谈水库除险加固工程测量控制与管理

谈水库除险加固工程测量控制与管理

　　谈水库除险加固工程测量控制与管理水库是水利产业的重要设施。兴建水库可以调节利用水资源，除害兴利，促进国民经济发展和保障人民生命财产安全。当我们对现有水库工程发挥的巨大防洪、兴利作用方面做出应有评价的同时，也应该看到我国水库大坝失事给国家和人民生命财产造成的重大损失。过去曾有相当一部分水库处于无人管理状态，由于垮坝失事，造成严重的损失，引起各级领导的重视，已有所扭转，但时至今日仍有10%的水库，处于无人管理的状态。这些小型水库一般防洪标准低，设计、施工遗留问题多，管理工作不善，防汛工作差，也是每年垮坝的重点，要特别予以高度重视。1.水库除险加固的目的及意义在发达国家，水库病险问题解决方案大多是拆除重建，国外很少有值得借鉴的除险加固技术，我们国家虽然经过多年的经济发展，经济实力有了飞速的发展，但是经济底子还是比较薄弱，其次，从科学角度进行经济分析表明，除险加固成本上要比拆除重建低，效益却是相同的。随着科学技术的发展进步，先进的项目管理技术，先进的施工工艺、自动化程度较高的大功率施工机械、能专门针对性设计的机械设备和模版、一大批新型的施工材料，为水利工程建设提供了强有力的保证和前所未有的施工前景，能实现前人不能实现的三峡水利枢纽的建设，在近年来的水库除险加固中，起到了极其重要的作用，先进的设备和自动化技术的成熟，为水库除险加固施工和运行提供了机械化和自动化的保证，并且已经得到了广泛的普及和应用。成熟的经验表明水库除险加固能使水库防洪能力、工程效益等提高到一个空前的水平。因此在近几年，水库除险加固已经成为我国在21世纪实现水资源可持续利用和社会经济可持续发展的战略举措。病险水库事关人民群众生命财产安全，事关国民经济发展和社会稳定，事关国家的长治久安，因此，病险水库的除险加固是十分必要和紧迫的，同时在技术上也是可行的。病险水库除险加固完成后，可恢复或加强水库的防洪功能，充分发挥水库的灌溉、发电、供水、旅游、养殖等综合效益，使生态环境得到改善，为水利管理体制改革提供有利条件，促进我国水利事业的发展，更好地服务于人民，造福与人民。2.国内外现状比较一、前言爆破挤淤(也称爆破排淤填石)处理软土地基是通过置换一定深度的淤泥，使地基达到设计承载力和满足地基在一定时间内沉降要求的施工工艺。其优n点是爆破作业时间短、车辆通过能力强、堤身推进速度快、工程质量可靠等。适用于抛石置换水下淤泥质软基的防护堤、护岸、海堤等工程。二、爆破挤淤参数计算一般情况下，爆破挤淤参数可按如下公式进行计算：1、线药量ql(kg/m)　　qL=q0•LH•Hm+(γma;m)•H;Hm;Hm为淤泥深度，m;H;go为爆破挤淤法药量单耗，一般取0.6～1.0kg/m3;γ为水的重度，kN/m³;γm为淤泥重度，kN/m³。2、单次爆破药量　　Q=(O.8～1-2)B•qL式中B为堤头处宽度。3、药包埋深　　HB=(0.20～0.45)Hm　　5、群药包布药宽度　　Lb=(o.8～1.2)B一次起爆的总药量应根据爆破安全要求进行适当控制。爆破设计参数　　由于爆破挤淤的平均厚度约8～12m、最深为15m，因此爆破挤淤的机理、装药工艺、爆破参数的设计及施工组织都不同于以往的浅厚度淤泥的爆破挤淤施工。交通部制定的《爆破法处理水下地基与基础技术规程》的有效深度适宜在12m以内，而部分新筑堤段的淤泥深度超过12m，超过了上述限定的适用范围。因此，根据上述公式并参照以往工程经验和试验，得到爆破挤淤参数如下：药量：单药包30kg;布药宽度28-～40m;布药位置：离石与泥交界线1.5---2.0m;埋药孔距1.8～2.5m;埋药深度0.5n--0.8Hm(Hm为处理淤泥层厚度)，即5～12m，起爆水深0---2.Om;循环推进量6～7m;超抛高度1.5--2.0m。　　6、装药深度的计算　　药包插设深度按下式计算。　　(5.2.4-2)　　式中H装药器插入深度、即装药筒插设刻度线标高，m;　　H药炸药药包高度，m;　　H设药包设计埋入深度，m，按下表选取。　　药包设计埋入深度　　　　淤泥厚度折算按下式计算：　　(5.2.4-3)　　式中Hmdash;计入覆盖深水的折算淤泥厚度，m;　　Hm置换淤泥厚度，含淤泥包隆起高度，m;　　Hdash;覆盖水深，即泥面以上的水深，m;　　γdash;水重度，kn/m3;　　γm淤泥重度，kn/m3。2.1我国水库除险加固现状2.1.1土石坝除险加固现状国内普遍采用的方法有渗透破环加固法(包括混凝土截水槽、劈裂灌浆、充填灌浆、帷幕灌浆、高压喷射灌浆)、导渗加固法、滑坡加固法、裂缝加固法、地震震害和液化加固法以及提高水库防洪标准的工程措施(一是加高水坝，增加水库调蓄洪水的能力;二是扩建或增建溢洪道，加大泄洪量;三是加高坝和扩大溢洪道泄量相结合，提高水库防洪标准)。n2.1.2溢洪道除险加固现状我国采用的措施有渗透加固措施、裂缝问题处理措施(包括表面裂缝处理、深层裂缝处理)、消能防冲措施、边坡治理工程措施。2.1.3输水洞除险加固现状输水洞裂缝的处理、输水洞漏水的处理、修改体型、弃洞重建。2.2国外水库除险加固现状在国外，美国最早对水库进行除险加固的实例发生在1912年，截至到1999年，已经改造了455座坝。富浆碾压混凝土(GEROC)现已广泛地在中国应用。同样亦已用于约旦Tannur坝，哥伦比亚的Miel1号坝，澳大利亚的Cadiangullong坝，也许还有其他的地方。对此项技术在Olivenhain坝进行了浇筑试验，且正在美国密西西比州维克斯堡的陆军工程师兵团实验室内和弗吉尼亚西部的休斯河北汉坝进行研究。阶式体型的溢洪道，溢流坝以其优于光面溢洪道、溢流坝的消能绿而受到世界各国水利界人员的强烈关注，并进行了大量的试验研究。目前，世界上已经有十几座中小型水库采用了台阶式消能设施，其最大坝高已超过91m。有数座正在设计和施工的最大坝高已达100m以上，位于德国南部的Brandbech大坝在经过75年的运行后，大坝需要加固上游坝面混凝土防渗体，利用土木膜防渗的加固方案被列入并采用，这项技术在德国使用尚属首次。3.水库除险加固措施3.1采取多层次、多渠道融资的办法，为病险水库加固提供资金保证病险水库加固工程投资大、周期长、社会效益显著，应以公共投入为主。按照分级管理，分级负责的原则，各级政府都应建立相应的专项治理资金。但是，要加快病险水库的治理步伐，仅靠政府的投入是不够的，必须建立和完善多元化、多层次、多渠道的投资体系。为此，建议根据病险水库加固的现状和各地的实际情况，采取不同的融资政策：将中型险库加固列入基建项目，由国家投资;对小(一)型险库应以国家投入为主，地方或受益区配套为辅;对于小(二)型水库的除险加固，则应以地方投资为主，国家可给予一定数量的补贴或采用以奖代补的政策。同时，结合病险水库治理，积极稳妥地搞好小型水库的产权制度改革。3.2强化病险水库加固的前期工作，为搞好病险库加固夯实基础搞好前期工作是保证病险水库加固进度及质量的前提和基础。为此，要做好以下各方面的工作。n1)做好水库大坝安全鉴定工作1995年水利部颁发了《水库大坝安全鉴定办法》。在病险水库加固前期工作开始时，大坝安全鉴定主管部门应组织设计、施工、运行管理等方面的技术专家，严格按此办法全面准确地查找出水库存在的各种隐患，实事求是地确定水库的安全类别，科学而又有针对性地提出加固措施或建议。只有这样，才能做到有的放矢。2)委托具备相应资质的设计机构对病险水库存在的严重隐患进行探查。病险水库的某些隐患，隐蔽性强，由于没有对症下药，致使其历经数次处理，仍未能彻底根治。这就需要委托具备相应资质的设计机构对这些隐患进行专题调研，找准隐患部位，分析产生原因，提出处理措施。3)除险加固应与增容和恢复库容同时考虑。许多病险水库因存在安全隐患，汛期只能降低水位运行，调蓄能力大减;有些险库淤积严重，直接影响其效益的进一步发挥;有些险库，只要采取一些投资不大的工程措施，就可新增部分库容。在水库的病险得到有效排除的前提下，增容和恢复库容是提高水库自身经济效益和社会效益，解决地区水资源紧张状况的一条费省效宏的途径。3.3项目实施控制1)强化项目管理。项目管理的核心是合同管理。在项目管理上要形成以项目法人为主体，项目法人向国家和各投资方负责，咨询、设计、监理、施工、物资供应等单位通过招标投标和履行经济合同为项目法人提供建设服务的建设管理新模式。2)实行招标投标制。病险水库除险加固的设计、施工、监理以及设备材料采购等，一般情况下应由建设项目法人依法招标，择优选定。在招投标活动中，要充分发挥专家库评标的作用，坚决打破地方保护和部门保护的壁垒，杜绝行政干预，严惩腐败。3)落实建设监理制。项目法人通过招标方式确定监理单位后，监理单位即可进行工程现场管理，依据合同从事进度、质量、投资控制，合同管理和信息管理，协调建设各方关系。当前应杜绝监理单位超越资格等级承揽监理业务及自己施工、自己监理的现象。4.结束语可以预测，今后由于地形、地质、土地淹没、移民、环境和经费等因素，我国新建水库的困难，将会逐渐增大，会愈来愈要求现在运行中的水库延长寿命和扩大效益。同时，由于洪水的随机性，我们也只能在某一防洪标准下设防，只能起到一定程度的保证作用。在我国众多的情况下，今后水库垮坝也难以完全避免[。因此，我们的目标是切实加强水库安全管理工作，充分发挥工程的效益，最大限度地控制水库失事，并使垮坝灾害缩小到最低限度。