肖恒發?李祖全?潘建麗

摘 要:水庫在水利建設中占有重要地位。水庫大壩安全至關重要,其一旦出險,將給下游人民生命財產帶來不可估量的損失。防洪能力是水庫大壩最重要的功能之一,本文以白馬菁水庫為例,重點分析水庫汛期施工方案及防洪保障措施。
1 工程概況
會澤縣白馬箐水庫總庫容433.2萬m3,大壩為粘土心墻堆石壩,壩頂總長157.0m,壩頂寬5.0m, 壩頂高程2050.40m,壩高47.0m,最大壩底寬為173.66m,河床截水槽基礎高程2001.50m,大壩上游堆石區建基面高程2007.5m,下游堆石區建基面高程2003.4m。水庫設計防洪標準30年一遇,校核洪水標準300年一遇,消能防沖設計洪水標準20年一遇。工程區地震動峰值加速度為0.20g,地震動反應譜特征周期為0.45s,相應地震基本烈度Ⅷ度,工程按Ⅷ度地震設防。
導流標準為枯期5年一遇,入庫流量6.78m3/s;度汛20年一遇,入庫洪峰流量106 m3/s。大壩第一個施工汛期(5月~9月)度汛時,按20年一遇度汛洪水標準調算出汛期壩前最高水位2024.58m,取安全超高為1.6m,汛期壩頂高程2026.18m,輸導隧洞最大下泄流量41.1m3/s。
2 工程汛期施工方案
2.1 導流方式
壩址區為“V”型河谷,較為狹窄,壩型為粘土心墻堆石壩,最大壩高47m,枯期導流采用上游圍堰擋水,輸導隧洞導流,汛期由度汛壩體擋水,輸導隧洞導流是最為經濟合理的方案。此方案汛期可繼續進行大壩填筑施工。工程建設工期為2年,在大壩施工后的第二個枯期進行輸導隧洞封堵,此間由大壩擋水,上游來水蓄于庫內,在大壩施工后的第二個汛期前各樞紐工程全部建設完成并可投入使用。
2.2 導流建筑物
導流建筑物由輸導隧洞、上游圍堰及度汛壩體組成。
2.2.1 枯期圍堰
為保證壩基施工在干地進行,需設置上游枯期圍堰。根據施工導流特性,上游枯期臨時圍堰只是枯期擋水,擋水歷時短,且枯期導流量較小,堰體填筑料可采用天然砂卵石或開挖石渣、料場剝離料等強~弱風化巖石,用碾壓機具分層壓實,分層厚60cm,密實度和均勻性等相關指標及參數參照《水利水電工程圍堰設計規范》(SL645-2013)及《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規范》(SL189-2013)等相關規范執行。
上游圍堰:上游圍堰布置在距壩軸線110.0m處,平面布置成直線型,枯期上游最高水位為2009.96m,上游圍堰高3.84m,頂寬4.0m,上游邊坡1:1.5,下游邊坡1:1.5。清基原則:堰基清基標準為清理至第四系下限(土石分界線),清基深度及堰高以實際情況為準,水庫主體工程施工結束后,應在枯期對原地面線以上的圍堰予以拆除。
2.2.2 輸導隧洞
會澤縣白馬箐水庫采用輸導結合方案,隧洞布置于順流左岸,全長387m,隧洞進口底板高程2008.96m,出口底板高程2007.2m,底坡i=1/200,施工導流枯期5年一遇流量為6.78m3/s。洞身過水斷面為2.2m×2.6m(寬×高)的圓拱直墻城門洞型,封堵蓄水前采用預制鋼筋混凝土閘門配合鋼筋混凝土塞封堵(孔口尺寸2.6 m×2.4m),下閘封堵時使用臨時啟吊設備進行啟閉,輸導隧洞結構圖如圖2-3。
2.2.3 度汛壩體
壩體施工的第一個汛期采用度汛壩體擋水,利用輸導隧洞導流,要滿足汛期20年一遇洪水的度汛的要求,壩前水位到達2024.58m。計入安全加高1.6m,則大壩汛前需填筑至高程2026.18m,相應壩高22.8m,相應度訊壩體需填筑壩殼料12.5萬 m3,
2.2.4 基坑排水
上游圍堰閉氣后基坑積水很少,河水可由輸導隧洞排至下游。對于大壩基坑開挖期的基坑滲水及雨水的排除,采用在基坑上下游邊緣分別設直徑2m,深1.5m的集水井各兩個,基坑面積水由臨時設置的縱橫向排水溝排至集水井,由水泵抽排至下游河床外。
2.2.5 大壩基礎開挖
壩基開挖分兩期進行,在截流前先進行兩岸壩肩的水上部分開挖,河床部位的開挖在截流后進行;壩址區為構造侵蝕、溶蝕低中山河谷地貌。壩址位置河谷呈基本對稱的“V”字型,壩址區河道為直道,兩岸邊坡較陡,基巖出露,河床基巖出露,河床兩岸為第四系粘土夾碎石、漂石、卵礫石覆蓋。采用反鏟挖掘機直接開挖后裝自卸汽車出渣;河床壩基開挖采用推土機推運集料,裝載機及反鏟挖掘機裝15m3自卸汽車出渣,由人工清挖邊角;對于弱風化巖石及大塊石采用挖機破碎錘破除。壩基開挖均應預留20cm厚的保護層厚度,在大壩填筑前用風鎬配合人工清挖到位。
3 汛期防洪措施
3.1 組織措施:成立防洪度汛領導小組,成員由業主、設計、監理及施工等單位領導擔任,確保發生險情時各項指令能夠及時得到傳達并執行。汛前由工程防汛領導小組層層落實責任制,明確責任,落實措施,確保人身及財產的安全。汛后應及時修復水毀工程,恢復生產。
3.2 人員措施:會澤縣白馬箐水庫工程建設管理局統一管理白馬箐水庫工程范圍內的防洪度汛工作。本工程項目的防汛管理,實行管理局局長負責制,總監和項目經理協助管理。防汛工作必須貫徹“以防為主,防重于搶”的方針。防汛工作不僅是安全度汛,還須做好對其它災害的防御工作。成立會澤縣白馬箐水庫工程防洪度汛領導小組,防汛領導小組在縣防汛指揮部統一領導下,在防汛辦具體指導下全面負責白馬箐水庫工程防洪度汛工作。進入汛期前,由各單位組織對所管轄人員進行防洪度汛安全教育講座,加強各方參建人員的防洪意識。
3.3 應急演練:進入汛期前,組織參建各方進行一次應急演練,確保災情發生時人員、設備撤離、搶救等工作能夠順利進行,同時對整個搶險組織機構運行進行自查,發現問題及時解決。
3.4 人員、設備、防洪物資保證措施:充分利用現場所有人員、機械設備,并做好設備維護、保養工作,同時針對現場情況購買一些防洪物資,保證發生險情時人員、設備、防洪物資的投入。防汛期間,各單位要積極主動與防汛救災相關部門聯系,及時掌握水情和調動物資動態,及時制定搶險救災預案,做到車輛運力、后勤保障落實到位,汛期各相關單位實行24小時全天候值班制度,不誤時機,確保搶險救災任務順利完成。
3.5 巡查制度:汛前由建設單位組織監理、設計、施工等部門及時做好檢查工作,針對存在的問題及時處理解決,不留隱患。由施工單位采取有效措施,清除施工區河道內影響行洪的棄渣及障礙物。汛期期間建立24小時值班制度,由施工單位安排相關人員對各施工工作面進行巡查,特別是河水漲落、邊坡變形、位移等情況。
3.6 水情預報機制:汛期施工單位應對導流建筑物及其附屬建筑物進行安全監測,如遇問題和險情必須立即報告、及時處理,確保導流建筑物安全度汛。部門要及時掌握天氣情況和周邊地區的汛情預報,做好準備,以防不測汛情的發生。加強與氣象、水文、防汛等部門的聯系,作好水情預報,根據降雨、水情、汛情的預報結果,提前做好度汛準備,確保工程和下游地區安全。一旦發現可能危及工程及人身財產安全的洪水和氣象災害的預兆時,立即采取有效的防洪和防災措施,確保工程和人員、財產的安全,保證工程按計劃進行。
3.7 疏散撤離:汛期施工單位應加強施工區內永久及臨時道路的維護工作,險工險段應及時處理,保證道路暢通,確保防洪搶險物資及時到位。在雨季到來之前,對現場主要施工道路進行梳理,清理道路排水溝及道路邊坡危石,保證發生險情時人員設備撤離道路的暢通。汛前由建設單位組織監理、施工、設計等部門及早制定疏散撤離線路,并在醒目的地方明確標示,以利發生洪水時組織人員、設備等疏散撤離。
4 超標洪水的應急措施
施工期間,當遇超標洪水,工程安全受到威脅時,由白馬箐水庫工程防洪度汛領導小組及時向上級防汛機構準確上報險情,并提出應急處理措施。
4.1 人員、物資撤離
根據雨情、水情、汛情的預報結果,當有超標洪水來臨時,各施工現場的人員、設備、物資等應及時撤離,臨時及永久施工道路待人員物資撤離后應及時封閉,同時根據預報應立即通知危及到的下游居民及時撤離。
4.2 搶險措施
汛期抗洪搶險突擊隊、設備和物資處于待命狀態,以備隨時調用,確保危急時能上、上則能戰、戰則能勝。根據洪水及險情實際狀況,有針對性地采取攔、擋、排、泄、引、導等搶險除險措施。
4.3 洪水漫壩頂的搶護
根據《土石壩養護修理規程》(SL210-2015)相關規定和要求,當可能出現洪水位超過壩頂的情況時,應快速在壩頂部位搶筑子埝,防止洪水漫頂;子埝形式以常用的、能就地取材、搶筑容易的土埝子,并按以下原則進行土埝子鋪砌搶護壩頂。
4.3.1 人員組織
應將搶險人員分成取土、裝袋、運輸、鋪筑、閉浸等小組,分頭各行其事,做到緊張有序,忙而不亂。
4.3.2 土袋準備
可用編織袋或麻袋,袋內裝土七八成滿,不扎口,以利鋪砌。
4.3.3 鋪筑進占
在距上游壩肩0.5~1.0m處,將土袋沿壩軸線緊密鋪砌,袋口朝向背水面;埝頂高度應超過最高水位0.5~1.0m;子埝高度不足1.0m的可只鋪單排土袋,較高的子埝應根據高度加寬底層土袋的排數;鋪砌土袋時,應迅速搶鋪完第一層,再鋪第二層,上下層土袋應錯縫鋪砌。
4.3.4 止水閉浸
應隨同鋪砌土袋的同時,進行止水閉浸工作;止水方式可采用在土袋迎水面鋪塑料薄膜,塑膜層數不少于兩層,塑膜之間采用折扣搭接,長度不小于0.5m,在土袋底層腳前沿壩軸線挖0.2m深的槽,將塑料塑膜底邊埋入槽內,再在塑料塑膜外鋪一排土袋,將塑料塑膜夾于兩排土袋之間。
4.3.5 隨著水位的上漲,應始終保證子埝高過洪水位,直至洪水下落到壩頂以下,到大壩脫險為止。
4.3.6 汛后,應重新進行安全復核,選擇經濟合理的修復加固方案,進行徹底處理。
5 結語
會澤縣白馬箐水庫工程應在防洪度汛領導小組的統一領導下,高度重視防洪度汛方案和應急措施的制訂,準備防洪度汛所需的設備及物資,以應對超標洪水和突發事件的發生,確保工程安全度汛及人民生命財產安全。
參考文獻:
[1]《水工建筑物地下開挖工程施工技術規范》(SL378—2007);
[2]《水利水電工程測量規范》(SL197—2013);
[3]《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范》(SL47—94);
[4]《爆破安全規程》(GB6722—2014);
[5]《缺氧危險作業安全規程》(GB8958—2006);
[6]《水工混凝土施工規范》(SL677—2014)
作者簡介:肖恒發(1986年5月—),男,漢族,云南省昭通市巧家縣人,本科,工程師,從事水利工程勘察設計與施工管理等相關工作,于2013、2018、2019年年度考核為優秀并評為先進工作者;
李祖全(1981年10月—),男,漢族,云南省曲靖市麒麟區人,本科,工程師,國家注冊監理工程師、水利造價工程師、二級建造師,從事水利工程監理工作;
潘建麗(1977年4月—),女,漢族,云南省曲靖市會澤人,本科,工程師,從事水利工程管理工作。