陳明述(樂山市犍為縣清溪片區水務管理站,四川 樂山 614400)
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水利病險加固解決措施分析
陳明述(樂山市犍為縣清溪片區水務管理站,四川樂山614400)
水庫是我國防御江河洪水、發展農業灌溉和為城鄉經濟生活提供用水等方面的重要基礎設施之一,在水利建設中占有重要的地位。病險水庫除險加固的管理措施包括:采取多渠道的融資途徑;加強地質勘探工作;選擇合理的方案;強化實施過程控制以及建立良性循環的管理機制等。
水利;病險加固;措施
到現階段,我國已有各種大小水壩近9萬座,這是個龐大的數量。但因為部分水壩受自然環境的損害、維護不善或先天的設計缺陷,它們是病險水庫,并且這部分水庫數量還不小,有五萬多座,占總量的一半以上,情況比較嚴重。針對這種情況,我國已經逐步開展了病險水壩的加固工程,并且通過有關部門的積極實施,目前已經取得了不錯的效果。但就當前情況來看,也還存在著一些棘手的問題。其中較典型的就是除險加固方案的優選。當前除險加固工程中對方案的選擇主要是通過經濟技術比選,缺乏科學合理的決策過程,導致一些水庫除險加固方案選擇不合理,從而引起水庫失事,如2004年新疆八一水庫在除險加固還未完成就潰決失事,2005年青海省剛加固完成的英德爾水庫潰決,2013年山西省洪洞縣曲亭水庫壩體坍塌等。眾多的水庫除險加固失事案例警示人們必須重視加固方案的決策,科學合理地選擇除險加固方案。實際上,除險加固方案的優選是一個典型的多準則決策問題,它與病險類型、病險程度、除險加固可靠度、資金、施工難易度、可持續發展等多種因素有關,單一考慮經濟技術條件具有一定的片面性。
(1)相關病險水壩的漏水情況嚴重:特別是每逢汛期,當水位較高時,由于巨大的水壓,捌基滲漏情況尤其突出。當滲漏發展成為管涌時隨時可能引發大壩的裂縫和崩塌,給下游人民群眾的生命財產安全帶來了巨大的隱患。
(2)工程質量老化:由于當時歷史條件的限制,大部分水庫是當初大干快上的產物,施工質量差,加之運行年代久遠,主要表現在壩體裂縫、無排水設施或已失效、壩體或壩坡穩定性不足等。
(3)輸水洞破損嚴重:絕大多數輸水洞進出口破損、閘門漏水、金屬結構設備為非標準產品,且大部分為手動,未配備電源,其主要表現是輸水洞工程施工質量差,閘門漏水,檢修閘門不能正常工作。
(4)溢洪道設計不合理:普遍存在溢洪道進出口段與壩身距離短、溢洪道設計尺寸較小、溢洪道平面彎道半徑大小、不穩定溢洪道陡坡比過陡、沒有充分考慮到工程所在地的地形、地貌、環境等相關因素。修建后無襯砌、無消能設施,幾乎都屬未完建的簡易結構等問題。
(5)監測設施及管理設施極不完善:大壩基本沒有安全監測設施且管理設施極不完善,制約水庫正常安全運行管理。
為搞好病險庫加固夯實基礎搞好前期工作是保證病險水庫加固進度及質量的前提和基礎。為此,要做好以下各方面的工作:
(1)做好水庫大壩安全鑒定工作。在病險水庫加固前期工作開始時,大壩安全鑒定主管部門應組織設計、施工、運行管理等方面的技術專家,嚴格按此辦法全面準確地查找出徹底根治。這就需要委托具備相應資質的設計機構對這些隱患進行專題調研,找準隱患部位,分析產生原因,提出處理措施。
(2)除險加固應與增容和恢復庫容同時考慮。許多病險水庫因存在安全隱患,汛期只能降低水位運行,調蓄能力大減;有些險庫淤積嚴重,直接影響其效益的進一步發揮;有些險庫,采取一些防汛道路及防汛物資倉庫等管理設施難以滿足要求的問題。病險水庫加固規劃時,應考慮增設防汛指揮調度網絡系統及通信預警系統、水文水情測報自動化系統、大壩監測自動化系統等先進的管理設施。對不能滿足需要的防汛道路及防汛物資倉庫等管理設施一并予以改造。
(3)努力提高病險水庫加固的科技含量。前期工作應思路新、起點高,廣泛采用新技術、新方法、新材料、新工藝,力求體現先進性、科學性和經濟性。在病險水庫加固時,應通過各種途徑收集這方面的信息,廣泛依托科研、設計、施工、大專院校等方面的技術力量,加以推廣應用。堅持加固與提高、加固與技術進步相結合,力求在病險水庫治理的技術經濟方面有所突破。
3.1做好勘探測量工作
有些水庫所在地一般都地處偏遠,交通不便,給勘探測量增加了較大難度,但勘探測量是做好病險水庫除險加固工程必不可少的步驟,在工程建設前期,主管部門要精心組織,委托具有資質的專業機構對病險水庫進行一次全面細致的勘探測量工作,為除險加固工程提供準確而詳盡的資料,根據相關資料制定一個相應的設計方案。
3.2壩體加高培厚
通過加高培厚對病險水庫進行加固處理可以減少工程量,節約投資,可就近取材,優越性很大。但在此過程中要充分結合水文資料,確定水庫規模及水庫設計的防洪標準,大壩的加高處理一般應控制在1m以內(最高不能超過3m),否則需加寬大壩,土方量將大大增加。
3.3增加或拓寬溢洪道
結合當地水文資料與勘探測量數據,并復核水庫的規模,在原有的溢洪道的基礎上進行拓寬,并進行加固處理,如若原有溢洪道年久失修,破壞嚴重,維修加固成本較高且不能滿足泄洪條件,可考慮在有利地形處增加新的溢洪道,提高水庫防洪能力。
3.4滲漏處理
滲漏問題包括壩基滲漏、涵管破裂滲透、管涌等,是均質土壩最普遍存在的問題,其產生原因十分復雜,處理起來也相對困難,主要是由建設質量差,運行管理薄弱導致壩體劣化,一些地區的土質濕限性不均勻造成裂縫以及壩體沉陷等原因造成滲漏。根據山東省病險水庫除險加固的經驗,90%以上的壩體滲漏可通過劈裂灌漿技術得到有效的治理。比如鄂爾多斯市的水庫壩體基本由黃土構成,透水性好可采用此項技術進行防滲漏處理。同時,土壩劈裂灌漿工藝簡單,使用機械少,不用或少用水泥,經濟可行。但是要在劈裂灌漿方案設計中應做好理論計算、灌漿材料、灌漿壓力設計、灌漿次數、灌漿時間間隔等工作。
3.5水庫清淤
中、小型水庫的清淤工作一般有水力清淤法、干清淤法、虹吸式清淤、橫向沖蝕等方法,每種方法各有利弊,在進行具體施工的時候,應根據不同的水庫所處的環境及地理條件選擇合適的方法。
3.6輸水洞處理
輸水洞除險加固一般主要包括:洞深接長、消能池翻修加固、更換閘門和啟閉設備等工作。
3.7大壩安全監測與管理
為保證工程的安全運行,增加大壩安全監測設施。主要包含巡視檢查、變形監測、滲流監測、水位監測等。同時還要明晰管理責任,創新管理機制,防止一邊除險、一邊出險,舊賬剛還又添新債的局面,要建立良性循環的管理機制,細化規章制度與細則,逐步形成適應市場經濟的良性運行機制。
(1)資金來源探討病險水庫的除險加固工程,一次性投入資金較大,如若以政府財政支付為主要手段,將加大政府的負擔,無法及時全面地處理所有的病險水庫。可以考慮拍賣經營權的方式,將水庫租賃出去,對于籌集資金用于除險加固或許是一個良好的出路。
(2)除險加固應與綜合利用及管理設施的改善相結合。病險水庫由于修建時客觀條件的制約以及建成后投入的更改、維修資金不足,普遍存在著防汛調度系統、雨水情測報系統、防汛道路及防汛物資倉庫等管理設施難以滿足要求的問題。病險水庫加固規劃時,應考慮增設防汛指揮調度網絡系統及通信預警系統、水文水情測報自動化系統、大壩監測自動化系統等先進的管理設施。對不能滿足需要的防汛道路及防汛物資倉庫等管理設施一并予以改造。
對基于水利病險加固,首先要盡快建立起適應市場經濟運行的責權明確、管理科學的水庫管理新機制。在病險水庫加固工程建設之初應確定實行建設與管理統籌結合的新型建設管理體制。投資多元化、產權明晰化、供水供電價格商品化、水庫服務有償優質化,增加現有水庫管理經費,逐步實現良性運營。其次要加強對水庫調度管理人員的培訓,提高管理人員素質及水庫調度水平。建立并嚴格遵守水庫管理的各項規章制度及細則,使其早日走上科學化、規范化的軌道。積極利用自身優勢,大力開發水土資源,以開發促發展,以發展促管理,逐步建立適應市場經濟的良性管理運行機制。
[1]朱建銘.溧陽市小型水庫滲漏分析及治理措施.江蘇水利,2015(09):23~24.
[2]《碾壓式土石壩設計規范》(SL274-2001)[S].北京:中國水利水電出版社,2014.
[3]《水利水電工程注水試驗規程》(SL345-2007)[S].北京:中國水利水電出版社,2015.
2016-6-20
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2095-2066(2016)19-0037-02