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      病險水庫除險加固工程蓄水安全鑒定要點探究

      2021-01-18 08:32:47馬秋樂
      陜西水利 2021年10期
      關鍵詞:符合規(guī)范泄洪閘壩段

      馬秋樂

      (新疆維吾爾族自治區(qū)塔里木河流域管理局,新疆 庫爾勒 841000)

      0 引言

      根據(jù)《水利水電建設工程蓄水安全鑒定暫行辦法》和相關專業(yè)技術規(guī)程規(guī)范要求,為提高項目驗收質(zhì)量,保障工程如期交付,在水庫蓄水前應進行蓄水安全鑒定工作[1]。主要是對涉及蓄水安全有關的工程形象面貌、防洪度汛和蓄水方案、工程地質(zhì)條件、加固土建工程、金屬結(jié)構(gòu)及工程安全監(jiān)測進行評價,以提出蓄水安全鑒定意見,作為蓄水安全驗收的重要依據(jù)。

      1 水庫概況

      大西海子水庫原設計總庫容1.68 億m3,為一座以農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、生態(tài)供水為主,兼有養(yǎng)殖等綜合利用的大(2)型水庫。工程始建于1958年,1972年建成投入運行。2017年,大西海子水庫鑒定為“三類壩”。為保證水庫工程運行安全,確保塔里木河下游生態(tài)輸水,改善下游生態(tài)環(huán)境、遏制下游沙漠化,2019年~2020年對大西海子水庫進行除險加固,消除大壩安全隱患。除險加固后,設計洪水標準為30年一遇,調(diào)洪庫容3999.7 萬m3;正常蓄水位849.25m,興利庫容7431.12 萬m3;死水位846.61 m,死庫容600 萬m3。

      2 鑒定內(nèi)容

      2.1 工程形象面貌

      截至鑒定期,壩頂?shù)缆饭こ?、老泄洪閘加固、新放水閘加固新建下游海漫段及連接段和金屬結(jié)構(gòu)維修養(yǎng)護處理等已全部完成,僅余東壩段總計4.3 km 路面道路工程、新放水閘加固閘室部位原混凝土的裂縫及凍融破壞和骨料、鋼筋外露等病害處理未完成;西壩永久道路主要部位、新建入庫進水渠交通橋主要結(jié)構(gòu)及交通橋上下游護砌段施工已全部完成,僅余路沿及入庫進水渠交通橋橋頭兩側(cè)搭板施工未完成;北壩體壩后排水渠施工、排水渠交通橋、1#永久道路主要部位、3#永久道路已全部完成,僅余1#永久道路的路面澆筑未完成;

      綜上所述,除險加固工程初步設計批復的主體工程已按設計要求完成,當前工程形象面貌已基本具備下閘蓄水條件。下閘蓄水前還應補充達到的工程形象面貌。

      (1)安全監(jiān)測儀器按設計安裝埋設并取得初始值。

      (2)局部壩段壩頂下游側(cè)及坡面的松填土按設計要求完成壓實。

      (3)新放水閘原混凝土缺陷處理。

      2.2 工程防洪度汛與蓄水方案評價

      (1)初步設計階段大西海子水庫按相對不利原則選用的年最大洪峰流量、時段洪量沿程變化相對衰減率是合適的;設計洪水成果是合適的。

      (2)老泄洪閘、新放水閘泄流能力計算采用公式符合規(guī)范要求,參數(shù)取值合適,滿足設計及校核洪水安全泄放。

      (3)設計壩頂高程滿足大西海子水庫工程防洪度汛要求。設計提出的下閘蓄水原則合適,分二個階段將庫水位蓄高至正常蓄水位的蓄水方案基本合理,建議盡快優(yōu)化下閘蓄水方案和度汛調(diào)度方案。

      2.3 工程地質(zhì)條件評價

      (1)工程區(qū)位于塔里木坳陷塔東坳陷中的孔雀河斜坡的南部,根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》,工程場區(qū)地震動峰值加速度為0.05 g,地震動反應譜特征周期為0.35 s,相應地震基本烈度為Ⅵ度,區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好。

      (2)水庫部分庫岸為依托天然沙丘、沙梁進行攔水,在河床、漫灘及自然洼地內(nèi)修筑壩體圍建而成,水庫西南及北側(cè)天然風積固定、半固定沙丘部分岸坡較陡,存在庫岸再造問題;上游經(jīng)進水渠直接進入庫區(qū),同時庫周固定、半固定沙丘可產(chǎn)生一定的淤積;不存在新的淹沒及浸沒問題;地下水、地表水具有腐蝕性。

      (3)原各壩段壩體填筑土巖性主要為粉土質(zhì)砂及低液限粉土,其中壩體0.5m~0.6m 以上土體干燥,極松散,壩體下部土體為稍密狀,原壩體填筑土相對密度(壓實度)及滲透系數(shù)均不符合規(guī)范要求;壩基地層巖性主要為第四系粉土質(zhì)砂、含細粒土砂及低液限粉土。粉土質(zhì)砂(含細粒土砂)及低液限粉土滲透系數(shù)多在10-2cm/s~10-4cm/s 之間,具有中等透水性,滲透變形類型為流土型;水庫東壩、南壩滲透比降接近或大于允許比降,存在滲透破壞問題,且各壩段壩體斷面不完整,原壩基及壩體均未進行防滲處理,滲流出口無反濾排水保護,因此本次除險加固對壩體采取防滲排水等綜合措施是必要和合適的。

      (4)老泄洪閘及新放水閘處地層巖性為第四系粉土質(zhì)砂及低液限粉土。地基土、地表地下水具有腐蝕性。海漫段地基、齒墻地基采用換填卵礫石法進行處理,承載力滿足建基要求。

      (5)T1、T2 土料場土料巖性主要為低液限粉土、低液限粘土及粉細砂層,土體天然含水率較大,進行晾曬后滿足要求;所選商品砂礫料,作為混凝土用骨料指標滿足要求。

      (6)本次除險加固工程未對大壩壩基進行防滲處理,建議運行期加強東壩段壩后巡視。

      2.4 大壩加固土建工程安全評價

      (1)除險加固根據(jù)原壩體結(jié)構(gòu)由均質(zhì)土壩段和沙丘段組成的特點,采取對壩體表層進行清廢碾壓處理,重新填筑土體進行回填碾壓,壩坡進行培厚,采用鋪設復合土工膜+壩前坡腳結(jié)合土工膜埋膜槽并設置截水槽,壩段下游壩腳設貼坡反濾排水體及排水體后設縱橫向排水溝、排水渠的防滲排水型式等綜合措施是合適的。對沙丘壩段高程低于壩頂高程處,采用加高和緩坡結(jié)合物理工程固沙的措施,沙丘壩段高程高于設計壩頂段則維持現(xiàn)狀,不再進行處理。

      (2)壩體筑壩材料設計符合土石壩就近取材、因材設計的原則,填筑技術指標及施工技術要求符合規(guī)范要求。PE 復合土工膜及土工布材料指標選擇符合規(guī)范規(guī)定。

      (3)壩頂寬度、路面結(jié)構(gòu)等符合規(guī)范要求。上下游壩坡護坡型式選取符合規(guī)范要求。大壩二維有限元滲流計算方法合適,參數(shù)取值基本合理,各工況下關鍵部位坡降均小于允許坡降,滿足滲透穩(wěn)定性要求。

      (4)壩體抗滑穩(wěn)定計算方法符合規(guī)范規(guī)定,計算參數(shù)選取合適。不同工況下的壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

      (5)大壩加固工程土石方清廢、開挖、填筑、碾壓施工方法合理。壩體填筑各項指標檢測數(shù)量滿足要求;經(jīng)檢測,填筑料顆粒級配、相對密度、含水率、含泥量、壓實度等指標均滿足設計要求,施工質(zhì)量合格。

      (6)上游壩坡防滲復合土工膜出廠自檢和施工抽檢、平行檢測合格,壩坡防滲復合土工膜鋪設施工質(zhì)量符合設計和規(guī)范要求。

      (7)大壩加固的混凝土工程使用的各原材料產(chǎn)品質(zhì)保單齊全。原材料品質(zhì)指標經(jīng)施工單位抽樣檢測,結(jié)果均符合國家和行業(yè)標準規(guī)定的指標;大壩土體對混凝土具有中等腐蝕性,宜采用抗硫水泥施工。混凝土配合比由試驗確定,滿足設計要求?;炷潦┕げ捎玫墓に嚭图夹g措施合理,施工和監(jiān)理采用的各項監(jiān)管措施合理。施工單位抽樣自檢抗壓強度、抗?jié)B性和抗凍性能結(jié)果均符合設計要求;經(jīng)檢測,入庫進水渠交通橋樁基均為Ⅱ類樁,滿足質(zhì)量要求;橋梁經(jīng)動荷載試驗檢驗滿足安全要求。監(jiān)理平行檢測混凝土抗壓強度、抗?jié)B、抗凍試驗結(jié)果與施工自檢一致。護坡混凝土表面平整、完好?;炷潦┕べ|(zhì)量總體上符合設計要求。

      (8)應對局部壩段壩頂下游路沿石外松填土按設計要求進行碾壓;工程部分壩段為流動沙丘,蓄水后應關注沙丘高程,保證沙丘后的管理道路暢通;大壩加固壩線長,建議蓄水后加強巡視檢查和儀器監(jiān)測,出現(xiàn)問題及時處理。

      2.5 金屬結(jié)構(gòu)及供電安全評價

      (1)大西海子水庫老泄洪閘設有1 扇平面滑動檢修鋼閘門及2 臺移動式手電兩用葫蘆、3 扇弧形工作鋼閘門及3 臺卷揚式啟閉機,新放水閘設有1 扇疊梁式平面滑動檢修鋼閘門及2 臺移動式手電兩用葫蘆、2 扇弧形工作鋼閘門及2 臺卷揚式啟閉機,壩址區(qū)除主供電源外還設有備用電源。金屬結(jié)構(gòu)維護工作已按批復的初步設計全部完成,根據(jù)現(xiàn)實需要還更新了3 孔老泄洪閘檢修閘門主、反軌埋件。本工程金屬結(jié)構(gòu)設備目前性態(tài)較良好,基本滿足工程下閘蓄水及安全運用要求。

      (2)老泄洪閘檢修閘門主、反軌埋件的制造誤差符合規(guī)范規(guī)定,安裝誤差符合規(guī)范規(guī)定,但安裝檢測項目缺項,安裝檢測記錄表的樣式不符合相關要求,應責成相關單位完善檢測項目并按規(guī)定樣式填寫安裝檢測記錄表。

      (3)老泄洪閘和新放水閘工作閘門、檢修閘門止水的更換、涂料防腐及老泄洪閘檢修閘門主、反軌埋件的安裝未按《水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗收評定標準-水工金屬結(jié)構(gòu)安裝工程》及其他相關標準的要求進行單元工程質(zhì)量驗收工作。

      (4)老泄洪閘、新放水閘各扇露頂工作弧門設置的吊頭位置不合理,建議有條件時提升閘門,檢查是否能達到最大泄量時的開度要求。閘門及啟閉機操作電源、照明、控制及通訊現(xiàn)有設施基本符合有關規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定。

      (5)老泄洪閘、新放水閘工作閘門運行超過5年,建議有條件時,按《水工鋼閘門和啟閉機安全檢測技術規(guī)程》要求,對工作閘門和啟閉設施進行無損檢測。

      2.6 工程安全監(jiān)測評價

      (1)大西海子水庫除險加固工程設置有表面變形、壩體和壩基滲流、庫水位、地下水位、降雨量、氣溫和水溫等觀測項目。大壩安全監(jiān)測項目較全面,測點布置滿足規(guī)范要求,儀器設備選型基本滿足設計與規(guī)范要求。

      (2)環(huán)境量與變形監(jiān)測設施暫未完成安裝,滲流監(jiān)測僅完成測壓管安裝埋設。測壓管埋設方法基本合適,靈敏度檢測合格。

      (3)下閘蓄水前應完成所有大壩安全監(jiān)測設施安裝埋設并取得初始值。加強初蓄期安全監(jiān)測,特別是穿壩建筑物與大壩結(jié)合部的巡視檢查與儀器監(jiān)測,及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整編分析。

      3 結(jié)論

      大西海子水庫除險加固工程設計符合規(guī)范要求,主體工程已按設計要求完成,建設管理有序,施工質(zhì)量符合設計和規(guī)范要求,當前工程形象面貌已基本具備下閘恢復蓄水條件,在完成前述應補充達到的工程形象面貌后,可擇機下閘恢復蓄水。鑒于該加固工程壩線長,蓄水運行中應加強巡視檢查和安全監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,保障大壩的運行安全。

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