摘要:本文主要對大壩安全鑒定工程地質勘察存在的問題與對策進行了具體的分析和探究。主要從七個方面進行了分析,首先對大壩工程質量評價和地質勘探進行了分析;然后對大壩運行管理評價、防洪標準復核以及結構安全評價結構進行了分析;最后對滲流安全評價、金屬結構安全評價以及抗震復核進行了分析。希望對有關人士有所幫助。
關鍵詞:大壩安全鑒定;工程地質勘察;存在問題;解決對策
一、前言
隨著國家對水庫大壩工程安全問題的高度重視,要想保證其正常安全運行。作為水利技術工作人員,在進行水庫大壩安全鑒定過程中,必須廣泛收集準確可靠的數據和資料,依據有關技術規范進行計算分析,如實地反映工程的真實運行狀況,從而就可以準確的提出具體的解決對策。
二、大壩工程質量評價和地質勘探
1、工程質量評價
水庫大壩工程質量評價是復查工程的實際施工質量(含基礎處理、結構形體和材料等)是否達到了設計要求,檢查工程投入運用以來在質量方面的實際表現和變化,為大壩安全鑒定的有關復核或評價提供符合實際的原始參數。安全鑒定的工程質量評價要參考過去驗收的結論,但不能將驗收結論等同于鑒定結論。土壩工程質量評價要提供壩體壓實度和滲透系數等指標,漿砌石壩壩體的漿砌石容重要經試驗測定,不能由工程經驗類比得出。
2、地質勘探
地質勘探是安全鑒定階段必須開展的工作,是評價工程現狀的主要依據,但有的水庫安全鑒定地質勘探工作存在的一些突出問題:
①地質勘探與水工嚴重脫節,地勘人員與水工人員缺少溝通,造成勘探工作量不足,斷面和布孔不合理、無針對性及鉆孔深度不夠等,如有的鉆孔未至相對不透水層、較長大壩勘探斷面布置不夠、斜墻壩按均質壩布置鉆孔、溢洪道或隧洞不布置勘探控制孔等。
②土工試驗成果是評價大壩質量的重要依據之一,建議委托具有水利試驗資質的試驗單位檢測。土工試驗中常出現土體送樣過程不規范、試樣組數不夠等情況,土工試驗成果表中存在土的分類定名錯誤、試驗成果異常、土層各參數之間相互矛盾等現象。
在鑒定的時候應該對成果進行合理性分析,不能拿來就用,否則,計算就容易產生偏差,影響安全鑒定的結論。
三、大壩運行管理評價
大壩運行安全管理情況評價的目的在于為安全鑒定提供大壩運行期的運行、管理及性態等基礎資料,作為大壩安全綜合評價及分類的依據之一。但部分水庫在安全鑒定工作中,大壩運行管理評價報告常缺少水庫調度運用、水情資料、水庫運行大事記及防汛應急預案等。例如:廣東省氣候溫暖、潮濕,易滋生白蟻,土壩的安全鑒定均應將白蟻防治工作納入運行管理的評價內容。
運行管理機構應結構完整、職責明確,標準和考核辦法齊備,工程管理制度健全;調度運用按照批復的調度方案和調度規程進行;工程維修養護工作及時到位;水文、水情、洪水預報設施完備,大壩安全監測按規范執行;通訊和交通條件完備、暢通;工程處于完整的可運行狀態。
四、防洪標準復核
水庫運行期的防洪標準復核應根據水庫原設計洪水計算的水文資料和運行期延長的水文資料,重新進行設計洪水的計算,并與原成果進行比較,評估水庫工程現狀的抗洪能力是否滿足現行規范的要求。
有的水庫大壩在安全鑒定過程中未對原有的庫容曲線進行復核而直接引用;泄流曲線直接采用本次計算的曲線或直接采用大壩設計時的曲線,未對兩條曲線進行分析后選用;有些單位在利用實測洪水資料作頻率計算時,不考慮河流或水庫上游建水庫前后的影響等。
對水庫泄洪安全性的評價除了考慮泄水建筑物的泄流能力外,還應對其出流情況(是否有消能設施和出水渠,洪水是否順暢歸槽等,和泄洪是否會對下游造成淹沒或其它損失做出評價,以綜合評價水庫的泄洪安全性。大壩上游流域內還有其他水庫時,應考慮上游水庫超標準泄洪時的安全性。
五、結構安全評價結構
安全評價的目的在于按現行規范計算與分析目前大壩(含近壩庫岸)的變形、強度及穩定是否滿足要求。大壩穩定復核的計算參數中,最易出差錯的就是其力學參數中的C、Φ值。在實際的核查工作中有關學者多次發現壩坡穩定計算抗剪指標采用的是快剪指標,滑弧滑入基巖等,這就明顯反映出計算參數的選取有偏差。當出現這類與實際運行情況不符的計算成果,計算人員應重新復核其計算參數。有的是C、Φ值與土的顆分成果及其它參數明顯不相符,有的是有效應力與總應力值差值過大,有的有效應力的C值大于總應力的C′值,而有效應力的Φ值小于總應力的Φ′值,諸如此類情況常有發生,直接影響了復核成果的合理性。大壩附屬建筑物如壩下涵管、引水涵、進水閘等,常未進行結構強度計算,而根據建筑物破損嚴重、漏水等現狀,或直接因建筑物“年紀”較大要求重建,重建的必要性論述不夠充分,有的涵管結構安全不存在問題,可以通過內套鋼管外灌漿等措施進行加固。壩后挑流沖刷坑現狀大都未進行調查,應查明其是否危及挑流鼻坎基礎的穩定。
六、滲流安全評價
已建壩滲流安全評價的目的,在于復核原設計施工的滲流控制措施能否保證大壩安全,工程當前的實際滲流狀態是否安全和能否按原設計條件安全運行。大壩的滲流評價,一是要進行現場檢查判斷;二是要進行原因分析;三是要分析測壓管等觀測資料,三者要互相結合、引證。
目前較常用的做法是通過滲流程序計算,但對計算邊界和計算參數的選取分析論證不夠。對計算成果出現的不正常現象應該對其進行修正,同時應復查所選取的計算邊界和參數,計算參數的選取除了依據地勘報告提供的參數外,計算人員還應根據自己和類似工程的經驗與地勘人員討論決定是否需對其進行修正,必要時,應補充地勘和試驗工作。滲流計算成果必須與滲流現象保持高度一致,凡有測壓管觀測資料的,復核計算中的浸潤線都應由實測資料來確定和比對,大部分鑒定單位未對水庫歷年的測壓管實測資料加以利用并進行整編分析。計算斷面的選取應根據大壩的長度和滲流具體情況確定。對于較長的大壩應多選取斷面進行計算分析,一般應選取最大壩高斷面和滲流現象較為嚴重的斷面,如有排水設施和無排水設施情況、老河床位置、涵管附近位置、下游壩坡較陡位置等,使計算斷面具有代表性。
七、金屬結構安全評價
通過對閘門和啟閉機現場檢查,運行情況及維修改造情況的描述,重點部位的安全檢測及結構與應力分析,對大壩金屬結構安全狀況進行評估。
水庫大壩中金屬結構物不多,鑒定單位大都對金屬結構重視度不夠,對已達到或超過折舊年限的設備,不做檢查、檢測和復核,直接提出應報廢處理。根據《水利水電工程金屬結構報廢標準》(SL226 -98),設備達到折舊年限,還必須按標準評定,符合條件才能報廢。
八、抗震復核
根據《中國地震動參數區劃圖GB 18306 -2001》可以知道,工程區地震動峰值加速度為0·10g,對應地震烈度為7度,抗震安全復核應按照現行規范進行,分析計算基于可靠度理論的分項系數極限狀態設計方法進行,地震效應的計算采用動力法,計算模型采用三維有限元實體模型。
九、結束語
綜上所述,大壩安全鑒定、地質勘察工作是大壩安全管理的非常重要的環節,鑒定做得充分與否直接影響除險加固技術方案的選擇和投資概算。但是在實際的工程中,由于種種原因,許多單位對大壩安全鑒定和地質勘察工作的重視程度不夠,導致鑒定過程暴露出一些問題。因此,要高度重視大壩安全鑒定和地質勘察工作,從而才能做好下階段的大壩安全鑒定工作。
參考文獻:
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