiān)控。大壩內(nèi)部侵蝕的機械過程，是在大壩內(nèi)由水造成的液壓超過該壩材料和地基的負載能力時便已開始。了解這一機理，可以為調(diào)查、修復(如有需要)和監(jiān)控大壩狀況奠定基礎。

令參與者感到高興的是，公告使大家對目前知之甚少的現(xiàn)象增加了更多的理解。公告提供了一系列的指導，以指導相關人員進行工程勘察和分析;檢查是否有必要進行修復，以防止大壩發(fā)生內(nèi)部侵蝕，并設計適當?shù)谋O(jiān)測系統(tǒng)。

第164號公告的第一卷已有英文版更新，以對去年全國委員會收到的評論作出回應。J.弗賴伊博士完成了法語版的翻譯，在作最后一次審查后，他和布萊德爾會將最終預印本發(fā)布在ICOLD網(wǎng)站(www.icold-cigb.org)上，裝訂版也將適時發(fā)布。第二卷的進度較慢，正在完成初稿。

2 風險評估

T.馬利特是法國卡馬格(Camargue)路堤壩排水管理機構的技術總監(jiān)，他在與J.弗賴伊博士共同發(fā)表的論文中作了一個有趣的演示，他演示了這樣一個風險評估程序：利用大壩內(nèi)部侵蝕公告，及時反饋這條長達200 km的堤壩的內(nèi)部侵蝕地點及優(yōu)先級。在1994年和2003年，部分堤段發(fā)生了潰壩，16個堤壩決口中有13個是由獾穴引起的集中浸漏侵蝕。其后,只有少部分洞穴被完全清空并重新填埋，此前大部分私有業(yè)主只是封堵了洞口，因此，洞穴內(nèi)部隧道位置反而被隱藏起來。

在開展風險評估的過程中，發(fā)現(xiàn)頂上有碎石走道的那部分路堤壩發(fā)生潰壩的風險較低，這是由于走道使技術人員及時發(fā)現(xiàn)和修補潛在潰口成為可能。另外還發(fā)現(xiàn)，若是使用了低塑性的土，則潰壩風險會顯著增大。

3 土工織物升級

在會上,來自南非的D.巴登霍斯特和K.萊格討論了1986年堤壩土工織物公告的更新議題，他們希望土工織物的使用能有新的進展。現(xiàn)在已能制造滿足特定要求的土工織物，不像顆粒材料，后者不能精細加工，并且容易偏析、沉降、開裂、膠結(jié)、分解和受到化學侵蝕。顆粒材料面臨越來越多的反對聲音，因為開挖沙坑和采石場會對環(huán)境造成破壞。D.巴登霍斯特和萊格提出，新的公告應著眼于堤壩土工織物的所有功能,而不僅僅是過濾和轉(zhuǎn)換功能。這一提議已得到贊同。

參會人員對土工織物為人所詬病的耐久性不足這個問題展開了進一步討論。K.萊格解釋說，土工織物的抗氧化劑含量是影響耐久性的主要因素。大部分土工織物中，該成分含量僅占0.25%，卻占了約50%的成本。將抗氧化劑成分加倍的話，成本會增加50%，耐久性卻能得到極大提升。

為了解決有關耐久性的問題，有人建議在關鍵區(qū)域使用雙重過濾器(土工織物和顆粒材料)，以確保在初次蓄水時土工織物能有良好的早期表現(xiàn)，在這段時期內(nèi)，顆粒材料可能會出現(xiàn)沉降開裂現(xiàn)象。從長期來看，顆粒層過濾器的任何裂縫都會被填補直至飽和，而土工織物則可能逐漸腐壞，這樣，顆粒層過濾器便接替了土工織物過濾器的位置。

在會上，還討論了土工織物過濾器堵塞的問題。為什么堵塞這個問題好像只存在于土工織物過濾器呢？或許是由于以下因素所導致的:

(1) 因為土工織物過濾器無法制作得簡單輕便，并在出現(xiàn)隆起的時候能起到減少隆起部分的作用；

(2) 因為設計排水能力不足；

(3) 因為過濾器置于臟污表面或泥漿之中,以至于無法排水。

如果要推薦更廣泛地使用土工織物，那么必須同時提出應對堵塞的預防措施。

已經(jīng)做好計劃，將要為2016年在約翰內(nèi)斯堡舉行的ICOLD年會準備有關土工織物的專項公告。D.巴登霍斯特呼吁應建立個案資料存檔，不論好壞，將土工織物在大壩上的使用情況記錄下來，歡迎來自盡可能多的不同國家都能加入到個案資料的搜集工作中來。

A.索里亞諾匯報道，西班牙所做的報告正在取得進展，但仍未得到充分認可。該報告將為新公告的起草奠定基礎，報告內(nèi)容涉及過濾器、轉(zhuǎn)換器以及邊坡防護。該報告預計在未來數(shù)月內(nèi)完成，新公告的初稿也有望于2015年在斯塔萬格(Stavanger)舉辦的ICOLD年會上發(fā)布。

美國D.保羅介紹了其在荷蘭開發(fā)的地源脈沖方案，以鼓勵更好地應用巖土工程知識，減少潰壩及其他事故的發(fā)生概率。該方案的推廣已經(jīng)獲得成功,并已在其他國家開始得到應用。ICOLD公告在其中發(fā)揮了一定的作用，因為它傳播了巖土工程知識并使大家從中受益。例如，ICOLD有關大壩內(nèi)部侵蝕公告中所展示的關于溯源沖刷的新見解，大多來自于在荷蘭開展的工作。

瑞典I.埃克斯托姆陳述了該國首個咬合樁墻路堤壩的修補工作。修補工作主要是換上新的鋼板樁，因為舊鋼板樁幾乎完全斷裂，所以才使地基中的冰積土層出現(xiàn)疑似接觸沖刷的問題。

4 結(jié) 語

ICOLD前任主席，來自巴西的C.維奧蒂在年會上也作了發(fā)言。在發(fā)言中，他談到了以下3座大壩的失事問題。

(1) 一座潰壩的發(fā)生，是源于大壩下面完好的片麻巖上的殘積土受到了溯源沖刷；

(2) 另一處潰壩發(fā)生的根源，在于該大壩和溢洪道之間的連接處理的不夠理想；

(3) 第3處潰壩是發(fā)生在微弱膠結(jié)且有張開節(jié)理的砂巖地基上，滲漏造成溢洪道結(jié)構下方產(chǎn)生隆起、破碎，并被水流沖到下游。

正如R.布萊德爾在座談會上所解釋的，對于大壩內(nèi)部侵蝕的機制加強理解有一個好處，是能更好地預測侵蝕所發(fā)生的水位，而特定水位的發(fā)生幾率,可以根據(jù)洪水水文數(shù)據(jù)進行估計。如果潰壩后果已經(jīng)根據(jù)潰壩研究結(jié)果而做出了估算，便可以應用風險方程(風險=概率×影響)和風險表格,來公平合理地制定提升大壩安全系數(shù)的政策決定，比如,如何應對人口增長及氣候變化。

有人指出，潰壩概率和潰壩風險都是估算的，風險研究的結(jié)論也并不精確，而是利用了許多慣例習俗和保守假設來對大壩的安全狀況做出負責任的評估。

(鄭 環(huán) 彭 軍 編譯)

2015-01-12

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