[英國(guó)] R. 布萊德爾

水電論壇

國(guó)際大壩委員會(huì)2014年年會(huì)回顧

[英國(guó)] R. 布萊德爾

2014年6月，國(guó)際大壩委員會(huì)(ICOLD)年會(huì)在印度尼西亞巴厘島舉行， 1 500多名代表參加了此次年會(huì)。會(huì)議氛圍十分活躍，完成了預(yù)定議程;ICOLD下的6個(gè)專業(yè)技術(shù)委員會(huì)同時(shí)開展了專題技術(shù)研討會(huì)，還舉辦了多個(gè)創(chuàng)新性的信息交流工作研習(xí)班，以使大家能夠分享來(lái)自最近完成的ICOLD指導(dǎo)公告的信息。參會(huì)代表進(jìn)行了幾處實(shí)地技術(shù)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(shè)之中。

大壩;年會(huì);國(guó)際大壩委員會(huì)

1 大事記

ICOLD路堤壩技術(shù)組委會(huì)準(zhǔn)備了第164號(hào)公告，以指導(dǎo)對(duì)現(xiàn)有大壩內(nèi)部侵蝕問題所開展的研究和預(yù)防工作，并可應(yīng)用于所有小型及大型大壩。推動(dòng)該公告出臺(tái)的原因之一，是2009年發(fā)生在印度尼西亞雅加達(dá)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(dǎo)，以預(yù)防類似潰壩和惡性事故的發(fā)生，更是對(duì)在這次悲劇事故中百余受害者的永久紀(jì)念。

來(lái)自英國(guó)的R.布萊德爾解釋道，潰壩發(fā)生在早晨，100萬(wàn)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(dǎo)致的溢位結(jié)構(gòu)破碎。

在巴厘島的首個(gè)信息交流工作研習(xí)班上，代表們分享了第164號(hào)公告的第一卷內(nèi)容。來(lái)自加拿大的J.P.圖爾尼埃是路堤壩組委會(huì)主席，他介紹了J.弗賴伊博士(法國(guó))、澳大利亞R.費(fèi)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(guān)知識(shí)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(guān)的基本處理原則，以及對(duì)現(xiàn)有大壩內(nèi)部侵蝕的檢測(cè)和監(jiān)控。大壩內(nèi)部侵蝕的機(jī)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(fù)載能力時(shí)便已開始。了解這一機(jī)理，可以為調(diào)查、修復(fù)(如有需要)和監(jiān)控大壩狀況奠定基礎(chǔ)。

令參與者感到高興的是，公告使大家對(duì)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(dǎo)，以指導(dǎo)相關(guān)人員進(jìn)行工程勘察和分析;檢查是否有必要進(jìn)行修復(fù)，以防止大壩發(fā)生內(nèi)部侵蝕，并設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

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

2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

T.馬利特是法國(guó)卡馬格(Camargue)路堤壩排水管理機(jī)構(gòu)的技術(shù)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(gè)有趣的演示，他演示了這樣一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序：利用大壩內(nèi)部侵蝕公告，及時(shí)反饋這條長(zhǎng)達(dá)200 km的堤壩的內(nèi)部侵蝕地點(diǎn)及優(yōu)先級(jí)。在1994年和2003年，部分堤段發(fā)生了潰壩，16個(gè)堤壩決口中有13個(gè)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(lái)。

在開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(fēng)險(xiǎn)較低，這是由于走道使技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修補(bǔ)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(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著增大。

3 土工織物升級(jí)

在會(huì)上,來(lái)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(jìn)展?，F(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(xì)加工，并且容易偏析、沉降、開裂、膠結(jié)、分解和受到化學(xué)侵蝕。顆粒材料面臨越來(lái)越多的反對(duì)聲音，因?yàn)殚_挖沙坑和采石場(chǎng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。D.巴登霍斯特和萊格提出，新的公告應(yīng)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(huì)人員對(duì)土工織物為人所詬病的耐久性不足這個(gè)問題展開了進(jìn)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?jī)H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(huì)增加50%，耐久性卻能得到極大提升。

為了解決有關(guān)耐久性的問題，有人建議在關(guān)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(shí)土工織物能有良好的早期表現(xiàn)，在這段時(shí)期內(nèi)，顆粒材料可能會(huì)出現(xiàn)沉降開裂現(xiàn)象。從長(zhǎng)期來(lái)看，顆粒層過濾器的任何裂縫都會(huì)被填補(bǔ)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(huì)上，還討論了土工織物過濾器堵塞的問題。為什么堵塞這個(gè)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(dǎo)致的:

(1) 因?yàn)橥凉た椢镞^濾器無(wú)法制作得簡(jiǎn)單輕便，并在出現(xiàn)隆起的時(shí)候能起到減少隆起部分的作用；

(2) 因?yàn)樵O(shè)計(jì)排水能力不足；

(3) 因?yàn)檫^濾器置于臟污表面或泥漿之中,以至于無(wú)法排水。

如果要推薦更廣泛地使用土工織物，那么必須同時(shí)提出應(yīng)對(duì)堵塞的預(yù)防措施。

已經(jīng)做好計(jì)劃，將要為2016年在約翰內(nèi)斯堡舉行的ICOLD年會(huì)準(zhǔn)備有關(guān)土工織物的專項(xiàng)公告。D.巴登霍斯特呼吁應(yīng)建立個(gè)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(lái)，歡迎來(lái)自盡可能多的不同國(guó)家都能加入到個(gè)案資料的搜集工作中來(lái)。

A.索里亞諾匯報(bào)道，西班牙所做的報(bào)告正在取得進(jìn)展，但仍未得到充分認(rèn)可。該報(bào)告將為新公告的起草奠定基礎(chǔ)，報(bào)告內(nèi)容涉及過濾器、轉(zhuǎn)換器以及邊坡防護(hù)。該報(bào)告預(yù)計(jì)在未來(lái)數(shù)月內(nèi)完成，新公告的初稿也有望于2015年在斯塔萬(wàn)格(Stavanger)舉辦的ICOLD年會(huì)上發(fā)布。

美國(guó)D.保羅介紹了其在荷蘭開發(fā)的地源脈沖方案，以鼓勵(lì)更好地應(yīng)用巖土工程知識(shí)，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(guó)家開始得到應(yīng)用。ICOLD公告在其中發(fā)揮了一定的作用，因?yàn)樗鼈鞑チ藥r土工程知識(shí)并使大家從中受益。例如，ICOLD有關(guān)大壩內(nèi)部侵蝕公告中所展示的關(guān)于溯源沖刷的新見解，大多來(lái)自于在荷蘭開展的工作。

瑞典I.?？怂雇心逢愂隽嗽搰?guó)首個(gè)咬合樁墻路堤壩的修補(bǔ)工作。修補(bǔ)工作主要是換上新的鋼板樁，因?yàn)榕f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(yǔ)

ICOLD前任主席，來(lái)自巴西的C.維奧蒂在年會(huì)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(gòu)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(huì)上所解釋的，對(duì)于大壩內(nèi)部侵蝕的機(jī)制加強(qiáng)理解有一個(gè)好處，是能更好地預(yù)測(cè)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(jìn)行估計(jì)。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(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)方程(風(fēng)險(xiǎn)=概率×影響)和風(fēng)險(xiǎn)表格,來(lái)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(yīng)對(duì)人口增長(zhǎng)及氣候變化。

有人指出，潰壩概率和潰壩風(fēng)險(xiǎn)都是估算的，風(fēng)險(xiǎn)研究的結(jié)論也并不精確，而是利用了許多慣例習(xí)俗和保守假設(shè)來(lái)對(duì)大壩的安全狀況做出負(fù)責(zé)任的評(píng)估。

(鄭 環(huán) 彭 軍 編譯)

2015-01-12

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