漿砌圬工壩體在水利工程中是很有市場的一種工程類型,由于其造價、技術(shù)含量相對較低,同時材料容易獲得、可以因地制宜的利用當?shù)刭Y源等優(yōu)點,在我國的水利工程建設(shè)過程中發(fā)揮了巨大的作用,但是存在的主要的問題就是安全維護工作比較麻煩。
引言
漿砌圬工作為水利工程壩體主要材料的歷史是比較長的,從隋朝時代的大運河的建設(shè)到我國50、60年代大量修建的水庫大壩大多都是漿砌圬工,這種型式的壩體主要的特點就是造假、技術(shù)含量相對較低,加上這種壩體的材料可以因地制宜的利用當?shù)刭Y源的優(yōu)勢,使得我國解放初期修建了許多這樣的水庫大壩,但是這種結(jié)構(gòu)型式的壩體的缺點就是安全性能不高,維護管理成本比較高,特別是這些年來由于全球氣候變暖導(dǎo)致的自然災(zāi)害、洪澇災(zāi)害等的危害不斷的發(fā)生,直接關(guān)系到人民群眾的生產(chǎn)生活安全,因此要總結(jié)這種技術(shù),把這種技術(shù)的安全因素考慮周全,保證人民群眾安全是水利各個部門應(yīng)該盡到的基本職能。
常規(guī)安全管護
漿砌圬工壩體修建都是在中小型水庫、水電站的攔截蓄水壩,地處鄉(xiāng)野山區(qū),所以常規(guī)的安全管護技術(shù)措施仍為漿砌圬工大壩安全維護的基礎(chǔ)。常規(guī)的管護技術(shù)措施包括:①嚴禁在大壩上放牧、飼養(yǎng)牲畜,對壩體上有牲畜大便,應(yīng)及時清除以防白蚊生駐;②嚴禁于壩面及壩坡上堆放圬工料等重物,防止引發(fā)壩體不均勻沉陷或滑坡;③定期根除壩坡上的雜草等;④嚴禁在大壩和壩區(qū)建筑物附近進行炸魚、挖坑及放炮炸圬工等危害壩身安全的活動;⑤積極預(yù)防壩體滋生白蟻,如發(fā)現(xiàn)有白蚊活動,應(yīng)立即開展防治。⑥保證壩區(qū)排洪溝排水暢通,尤其春夏汛期前應(yīng)進行檢查;⑦嚴格按水庫的水位運行標準和計劃進行水位控制,以保證大壩在安全負載內(nèi)運行。
大壩安全監(jiān)測與評估
漿砌圬工大壩安全管理維護的主要任務(wù)之一是對大壩進行安全監(jiān)測和評估,尤其是每年汛前的安全監(jiān)測尤為重要。通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)安全隱患,進行評估后,進行事故處置、維護改善,同時也為大壩整體的風(fēng)險評級與預(yù)警提供依據(jù)。漿砌大壩安全監(jiān)測以儀器觀測為主,以目視巡查為輔。
儀器監(jiān)測主要使用滲壓計、滲流觀測儀、水準儀、測縫儀以及水位計,對大壩的滲壓、滲流、位移等進行監(jiān)測,監(jiān)測內(nèi)容主要包括大壩滲壓、滲流量、垂直位移、壩段的張合度和壩前水位等。儀器的數(shù)量和分布位置可根據(jù)大壩體積規(guī)模及形狀進行布設(shè),根據(jù)大壩防護等級情況進行每日定時監(jiān)測信息采集,或3~7日進行一次定時監(jiān)測數(shù)據(jù)采集。采集的安全監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸入大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)。大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、處理和分析預(yù)測功能,有條件的壩區(qū)可通過通訊線路將安全監(jiān)測系統(tǒng)與布設(shè)于各個位置的監(jiān)測儀器聯(lián)接,通過自動安全監(jiān)測系統(tǒng)進行自動的數(shù)據(jù)定時采集。大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)減少了原有的人工數(shù)據(jù)處理的工作量和誤差,系統(tǒng)根據(jù)所安裝的軟件的提供商不同,會有一定的差異,但都包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和安全模型分析三個模塊。最終的安全模型分析,除對局部的安全隱患進行發(fā)現(xiàn)和揭示外,將依據(jù)系統(tǒng)建立的內(nèi)部分析模型,如滲流觀測滯后時間推算模型、位勢分析模型、滲流量分析模型斷面、滲流浸潤線模型等,進行比對分析評估,以明確大壩當前的安全狀態(tài),并了解大壩整體的變化趨勢,為預(yù)測大壩今后變化,供大壩安全建檔和研究。
大壩安全事故處置
漿砌圬工大壩常見安全事故主要有:滲漏,管涌和裂縫。較成熟的處置方案有土工膜防滲,充填灌漿防滲和劈裂灌漿防滲。因土工膜防滲需將庫水放干,工程造價高,而劈裂灌漿防滲將對壩體造成劈裂,有一定風(fēng)險難以控制,所以通常采用充填灌漿防滲。
充填式灌漿技術(shù)工藝具體如下:①壩體布孔,應(yīng)用馬格公式得出灌漿擴散半徑,按照灌漿擴散半徑進行布孔,采用逐漸加密法,孔距由疏至密,逐漸加密至設(shè)計孔距,各排孔位錯開,按三角形布設(shè),孔深要求達到滲漏層以下2米。②灌漿配制,漿液以水泥為主,加入10%~20%黃粘土和河砂,漿液要求有足夠流動性,且固結(jié)快,凝固體積收縮小,漿液配制先稀后濃,分段灌注,遇到吃漿量大的孔洞,須配制濃漿灌注。③灌漿壓力,灌漿孔口壓力一般控制在4.9×104pa(0.5kgf/cm2),瞬時壓力一般控制在9.8×104pa(1kgf/cm2),灌漿機和孔口須安裝壓力表,灌漿過程做好記錄,重要孔洞應(yīng)繪制過程線。④封孔,按照設(shè)計的壓力值,在孔洞完全不吃漿狀態(tài)下延續(xù)0.5~1.0小時后結(jié)束灌漿,而后經(jīng)復(fù)灌不吃漿即可封孔。④檢查與驗收,灌漿壓力、漿液配方和吃漿量及灌漿過程出現(xiàn)的問題、處理方法做記錄,灌漿結(jié)束對資料進行整編分析,以作為質(zhì)量驗收參考數(shù)據(jù),施工過程和完工后聘請質(zhì)檢工程師對灌漿質(zhì)量進行檢測,由工程負責人和大壩主管單位領(lǐng)導(dǎo)進行階段驗收。
結(jié)語
漿砌圬工大壩的技術(shù)管理是在原有管理經(jīng)驗技術(shù)基礎(chǔ)之上,依據(jù)漿砌圬工大壩的特點,對其進行現(xiàn)代大壩安全維護技術(shù)和風(fēng)險管理方法的完善和加強。對于漿砌圬工大壩,常規(guī)的安全管護技術(shù)措施仍為安全維護的基礎(chǔ),其次安全監(jiān)測評估、隱患事故處置和安全檔案管理為漿砌圬工大壩管理三項主要技術(shù)內(nèi)容,對于安全監(jiān)測評估重點是對計算機大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用,通過其完成安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動收集、整理和分析,為安全評估提供科學(xué)數(shù)據(jù),相對于傳統(tǒng)的人工監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和整理分析,其工作量小,高效,但同時人工巡查仍為漿砌圬工大壩安全監(jiān)測不可缺少的工作內(nèi)容,其在于監(jiān)測儀器無法涵蓋的范圍和不能發(fā)現(xiàn)的問題和狀況,應(yīng)予以完善和科學(xué)規(guī)范化
(作者單位:青海省化隆回族自治縣農(nóng)業(yè)利用
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