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關鍵字:水利水電 ;可持續發展 ;重要基礎
Abstract: Water Conservancy and hydropower engineering is one of the important activities of human nature, this activity has brought the society, for our economy, the environment benefit. The production of human life is inseparable from the boiling water resources, at the same time as the foundation of national sustainable economic development, it is flood control, irrigation, shipping, water supply, power generation and other functions. Our country is rich in water resources, river is numerous, but the river distribution is uneven, resulting in shortage of water resources and regional drought, flood phenomenon. Therefore, the construction of water conservancy and Hydropower Engineering, rational allocation and regulation of water resources, make full use of water energy, provide ecological water safe and reliable, is the important foundation of sustainable development of social economy in china.
Keywords: Water Conservancy and hydropower; sustainable development; an important foundation
中圖分類號:TV 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
1993年,我國開始實施水利水電工程后評價,經過十年的發展國家頒布了.《環境影響評價法》。對相關建設項目環境影響后評價進行規定,明確規定,項目在建設過程中產生不符合環境影響評價的情形的,建設單位應根據環境影響后評價采取措施,進行改進。一般來說,水利水電工程建筑都具有一定規模,在建設水利水電工程時如不合理考慮其對環境造成的影響,可能導致諸多對環境不利的因素。甚至影響社會的發展。
一、水利水電工程建設中對環境的影響
(一)由于水利水電工程建設時大量采石取土,開墾荒地,破壞地表植被,導致地表層土質蘇松,母質層出露。如不采取措施對其進行保護,很容易造成水土流失,威脅到周邊地區的生態環境。并且,水利水電工程建設涉及到移民問題,移民房的建設需要占用大量土地,破壞地表植被,影響生態平衡。
(二)水利水電工程的建設一般都在枯水期進行,且具有很強的時間性,施工工人數量眾多且相對集中,這必然會產生大量的生活垃圾和生活污水。若是這些廢棄物進入到水環境中,水環境中污染物的含量增加,水質也會遭到破壞。
(三)水利水電工程施工中需要用到裝載機,挖掘機,拖拉機等高分貝的運作機械,這些機械在運轉時產生大量的噪聲,嚴重影響到周圍居民的休息,對周圍居民的生活生產,甚至居民的身體健康都產生了一定的負面影響,對施工人員也是極為有害的。
(四)水利水電工程在施工過程中會由于挖掘出大量的土方,導致運輸時塵土漫天飛揚,空氣中的含沙量增加。同時大型機械運作時排放的尾氣,廢氣也嚴重影響著空氣質量。周邊居民和施工人員呼吸道被嚴重污染的空氣,很容易造成呼吸性疾病,因此在施工建設時要特別關注其對大氣的污染問題。
二、水利水電運營對環境的影響
水利水電是環境重要的組成部分。由于水利水電工程的加入為環境增添了新的環境要素,新環境是否和諧友好,取決于水利水電工程與舊環境中的各要素是否協調。若二者相協調,新的環境將更有利于社會的發展。水利水電工程對環境的影響主要有以下幾點:
(一)對氣候的影響。大型水利工程建設后,原來的陸地變成了濕地或者水體,使得局部范圍內的空氣變得濕潤,空氣中水蒸汽的濃度增加,降雨量增多,雨、霧天氣增多,氣溫也受到一定程度的影響。
(二)對水源的影響。由于水利水電工程建設將流動的水蓄在水庫中保持停滯狀態,在航船經過時打開船閘,巨大的水流沖擊可能造成水庫水溫升高,改變水質狀況,造成水質變差,甚至可能出現水污染。由于水庫較一般的河流更深,水溫也會有所變化,不同深度的水其溫度也有所不同,且隨著季節的變化而變化,這種層次性差異在冬夏季表現特別明顯,這就對水庫下游的農業灌溉造成了一定影響。
(三)對周圍土壤的影響。水庫建成后,庫區水位升高,對庫區周圍的土壤也會造成影響。水的浸沒造成土壤蘇松,容易出現泥石流,山體滑坡等自然災害。同時由于水庫周圍地勢高低不一,水浸沒的差異大,極有可能導致土壤出現鹽潰現象,從而改變了原來的環境,破壞了生態環境。
(四)對水生物的影響。水庫建設好后,由于水域面積增加,庫區的水生物的種類和數量都會發生變化。但是由于大壩的筑成,一些重要的水生物無法回到上游進行產卵生殖,且每次航運經過開閘時也有能將一些生活在上游的生物沖走,導致水生生態系統受到影響。
水利水電工程對環境有著雙重影響。利用水利水電的電梯式開發不僅可以提供水資源的利用率,還能協調綜合利用水資源,達到梯級效益的效果。同時發展水電清潔能源,對減少環境污染起極大的作用。在合理運用水利水電的基礎下,通過人工濕地的作用改善小的環境氣候條件,增加濕地環境的生物物種,可以提高生物多樣性價值。同時,水庫作為人造湖,在開發電力的基礎上,合理的優化和布局工程建筑,加以藝術化設計,不僅增加了它的美學價值,也增加了他的旅游價值,為國家創造了額外的經濟價值。
三、利用模糊綜合評分模型進行水利水電工程環境影響綜合評價
利用模糊綜合評分模型進行水利水電工程環境綜合評價時應注意:
(一)建立有層次的環境結構體系。一般來講,水利水電工程的規模大,它的建設對環境以及整個生態系統的影響極大,且十分復雜。從區域出發,按照性質層層分解。我們將水利水電的影響分為對自然的影響和對社會的影響,自然環境分解為水環境,氣候環境,水生物環境等;社會環境分為景觀環境,移民環境,工業,交通環境等。再將這些子系統分解為若干個環境要素,最終形成清晰明了的結構圖。通過由環境要素到整個環境的分析評價,從而得到對水利水電對整個環境影響的綜合評價。這種方法用它客觀事物的結構層次,避免了由于混淆評價不同層次而造成的數量級差錯。
(二)建立評判等級。根據水利水電工程建設對環境的利弊,將以上分解的不同層次的影響因素劃分評判等級,從而形成模糊綜合評判集。根據各個工程的規模和具體情況,并考慮其對環境的影響程度,將評價等級劃分為若干個。
(三)精確影響因素的權重。影響因素的權重是通過生態學,環境管理學,等相關的綜合處理指定出來的,其常用層次分析法,模糊聚類分析法,德爾菲法等方法。作為綜合評價的關鍵,確定因素權重非常重要。由于水利水電工程問題因素多,差異性大,權重的確定存在很大的問題,為了減少這種情況的發生,一般采用層次分析法來確定影響因素的權重。
結束語
隨著人們開始普遍關注生態環保問題,如何搞好水利水電工程環境綜合評價成為當前有一大問題。相關部門應做到強化水利水電工程的環境影響評價,對不利于環境綜合影響的要及時采取措施,做到落到實處。對于沒有通過評價的項目,一律不批準成立項目。
參考文獻:
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關鍵詞:技術;管理;水利水電工程;施工
一、水利水電工程技術管理特點和內容
(一)管理特點
第一,涉及范圍與面較為廣泛。在水利水電工程項目施工中,工業、環保、水利、城建、電力以及交通等均與工程施工有著密切的聯系,涉及到管理、地質、法律、氣象、經濟以及園林等相關學科。除此之外,其所涉及到的法律法規也相對較多,在其所涉及到的地質、城建、水利、礦上、電力、土地以及交通等部門中均涉及到了相應的管理法律法規。
第二,存在很多不確定性,且地域之間的差別較大。對工程技術管理易造成影響的因素,一般分為兩種,即自然因素與人為因素。在水利水電工程施工中,由于各地區自身社會經濟環境不同,其發展水平也不同,因此,在施工中,其施工進度以及難度也會有所不同。從目前我國水利水電工程技術管理的實際情況來看,由于還未制定一個合理且科學的評價標準,使得技術管理工作的實施也比較困難。
(二)管理內容
在水利水電工程施工中,技術管理主要包含以下幾個方面的內容:第一,構建合理且有效的技術管理組織,施工圖紙、設計變更施工組織設計的管理;第二,施工質量、施工進度與施工成本的管理,施工技術的總結和施工技術的交底,施工調查與開工報告的管理;第三,內業資料、竣工資料、檔案與竣工驗收的管理;第四,技術信息和技術培訓的管理等。
二、水利水電工程技術管理的強化
(一)管理組織
構建有效且精干的技術管理組織,同時確保其正常且有序的運行。在構建該組織時,首先應該明確組織結構的具體形式,按照工程項目合同中的內容與目標,將技術管理內容準確地列出,并進行分類與組合,按照工程項目建設規模、工程復雜程度、性質以及工期等來明確管理深度與跨度,繼而在此基礎上明確管理層次,合理進行崗位職責的制定,選派相應的技術人員參與到該組織中。為確保該項工作有序且科學地實施,應根據工程項目自身的實際情況與技術管理工作客觀規律來制定相應的工作流程,確保其管理工作的規范化。在構建好技術管理組織以后,再按照工作內容明確相應的技術管理方式、管理內容、管理原則、管理職責以及管理體制等。
(二)工程項目設計的規范化管理
在這一環節中,首先應構建完善的設計質量保障體系,加大設計方案的審核力度,確保設計方案的可行性與合理性,對于一些重要分部項目設計方案必須要極大研究力度和分析力度,結合以往相關經驗,基于水利水電工程實際情況來制定,堅決不可套用某種設計方案,或者對原有設計方案進行修改。在審核中,尤其要加大設計參數、使用價值、設計標準、功能、設備以及結構選型等的審核,查看其是否符合施工需求。其次,加強設計圖紙審查,尤其是技術交底中所存在的問題應及時澄清或者修改,可通過設計質量內部評審機制的構建,來對工程項目設計方案組織審查,通過經驗的總結,分析所存在的各種質量問題。
在項目施工中,避免不了會出現設計變更問題,在遇到這一問題時,應及時通知有關部門或者單位關于設計的并更內容,以便于其按照變更以后的設計來施工。設計變更的管理包含了設計變更檔案的管理、設計變更的會檢、通知有關下級單位與部門以及原設計圖紙的修正等。在這一環節中,其管理的重點就在于防止按照原設計圖來施工與結算,或者按照原設計圖紙來進行工程項目竣工圖紙的繪制。
(三)工程項目合同目標的管控
在水利水電工程項目施工過程中,應將合同工管理作為主線,構建一套多級聯控完善的質量保證體系,同時在合同中必須要明確質量標準與技術規范,施工人員、監理人員以及承包商均應嚴格按照項目合同中所規定的內容與要求來施工和驗收,對于不合格或者沒有經過驗收的,不可進入到下一工序。在合同目標的管控中,應加強三個方面的管控,即質量、成本與工期。
第一,在質量管理中,不僅要對工程定位測量放線的成果進行復核,編制相應的質量保障措施以及成品保護措施等,同時還應設置相應的質量控制檢點,且在施工中及時進行驗收與檢查。此外,還應做好材料試配工作。
第二,在成本的管理中,首先應該熟悉且了解施工要求與設計圖紙,對合同中價格構成因素進行分析,確定投資管控的重點。其次加強材料市場價格的調查,對施工現場的總平面布置進行合理且科學地規劃,盡量縮短材料運輸的距離,做好相應的索賠記錄工作,以免出現違約問題。
第三,在工期管控中,首先進行工程總施工進度計劃的編制與分解,制定每周或者每月的施工進度計劃方案,定期檢查這些進度計劃,若實際施工進度和計劃進度存在較大差距,應分析造成這一現象的原因,同時提出相應的調整措施與方案,從而確保工期目標得以實現。
(四)完善技術管理機制且確保其落到實處
強化技術管理的一個關鍵就是各項技術機制的貫徹以及執行,在技術管理過程中,首先應完善技術管理制度,加強施工準備計階段、施工階段以及竣工階段的技術管理。在原有的管理機構上進行相應地調整,基于職責清晰、精干高效且權責明確這一原則來進行人員機構的調整,根據合同中的內容要求與施工組織來進行管理機制的完善,并在此基礎上編制相應的“工藝導則”與“作業指導書”,以規范施工單位與施工人員的活動與行為,對工程項目實施全方位且全過程的監督和管控,使企業內部領導和施工人員均具備一定的風險辨識與控制能力,從而確保整個工程施工的安全性與可靠性。
(五)加強監管方式的改進與參建人員操作技能的培訓
在技術管理中,為使項目質量的檢測水平得到提升,需要購置相應的檢驗設備與測試設備,全面檢查或者抽樣檢查工程施工所需的材料與施工質量,經過實測、實彈、實量以及實敲等方式,獲得更為公正、準確且客觀的監管數據,由此增強質量監管的威脅力以及說服力,減少質量糾紛問題或者矛盾的發生。
除此之外,還應加大參建人員操作技能的教育和培訓,提高其安全意識,定期組織參建人員進行施工規范要求與技術要求的學習。在施工之前,應對各班實施操作技能培訓與教育,重點進行施工工序質量控制要點、檢測手段、質量要求以及施工方法等的學習,以此強化參建人員的質量意識。
結束語
綜上所述,要想提升水利水電工程施工成效,就必須要強化其技術管理,本文就這技術管理的強化進行了研究和分析,望通過本文內容的闡述,可為今后我國水利水電工程施工提供相應的參考依據,進一步增強企業自身的綜合能力,獲得最大化的經濟效益,從而推動水利水電工程事業的發展。
參考文獻:
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[2] 張麗艷,郭瑩.水利水電工程中水閘施工技術與管理[J].中國科技投資 ,2013,(27):36-36.
[3] 伍玲燕,胡勇峰.淺析水利水電工程中的施工技術管理[J].管理觀察,2011,(26):187.
關鍵詞:質量管理; 水利水電; 工程
【 abstract 】 quality management is of water conservancy and electricity engineering construction management an eternal theme, how to take effective measures to solve quality existing in the management of the contradictions and problems, which is both the water front facing workers often think and the subject, is the focus of attention of the society, this article in view of the water conservancy and hydropower projects, the characteristics of quality management, and points out that the engineering quality management, and the problems of water conservancy and electricity is to strengthen quality management is discussed.
Keywords: quality management; Water conservancy and hydropower; engineering
中圖分類號:F253.3文獻標識碼:A 文章編號:
水利水電工程質量控制是工程建設管理一個永恒的主題,也是眾多建設管理者的一個難題。其實,只要能健全質管機構,完善制度體系,建立質控大綱,分清責權界限,充分授權監理,加強監理考核,確保旁站到位,強化隨機抽檢,嚴格處理閉合,做好水利水電工程的質量控制也不是一件難事。大規模水利水電建設過程中,如何采取有效措施解決質量管理工作中存在的矛盾與問題,是我們所面臨和經常思考的課題。
一、目前水利工程施工質量管理存在的主要問題
1、“人、材、機”的投入及管理無法滿足施工質量要求
1.1 人員
近幾年,雖然水利水電行業加強了人員培訓和隊伍建設力度,施工、監理、質監等隊伍和機構建設大大加強,但質量管理專職人員力量仍較薄弱,專業素質難以滿足工程要求。少數現場質量管理人員由于業務水品不足及責任心不強,不按施工規程和監理有關規定操作,導致偷工減料現象等。
1.2“材料”
水利水電工程施工材料采購把關不嚴;使用不合理;檢驗制度不健全,質量把關不嚴;剩余材料處理不合理等現象。
1.3“機械”
施工機械設備對施工質量有著直接的影響。所以在施工機械設備選型時,應注意經濟上的合理性、技術上的先進性、操作和維護上的方便性等。
2.施工過程控制不嚴。
一是精細化管理不足,施工過程工藝作風比較粗糙,缺乏精耕細作,質量缺陷較多。二是措施落實缺位,雖然制定了作業指導書、施工措施等,但未能嚴格執行并落到實處。三是基礎管理薄弱,質量記錄及時性、準確性、完整性、閉合性較差;生產性試驗結果整理、分析、總結、改進的資料不全。
3.執紀執法力度欠缺。
雖然國家推行項目法人責任制、招標承包制和建設監理制多年,但是水利水電建設項目地方配套資金不到位的情況一直未在政策層面上得到解決,導致“多少錢辦多少事”的現象比較普遍;水利水電施工、監理等有關資質的審查、核準工作也相對遲緩,一部分具備相應條件的水電施工、監理企業及其人員無法參與市場競爭,對各種無證或越級從事工程建設以及掛靠、轉包和違法分包等行為的監控和查處也不夠及時和有效,制約了水利水電工程質量的提高和質量管理工作的深度開展。
二、提高水利水電工程質量管理的對策措施
1、提高質量管理意識。水電工程建設投資大、工期長、涉及面廣,工程質量是直接關系到人民群眾生命財產安全的重大社會問題,是水電事業賴以生存和發展的基礎,也直接關系設計、施工、業主的效益和形象,水利水電工程建設過程就是質量的實現過程,質量管理“沒有最好,只有更好”。同時,廣泛開展“質量教育”,提高全員質量意識,使每個崗位真正地認識到“質量是建設工程永恒的主題”.“質量是企業的生命線”、”今日的質量是明日的市場”,企業良好質量信譽、合理的質量成本是依賴于各崗位的優質工作,使員工明確崗位質量工作特點、范圍,使員工具有團結合作的精神,維護企業質量信譽,通過常抓不懈的教育、培訓,使企業員工對施工質量必須達標、創優形成共識。
2.完善質量管理體系。要做好質量管理與控制,管理體系是基礎。有了體系,就有了程序,有了管理的措施、內容,有了管理的部門和管理的責任人。首先,業主單位要設置管理工程質量的分管領導和具體管理工程質量的部門,分別給予他們管理工程質量、處理質量事故的權利和職責。監理單位應設立專職質量副總監和質量技術保證部,分別確定相應的職責和要求。施工單位從班組到施工隊到項目都要形成“三檢”組織機構,約定各自的職責,形成施工單位的質保體系。三方并舉,相互制約,相互監督。其次,要完善質量管理制度體系。首先,要制定質量管理辦法,從總體上約定參建各方在質量管理與控制方面的職責、權限和義務。其次,要制定工程質量管理實施細則,對施工單位的施工工藝、工序、環節,以及抽檢結果、外觀質量等各個細節作出獎罰的規定,通過獎懲激勵措施確保工程質量,營造良好的施工質量管理氛圍。同時,還應制定設計考核管理辦法、監理考核辦法或細則、驗收管理辦法和達標投產考核辦法,并在一個單元工程完成后,及時進行評定,及時整改,為后續單元工程質量的提高指明方向。
3.嚴格質量控制過程。嚴格質量控制過程,就是要嚴格抓好事前、事中和事后控制。從第一道工序起抓質量,做到質量不留后患,工程不留遺憾。一是要細化事前控制,做到預警防范、準備到位。包括建立預警制度,并結合工程特征對重點復雜部位及重點工序制定相應的施工導則;嚴格控制檢查施工用原材料,從采購、進貨、貯存等環節進行層層抽樣檢查,嚴格把關;建立“明白卡制度”,結合各自的專業特點及實際情況,將主要的工藝要求及相關解決措施進行編寫,保證現場施工人員人手一卡,以提高操作人員發現問題及解決問題的能力;召開技術交底會,工程開工前對作業人員進行技術交底。二是要強化事中控制,做到規范糾偏、責任到位。包括嚴格實行“三檢”制度,即施工隊技術員進行“初檢”,專業施工隊質檢員負責“復檢”,質量辦專職質檢工程師負責“終檢”,并向監理工程師提交質量檢查記錄;推行“無建交接”制度,堅持工序傳遞卡及節點工序會簽,保證施工工序間傳遞時不留質量問題;推行“樣板單元”工程制度,通過“典型引路”,帶動其他員工、其他部位的進步和提高;實行重點工序質檢員旁站監督制度、施工過程獎罰制度等。三是要重視事后控制,做到督促檢查,落實到位。包括嚴格執行檢查制度,及時檢查處理已發現或懷疑可能出現的質量問題,減少后期處理難度;堅持分析制度,定期召開質量月例會,分析施工中存在的問題,提出預防措施或限期整改,并在其后的施工中督促檢查、落實;堅持考核制度,實施質量“季考核、年評比”,施工質量與經濟利益掛鉤,并對重點質量工程實施質量特別獎,保證施工質量管理優質。
4.提高隊伍整體素質。在施工過程中要以共同的價值取向為引導,以全員培訓為目標、骨干培訓為重點,進一步提高職工隊伍的思想素質和業務技術素質。一是編制質量手冊,做到質量手冊人手一冊,對所有進入本工程工地的職工進行進場培訓,使其了解工程總體概況和質量總體要求,工程的質量目標、質量體系和質量制度,全面加強作業人員的質量意識。二是在新工程開工前,對新開工工程進行全面技術交底,使作業人員熟知作業內容及質量要求。三是特殊作業人員上崗前,在現場進行培訓,考核合格后方能上崗作業。四是不定期地組織一線施工人員進行施工工藝專業技術培訓,并組織互相觀摩、學習和交流,通過“請進來”和“送出去”培訓方式,努力提高員工服務技能。此外,對從事工程質量管理的工作人員、質量監督機構的工作人員進行政策法規、質量管理知識、技能、手段的培訓,培養和造就一支專業化的質量管理隊伍,并以此推動施工質量管理,提升工程整體建設水平。
搞好項目施工質量,樹立企業良好形象,不斷探索質量管理的新途徑,探索更好地先進科學的管理措施,是每個施工企業共同追求的目標。只有鍥而不舍地學習、探索、借鑒國內外先進的管理技術,積極開發新的質量控制手段和方法,完善企業管理及技術標準,才能保證項目施工優質,保證工程質量管理水平更上一個臺階。
三、結語
搞好項目施工質量,樹立企業良好形象,不斷探索質量管理的新途徑,探索更好的先進科學的管理措施,是每個施工企業共同追求的目標。只有鍥而不舍地學習、探索,借鑒國內外先進的管理技術,積極開發新的質量控制手段和方法,完善企業管理及技術標準,才能保證項目施工優質,保證工程質量管理水平更上一個臺階
參考文獻
[1]鐘慶華:《水利工程質量檢查與控制》,安徽科學技術出版社,2003年10月。
關鍵詞:水庫;除險加固;設計;
1工程簡介
某水庫樞紐位于月河右岸一級支流某下游。水庫樞紐距五里鎮約5km,有簡易公路通到右壩肩山梁上。
水庫樞紐工程由大壩、放水設施、左岸溢洪道等主要建筑物組成。水庫壩體為粘土均質壩,最大壩高17.56m,壩頂長152.545m,壩頂寬4.6m,壩頂高程500.0m(相對高程)。壩址以上控制流域面積3.6km2,總庫容20.4萬m3,河道長5.0km,河道平均比降95.44%。某水庫是一座以供水,灌溉為主,并兼有養殖等綜合效益的V等?。?)型工程【1】。
水庫工程于1954年2月由群眾自建,為萬方大堰,于1958年加壩升級為水庫,投入使用。由于當時水庫設計不規范,施工方法簡陋落后,加之水庫運行后主要建筑物老化失修,水庫多年來一直帶病運行,效益不能發揮。2007年4月市防汛辦、區防汛辦組織有關專家對某水庫進行了安全鑒定,鑒定結論是:某水庫大壩屬三類壩,建議盡快進行除險加固處理【2】。
1. 1現場檢查存在的問題
本次設計根據水庫除險加固工程設計導則要求。通過檢查大壩、溢洪道及放水設施等主要建筑物存在的安全問題,結論如下:
大壩部分
①壩頂:
壩頂為自然土路面,降雨不能通行,對大壩維修及汛期防汛不利。
②上游壩坡:
上游壩坡沒進行護面處理,壩坡面不規整,沖刷侵蝕嚴重。
③下游壩坡:
背水面右側有較大面積的土體產生了變形、塌陷和滑動,結合鉆孔資料,土體最深滑移面達4m。下游壩坡抗滑穩定安全系數不滿足規范要求;且壩面雜草、樹木從生,無壩面排水系統。
(1) 溢洪道評價:
溢洪道設計雖滿足泄洪能力需要。但現狀溢洪道折線堰為寬1.2m,高4.6m的漿砌石結構,堰體砌石部分裂縫、脫漿,漏水嚴重,堰后側槽底板襯砌厚度不夠,現狀沖刷破壞嚴重,已形成深0.5m沖坑。
(2) 引水設施部分:
引水設施雖經2003年處理,但在2007年7月因柴頭堵塞,無法正常放水。
(3) 其它設施:
①水庫無水位尺,無雨量觀測設施;
②大壩無滲漏、位移變形等觀測設施;
③大壩無管理房及抗洪設施;
1.2除險加固的必要性
水庫運行50多年以來,為工程所在的附近村莊的農業和農村經濟發展發揮了巨大的作用。
1958年3月完工,1965年因漏水,壩體滑動后進行整修,1977年7月因上游堰塘跨壩,導致某水庫漫壩,壩體形成深槽,淹沒下游劉家營村,沖毀大量房物及農田,后回填坍塌壩體,F復水庫部分功能,施工時均為人工填筑,也未對壩體加寬,安全難以保障,且不能發揮正常效益。
針對工程現狀存在的安全隱患和缺陷,按照現行標準和規范采取工程措施,消除工程安全隱患和缺陷,改善運行條件,以確保工程安全有效運行。
2 大壩加固工程設計
2.1大壩穩定滲流復核計算
本次設計是根據現行規范要求對大壩現狀滲流進行復核,根據復核結果,進一步弄清楚壩體存在的問題,為加固方案的擬定奠定基礎,提出相應的工程加固措施。
(1)設計計算工況
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》(SL189-96)中關于滲流計算的相關要求,滲流計算兩種工況如下【3】:
工況①:上游校核洪水位以及對應下游水位;
工況②:上游正常蓄水位以及對應下游水位;
(2)計算邊界條件
根據規范和壩體實際情況,壩坡滲流計算斷面選定壩體實測最大斷面,土層分界根據地勘資料確定。
①最大壩高17.56m,壩軸線152.545m;
②壩頂寬度4.6m;
③上游坡比1:2.0、下游坡比1:1.8;
④校核洪水位時,上游水位498.98m,對應下游水位483.96m
⑤正常蓄水位時,上游水位497.20m,對應下游水位483.96m
⑥下游排水棱體頂寬1.5m,外坡1:0.3,內坡1:1.5;
(3)設計參數選擇
采用安康市漢濱水利水電水保生態勘測設計院(2008年)編制的《漢濱區某水庫工程大壩安全論證總報告》中土層的相關參數。
(4)計算結果分析
不同工況下的滲流量
經過計算,工況①和工況②滲流量計算結果見表1。
表1: 水庫滲流計算結果表
設計
工況
上游水位
(m)
下游水位
(m)
單寬滲流量
(m3/d-m)
水力
坡降
總滲流量
(m3/d)
校核洪水位
498.98
483.96
0.12
0.39
18.85
正常蓄水位
497.20
483.96
0.09
0.34
13.51
對于工況①,即當洪水達到校核水位498.98m時,壩體滲流總單寬流量為0.12(m3/d-s),壩軸線總長152.545m,即壩體滲流總量18.85m3/d。
對于工況②,即當洪水達到正常蓄水水位497.20m時,壩體滲流總單寬流量為0.09(m3/d-s),壩軸線總長157m,即壩體滲流總量13.51m3/d。
因此,根據上述計算結果,壩體滲流量不嚴重。
(6)穩定計算
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》(SL189-96)的規定,壩坡抗滑穩定計算采用剛體極限平衡法,分別利用瑞典圓弧法和簡化畢肖普法進行分析計算。
2.2大壩穩定復核計算
壩坡穩定復核計算采用中國水利水電科學研究院的《土質邊坡穩定分析程序》STAB95進行計算。
(1)基本參數取值
壩體土物理力學指標根據安全鑒定階段地質資料和初步設計階段壩體鉆孔注水、壓水試驗、室內原狀樣試驗的成果,在分析整理的基礎上,對土工試驗物理力學指標按規范所要求的方法進行統計分析。
(2)斷面選擇
根據壩址地形地質圖,選擇大壩在溝道中心的最大剖面為壩坡穩定最不利斷面,只要此斷面滿足穩定分析的安全要求,則整個壩體均可滿足安全要求。
(3)浸潤線
浸潤線由地質勘察實測,并結合現場實際出逸點情況繪制,同時利用地質勘察所取得的滲透計算資料反推浸潤線加以復核驗證,以正確反映大壩現狀的滲流情況。
(4)計算工況
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》(SL189-96)的規定,結合水庫的實際情況,選定下游壩坡穩定分析計算工況為正常情況,正常蓄水位497.2m,穩定滲流。
3 結語
除險加固主體工程完成后,消除了水庫的安全隱患,收到了社會效益、生態效益、經濟效益等多重效益。首先體現在社會效益上,工程的竣工消除了水庫的安全隱患,下游人民群眾生命財產安全得到保證,灌區農業穩產高產也得到保證,社會效益巨大。其次,今后防汛不搶險,合理開發利用水庫對發電與灌溉都會帶來經濟效益。第三,各滲漏點再無滲流出現,濕潤現象也完全消失。水壩各部分正常運行,放水難的問題得到解決。整個水庫樞紐煥然一新,其正常運行充分發揮了工程效益,使工程永續利用,效益可持續發展。
參考文獻:
[1]中國電力工業部. 《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》(DL5180-2003);
(桐柏縣水利局,河南 桐柏474750)
【摘要】從大壩壩體存在明顯滲漏問題的處理提出,介紹方案比選,技術改進及方案優化,最后確定適合設計及施工規范要求的防滲處理措施。
關鍵詞 壩體滲漏;充填灌漿;高噴防滲墻;水泥攪拌樁
1工程概況
老虎沖水庫位于淮河流域出山店河支流上,在河南省桐柏縣城東的月河鎮,屬淮河流域。該水庫于1956年2月動工興建,1957年11月竣工。壩址以上控制流域面積2km2,干流長2.9km,平均比降0.045,水文分區為Ⅰ區。水庫上游屬淺山丘陵區,流域內植被較好。水庫大壩為均質土壩,現狀壩頂長120m,最大壩高8.1m,壩頂寬2.9m,路面不平,無路沿石及防浪墻。老虎沖水庫工程等別為V等,主要建筑物級別為5級,水庫原設計防洪標準為20年一遇設計,200年一遇校核,校核洪水位133.94m(黃海高程系),相應庫容36.62萬m3;設計洪水位133.43m,相應庫容28.01萬m3;興利水位131.48m,興利庫容15萬m3。
2壩體滲漏問題情況說明
老虎沖水庫河槽部位大壩0+030~0+075段存在壩體滲漏及接觸滲漏,高水位時滲水呈明流,滲漏量大。
3大壩壩體防滲方案比較
大壩防滲是本次老虎沖水庫除險加固的一個關鍵點,根據壩體、壩基巖土和水庫運行中出現的問題,大壩防滲控制應采用垂直防滲措施。設計采用壩體充填灌漿、壩體高噴防滲強與水泥攪拌樁三種方案進行綜合比較,擇優選用。
3.1壩體充填灌漿
結合大壩整治工程,對大壩進行充填灌漿處理,并將充填灌漿向下深入基巖1.0m,以加固壩體,截斷接觸滲漏,減小壩體壩基滲流量。
灌漿范圍為大壩樁號0+030~0+075,灌漿段長40m。灌漿孔雙排布置,上下游灌漿孔分別布置在新壩軸線上、下游0.75m處,排距1.5m,單排孔距1.5m,共78孔。灌漿頂部高程設計為壩基面以上4.0m,最高到風化砂開挖高程,底部至壩基面以下1.0m。充填灌漿采用2:8水泥粘土漿,水泥采用42.5#水泥。
3.2壩體高噴防滲墻
根據箭桿沖水庫工程實際,高壓旋噴采用三管法比較經濟,工效高,單排孔高噴形成的樁墻厚度可滿足防滲要求。高噴灌漿施工工藝參數初步設計如下:
灌漿壓力:水壓25.0~30.0MPa,氣壓0.7~0.8MPa,漿壓0.2~0.3MPa。
灌漿流量:水量75~80L/min,氣量1.0~1.2m/min,漿量60~80L/min。
旋轉速度10r/min,提升速度10cm/min,噴嘴直徑8mm。
灌漿材料采用42.5普通硅酸鹽水泥粘土漿,水泥與粘土質量比為1:1。
設計沿新壩軸線布置一排高噴灌漿孔,間距0.8m,灌漿范圍為大壩樁號0+030~0+075,灌漿壩段長40m,共78孔。高噴墻頂部壩基面以上4.0m,底部至壩基巖面。
3.3水泥攪拌樁防滲墻
結合壩頂風化砂防滲處理,設計采用水泥攪拌樁截斷接觸滲漏及壩體滲漏,以加固壩體。水泥攪拌樁防滲墻設計范圍為大壩樁號0+000~0+120,攪拌樁頂部高程設計為133.62m,樁號0+000~0+030段底部高程為風化砂下1.0m,樁號0+030~0+075段底部高程為壩基面下1.0m,樁號0+075~0+120段底部高程為強風化基巖面。
水泥攪拌樁初始設計水灰比為2:1,施工前先做先導孔試驗,結合工程地質條件,機械設備和現場試樁具體情況,確定施工采用工藝參數及水泥摻入比。
根據水泥土攪拌樁防滲墻和先導孔試驗經驗,結合工程地質條件,機械設備和現場試樁具體情況,確定施工采用工藝參數及水泥摻入比。初步設計建議值如下:
①樁徑5000mm,樁心距320mm(最佳搭接墻厚383mm);
②鉆進及提升速度V=0.288~1.96m/min;
③輸漿壓力:P=0.25~0.3MPa;輸漿管壓力P=0.2~0.25MPa;
④注漿量:30~65L/min;
⑤水泥摻入比:16%;水泥摻量43kg/m3;
⑥水灰比:0.5~0.55;
⑦鉆頭直徑500mm;
⑧樁體滲透系數<1×10-5cm/s。
3.4三種方案比較
兩種方案的優缺點及經濟比較見下表。
方案一采用壩體充填灌漿,具有可灌性好、機動靈活、投資少、施工方便等優點,但施工速度慢,工程耐久性查。方案二采用高壓旋噴防滲墻,截滲處理比較徹底,但造價高,施工機械、電力要求高,且各旋噴柱體間連接質量不可靠。方案三采用水泥土攪拌樁防滲墻,施工工期短、造價低廉、實用可靠,對本工程可同時解決風化砂防滲問題。
經綜合比較,本次箭桿沖水庫除險加固采用方案三,即水泥攪拌樁防滲墻方案進行大壩防滲處理。
4大壩防滲設計
通過方案比較,壩體防滲加固采用水泥攪拌樁防滲墻設計,具體設計參數參上節。
質量檢驗主要采取兩種方法:(1)鉆芯取樣。從開挖外露的樁體中鑿取試塊或采用巖芯鉆孔取樣,鉆孔直徑不宜小于108mm,直接測定樁身強度,觀察攪拌均勻程度,并做壓水試驗,測量樁體滲透系數。(2)開挖檢驗。在工程樁養護到一定齡期時,選取一定數量的樁體進行開挖,直接檢驗樁體外觀質量、搭接質量及整體性、致密性等。
4.1加固后大壩結構計算分析
根據箭桿沖水庫地質勘探報告,大壩壩體座落于下元古界角閃片巖。結合壩坡整修加固,整修后大壩上游坡度為1:2.2,下游坡度分別為1:2.0、1:2.5,。這里主要針對加固后的大壩,在滲流計算的基礎上,進行壩坡穩定復核驗算。
在滲流與穩定分析中,計算參數的選取直接關系到計算結果的準確性。
滲透允許坡降允許值由《碾壓式土石壩設計規范》SL274-2001中的公式求得。
利用地質報告中提供的的壩體、壩基土物理參數,根據上兩式,可求得壩體填土允許滲透坡降為0.53,壩基土允許滲透坡降為0.52。
4.2大壩滲流分析
取主河槽部位樁號0+060斷面為典型斷面,采用北京理正軟件設計研究所的滲流分析軟件進行二維有限元計算分析。滲流計算時,該斷面除險加固后上游壩坡為1:2.2, 下游坡度分別為1:2.0、1:2.5,壩頂寬3.4m,壩高8.2m,基巖為下元古界角閃片巖。大壩上下游及基巖均取1倍壩高。
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》(SL189-96),大壩滲流計算主要取以下兩種情況:
工況I:正常工作條件,正常蓄水位131.48m穩定滲流計算。
工況II:非常工作條件,校核洪水位133.94m驟降至正常蓄水位131.48m時非穩定滲流計算。
滲流計算結果如表2 所示。從計算結果看,壩體滲透坡降均小于允許值。
計算工況1時取下游無水,壩坡溢出點高程127.69m,高于下游壩腳1.19m。
4.3大壩結構穩定分析
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》(SL189-96),采用北京理正軟件設計研究院編制的《理正巖土系列軟件——邊坡穩定分析程序》,計算方法采用簡化畢肖普條分法,浸潤線數據采用大壩滲流分析計算結果。壩體填土、壩基土材料參數,均采用飽和固結快剪抗剪指標建議值。
根據《碾壓式土石壩設計規范》(SL274—2001)的要求,并結合水庫的運用情況,穩定分析計算工況為以下兩種:
工況I:正常工況,正常蓄水位時形成穩定滲流期下游壩坡穩定;
工況II:非常工況,庫水位降落期的上游壩坡穩定;
大壩壩坡抗滑穩定計算結果見表3。
根據表2的計算結果看,除險加固后大壩上下游坡在正常、非常工況下抗滑穩定均滿足規范要求。工況I的下游壩坡,在正常蓄水位穩定滲流期最小計算安全系數為1.31。工況II的上游壩坡數,在水位降落期最小計算安全系數為1.24。
5結束語
經多方案比較,本次箭桿沖水庫除險加固工程采用水泥攪拌樁防滲墻方案進行大壩防滲處理,該方案安全可靠,合理可行,現已得到批復,工程正在建設中。目前,此項工程設計已在桐柏縣同類水庫除險加固工程中推廣應用。
參考文獻
[1]SL55-2005 中小型水利水電工程地質勘察規范[S].
[2]SL31-2003 水利水電工程鉆孔壓水試驗規程[S].
[3]SL345-2007 水利水電工程鉆孔注水試驗規程[S].
水利工程質量檢測是指對工程實體的一個或多個特性進行的諸如測量、檢查、試驗或度量,并將結果與規定要求進行比較,以確定每項特性的合格情況而進行的活動。工程質量檢測就是經過“測、比、判”活動,從而對不符合質量要求的情況作出處理,對符合質量要求的情況作出安排。水利工程質量檢測主要包括以下內容:
(1)施工圖紙和施工組織設計,施工計劃的會審,是否保證了工程的質量。
(2)原材料、外購材料、半成品及工程實體的質量檢驗,提供正確的檢測數據,做出評價結論,并參與工程質量事件的分析處理。
(3)工程所用新結構、新材料、新工藝、新設備進行檢測。技術審定和推廣工作。
(4)通過科學檢測判斷工程質量是否符合技術規范和設計要求,并提出改進意見。
2必須明確水利工程質量檢測的必要性和重要性
水利工程質量檢測是質量管理工作科學化的基本要素,是提高監督水平必不可少的條件,尤其在市場經濟迅猛發展的今天,必須首要完善檢測手段,保證其科學性、公正性、準確性。科學性是檢測工作的基礎,離開它就談不上對工程質量評價和負責,也難以保證所建設的水利工程的正常運用與運行安全。若以檢測工作賴以生存的地位來估價,公正性是檢測工作的準繩和法規,否則就會失去法律效力。準確性則是科學性與公正性的先決條件,是檢測工作客觀評價與社會信譽的前提。促進水利工程質量不斷提高,多創優質工程,采用科學而可靠的檢測數據來說話,防止單純憑主觀經驗來判斷的做法,檢測工作也就成為質量管理必不可少的基礎工作。只有搞好檢測工作才可能及時掌握質量的動態和規律,以便控制質量的波動范圍來保證質量的穩定。
在水利建設中強調事物發展的客觀規律,在市場經濟發展的今天更應強化質量管理,其中質量檢測工作又占有重要位置,擔負著重要職責,它借助于測試手段對材料,構件及單元工程,按規范標準與要求進行檢測,并做出合格與否的判斷。因此,檢測是保證工程質量的重要手段,在質量形成中具有重要的地位。它通過對原材料、半成品、單元工程檢驗和竣工檢驗活動嚴把質量關,具有預防把關和簽別雙重性質的職能。
3必須著力提高水利工程質量檢測的水平
水利工程施工質量極為重視關系國計民生。提高水利工程質量檢測的水平對保證水利工程施工質量顯得尤關重要。提高水利工程質量檢測水平,應著眼于當前經濟社會發展的形勢,重點考慮三個因素。
3.1檢測機構合法是水利工程質量檢測的前提
水利工程施工質量檢測機構必須受控于國家的法律法規,在國家法定機構授權下行使職能,這類檢測機構才具備合法性。目前,中國統一開放的檢測市場已開始形成。有必要對檢測機構的認可活動加以規范,使其在為社會提供質量檢測時必須具有公正性、科學性、權威性。于1994年10月正式成立的中國實驗室國家認可委員會——CNACL,是唯一的權威和法定的實驗室認可機構,也是國際實驗室認可合作組織——ILAC的正式成員。它制定的《實驗室認可準則》即CNACL201-99,等同于國際公認的ISO/IEC導則25——《校準和檢測實驗室資格的通用要求》,今天已成為檢證實驗室技術能力,指導實驗室規范運行的準則。
3.2檢測方法科學有效是水利工程質量檢測的關鍵
質量檢測使用的技術規程規范必須是現行有效的,按過期的規程規范進行檢測的結果是無效的,這一點也應引起足夠的注意。例如,從2000年起,各實驗室進行土工檢測時應依據新的標準,即《土工試驗規程》SL237-1999,或《土工試驗方法標準》GB/T50123-1999,相應的舊規程已失效。
3.3儀器設備符合標準是水利工程質量檢測的基礎
質量檢測使用的儀器設備必須經國家法定計量機構校準和檢定,并在其劃定的有效期內使用,保證檢測結果的有效性。依據《計量法》而建立的中國量值傳遞體系,體現了量值的統一和量值的溯源,它是實驗室規范的基礎,也是導則25的實質所在。其突出特點是,從計量溯源性的角度,保證測試領域的測量結果基本上與計量溯源體系得以銜接。以導則25為準則構成的我國量值傳遞體系,基本保證了全國量值的統一,滿足了質量檢測和科學研究的基本要求。
4必須科學實施水利工程質量檢測工作
水利工程質量檢測是一項科學、嚴密、重要的工作,必須要有規范的程序和嚴謹的態度。在質量檢測的實踐中,應重點注重以下幾個方面:
(1)建立健全工作制度。嚴密的規章制度、科學認真的態度是搞好工程質量檢測工作的保證。工程質量檢測項目,需要專業試驗室組織優秀檢測人員并設專門的質量負責人,才能使質量檢測工作的權威性得到有力的保證。
(2)嚴格執行國家規范。國家標準和部頒規程規范、技術質量標準、批準的設計文件是檢測工作的依據。有了這些規范、規程、標準和文件,才能使檢測工作的實施、數據分析和結論有據可依。另外,在檢測前或檢測過程中,收集被檢工程的相關資料對檢測的數據分析和結論是有用的和必要的。
(3)提高檢測人員的專業水平。高素質的檢測人員和先進的檢測設備是保證檢測成果質量的重要因素。檢測人員應具有豐富的水利水電工程建設經驗,最好還直接參加過工程的設計、施工、監理、檢測等方面的工作,才能保證檢測過程中的質量。在檢測設備上,所有儀器設備都必須經過有關部門的計量認證,這些先進的儀器才能夠保證檢測數據的準確性和可靠性。
(4)確保檢測費用。檢測費用的專項列支是檢測結果真實性和公正性的有力支持。在實際工作中,批復概算并沒有該項費用開列,有的不得不擠占其他費用,使這項工作很難開展,即使開展了,檢測結果的真實性和公正性也很難保證。
(5)認真做好抽檢工作。工程竣工驗收前的抽檢工作十分必要。目前只有堤防工程有明確的要求,而混凝土、土方、石方、金屬結構制造、啟閉機及機電產品安裝等工程并沒有抽檢的方法、數量、種類的具體要求。
關鍵詞:水利水電;工程設計;滲流計算;水力學解法;有限元解法
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1計算目的
(1)壩體(堤身)浸潤線的位置。
(2)滲透壓力、水力坡降和流速。
(3)通過壩體(堤身)或壩(堤)基的滲流量。
(4)壩體(堤身)整體和局部滲流穩定性分析。
2滲流計算的主要方法
滲流計算求解方法一般可分為以下四種類型。
(1)流體力學解法:是一種嚴格的解法,在滿足定解的邊界條件下可以求出滲流場中任何一點的值。但解答非常復雜,只對少數簡單的情況有效,在實際工程應用上受到較多的制約。
(2)水力學解法:是流體力學解法的近似解。是在作了某些假定的基礎上對一些特定的邊界條件的流體力學解法。同樣在實際工程應用上受到較多的制約。
(3)模擬試驗:基于上述二種方法的缺點,對于實際工程,原常通過水力學實驗來模擬求解滲流問題。
(4)計算機數值模擬:通過建立一個數學模型,來求解滲流問題,也稱數值法,數值法又分為有限差分法、有限元法。
目前,上述滲流計算方法中在水利工程上應用最廣的主要是水力學解法和有限元法。
3滲流計算工況組合及滲透系數的選取
3.1常規堤防工程
常規的堤防工程計算提出了三種水位組合,此三種水位組合的滲流計算目的及相應土體的滲透系數選取原則主要為:
(1)臨水側為高水位,背水坡為相應水位。本組合的計算目的:①計算背水坡可能最高的逸出點位置、背水坡逸出段及背水坡基礎表面出逸比降,用于背水坡滲流安全復核、反濾層及排水設施設計;②背水坡面可能最高的浸潤線,用于背水邊坡穩定計算;③當堤身、堤基土的滲透系數大于10-3cms時,計算滲流量,用于分析防滲措施對本工程運行要求的可行性和背水坡排水設施設計(對于大壩均要求進行滲流量計算)。
對上述第①、②種計算目的工況,堤身、堤基的滲透系數則取小值平均值,對第③種計算目的工況則取大值平均值。
(2)臨水側為高水位,背水坡為低水位或無水。本組合的計算目的:①背水坡面可能最高的浸潤線,用于背水坡邊坡穩定計算,相應各土體的滲透系數取小值平均值;②復核局部滲流穩定及進行反濾層設計,則進行局部滲流穩定性復核土體的滲透系數取小值,其上、下部位土體的滲透系數取大值平均值。
(3)洪水降落時對臨水側堤坡穩定最不利的情況。當臨水坡面可能最高浸潤線時,臨水坡穩定計算最不利,所以計算工況下的土體滲透系數應取小值平均值。
3.2特殊項目
對一些特殊的項目,必要時還應考慮以下計算工況或因素。
(1)工程中蓄水過快的情況。在工程蓄水使水位上升過快時,對上游壩坡穩定也是不利的,特別是初次蓄水時。因為水位上升太快,浸潤飽和土的過程又很長,特別是透水性小的粘性土,造成浸潤線很陡,此時上下土層的飽和性不一致,且浸潤前峰滲透坡降很大,將導致不均勻沉降,從而產生裂隙而滑坡。
(2)降雨飽和堤壩岸坡。降雨飽和堤壩岸坡的穩定與臨水側水位驟降情況是相類似的,是由于大氣降水及河岸地下水的補給造成較高的孔隙水壓力的結果,尤其在基礎中存在承壓水或排水不暢時最為嚴重。
(3)堆筑期間的孔隙水壓力。施工期孔隙水壓力的問題,一種情況是在軟粘性土的飽和地基上筑堤(壩),由于填筑速度較快,上部荷重所引起的孔隙水壓力來不及消散,因而在剪應力不斷增加下,其穩定性大減從而引起滑坡;另一種情況是由于填筑土料本身含水量過大,在堤(壩)本身引起孔隙水壓力,從而發生滑坡。
(4)超孔隙水壓力??紫端畨毫Φ囊话愎綖閡=yh,可理解為計算點至排水面間水體的重量。但從上述降雨飽和堤壩岸坡以及堆筑期間的孔隙水壓力分析可見,實際情況中各點的孔隙水壓力都超過常規概念上的孔隙水壓力值,那么把這超出部分的孔隙水壓力定義為超孔隙水壓力。按一些資料,粘性土填筑所造成的超孔隙水壓力一般約為上部重量的50%,有的達80%―90%;對于在飽和的軟粘性土地基上修筑堤壩,則其產生的超孔隙水壓力幾乎等于所加的上部重量。
4水力學解法在工程上的運用
水力學解法“是在作了某些假定的基礎上對一些特定的邊界條件的流體力學解法”。除了對邊界條件及計算過程中的一些假定以外,水力學解法對地層的滲透系數也做了一些簡化處理。
(1)對于滲透系數相差5倍以內的相鄰薄土層可視為一層,采用加權平均的滲透系數作為計算依據。
(2)雙層結構地基,當下臥土層的滲透系數比上層土層的滲透系數小100倍及以上時,可將下臥土層視為不透水層;表層為弱透水層時,可按雙層地基計算。
(3)當直接與堤基連接的地基土層的滲透系數比堤身的滲透系數大100倍及以上時,可認為堤身不透水,僅對堤基按有壓流進行滲透計算,堤身浸潤線的位置可根據地基中的壓力水頭確定。對加權平均的滲透系數的計算一般上有以下二種情況。
A對各向異性土的計算
對各種異性土(包括任意傾斜方向的不同滲透性),可把滲透區邊界(包括建筑物的地下輪廓)的水平尺寸剩以因數 轉化為各向同性均質地基進行滲透計算,且滲透系數取為k,算得各點水頭后,再把水平尺寸除以 ,恢復為原來的圖形。
B對層狀土的計算
對滲透系數和厚度不同的層狀地基,可轉化為均質各向異性土來處理,其等效平均的水平滲透系數與垂直滲透系數為:
5有限元解法在工程上的運用
5.1數學模型的選取
從目前應用研究的情況上看,大約有四種數學計算模型:①布辛內斯克方程;②拉普拉斯方程;③擴散方程;④固結方程。以上各種計算數學模型都有其特定的適應條件,從四種模型的計算結果比較上一般可得出:一般土石壩和地基的非穩定滲流問題,可采用固結方程加上流量補給條件的自由邊界及相應定解條件計算流場分布,較為合理;對固結完好不再壓縮的土石壩的非穩定滲流問題,可用拉氏方程加上流量補給條件的自由邊界計算。實際上拉氏方程只是固結方程的一個特定解。
5.2邊界條件
邊界條件有以下三類。
第一類邊界條件――水頭邊界條件:
第二類邊界條件――流量邊界條件:
=cos (流量補給關系)
第三類邊界條件――混合邊界條件:
混合邊界條件是指含水層邊界的內外水頭差和交換的流量之間保持一定的線性關系,即 + = 。
圖1
圖1的邊界條件為
1―2、4―5:等水頭面, =常數;
3―4:自由滲出面, = ;
6―7:相對不透水層,是流面, =0;
2―3:是自由面,在穩定滲流時是流面, =0,且符合 = 條件;對非穩定滲流,其不是流面,而是符合流量補給邊界 =cos 。
5.3有限元計算程序
目前關于滲流有限元計算的程序很多,各有不足之處,但均應重視對邊界條件的輸入。有限元滲流計算除二維外,還有三維滲流有限元,也有針對巖體裂隙滲流的有限元計算程序。
結束語
總而言之,必須重視水利水電工程的設計工作,不斷完善工程設計中的不足,提高工程設計水平和質量,為保障水利水電工程建設的安全性和耐久性奠定基礎。
參考文獻:
[1]《滲流數值計算與程序應用》,河海大學出版社,毛昶熙段祥寶李祖貽等.
[2]《堤防工程設計規范》GB50286-98中華人民共和國建設部.
關鍵詞:除險加固;工程進度;主要措施
一、進度保證的主要措施
水庫除險加固工程項目內容多,施工交叉及相互干擾多,施工關系復雜,工期短,時間緊,任務重,要求高。要完成工程建設任務的目標,工程進度經不起半點折騰,來不得絲毫放松。因此,我們采取超常規和特事特辦的辦法,狠抓進度控制不放松,并狠下功夫,主要通過采取以下幾項主要措施進行保證進度。
(一)組織與管理措施
1、設立專門的機構和人員,負責進度控制工作
水庫施工中,需要設立專門的機構和人員,負責進度控制工作,編制工作流程,落實進度計劃的執行。經過咨詢了解后,需要組織人員精心編制了一份科學、可行的施工組織設計。施工組織設計突出做好主體工程施工安排,重點確定主要建筑物,例如壩體、心墻或防滲墻、隧洞工程和鋼筋砼工程等幾項影響全局的關鍵項目的施工關系,解決它們的施工交叉干擾和相互影響問題,提出它們具體的開工、完工時間和控制性進度目標,并嚴格按此執行。
2、加強進度管理,及時采取措施糾偏
工程施工時,應及時發現各主要工作環節進度方面存在的主要問題,并分析比較,提出進度糾偏措施。例如在施工中檢查發現,打壓機夯實機械不能滿足大壩防滲斜墻控制性進度目標要求,需要馬上再增加一臺打壓機夯實機械,直到滿足施工進度要求。
根據此項及時措施糾偏,可以使原來認為很難按時完成的大壩防滲斜墻工程最后按期完工。隧洞工程施工進度往往較為遲緩,需要及時檢查,及時分析,根據具體情況制定更科學、更有效的施工方案,也可以多個施工方案進行比選,選擇最優進行施工,并提前規劃出特殊情況預案。這樣就可以及時為后續項目施工提供了工作面和工作便利。通過采取糾偏等管理措施,進度落后的情況可以得到及時糾正。
3、加強施工保障工作
及早落實完成了現場辦公、供電、通路、占地、倉儲和后勤等施工保障工作。工程一開工,即應解決了施工變壓器安裝和專線供電方案,保證工地施工無特殊情況不停電,及時修通了主要臨時施工道路,確保施工交通需要。
(二)技術保障措施
1、 優化設計,確定適用的加固設計方案
在設計過程中,根據水庫大壩安全技術認定綜合評價報告,同時需聘請水利資深專家到現場召開 工程設計優化與施工技術研討咨詢會,重點對主要建筑物,例如防滲墻、壩基防滲、壩下涵管和輸水隧洞等提出工程設計優化咨詢意見。通過設計優化,采納專家意見,優化設計方案。
通過優化設計,確定了較為適用的加固設計方案,一般來說,可以較好地解決原設計方案中存在的阻礙施工進度保證的重要技術難題,施工進度也更有了保證。
2、精心施工,采用實用合理的施工技術方案
精心安排施工作業,狠抓重點關鍵項目施工進度。需要根據工程特點和料場情況,認真分析,確定并采用實用合理的主要施工技術方案,以筆者曾施工的某水庫為例,主要的施工技術方案如下:
堆石壩體施工:堆石壩體堆石要求相對密度≥0.7,壓實孔隙率≤30%,設計容重23KN/m3。堆石料采用質地堅硬,大中小塊徑級配比大致為6:3:1。碎石采用質地堅硬、級配良好,碎石墊層粒徑為2~4cm,自然的厚度,含泥量小于5%,碎石墊層以隨鋪隨砌為原則,墊層材料不得從壩頂向下傾倒,以避免精細顆粒分離。
壩體粘土斜墻施工:壩體粘土斜墻填凹、置換部位采用粘土回填,回填前應拆除原上游塊石護面,同時須將原壩坡表層松軟、潰爛或龜裂土料清除,置換為新鮮、夯實粘土料,回填采用薄層輪加法,每層加20cm,打夯機夯實。壓實度≥0.95,滲透系數≤1×10-5cm/s。
隧洞工程施工:進水口開挖應自上而下進行,采用薄層劈坡法。土方用人工開挖,石方用風鉆造孔,炸藥爆破,人工裝雙膠輪車運。因進水口高程較低,因而在汛期密切注意天氣預報,及時做好防汛措施。
洞身石方均采用全斷面開挖,采用手風鉆造孔,炸藥爆破,人工裝碴,雙膠輪車出碴。
鋼筋砼工程:(1)水泥:所用水泥選用32.5級(425#)綜合水泥,水泥每批須有出廠合格證及抽量試驗合格證,嚴禁采用不合格或未經有資質測試單位測試的水泥,同一工程結構必須采用同一品牌水泥。
(2)砂礫石:砂礫石用二級配,砂礫石要求石質堅硬、清潔、含泥量小于1%,針片狀含量不大于10%,超徑小于5%,遜徑小于10%。
(3)砂:砂采用中砂,含泥量小于3%(細度模數1.6~3.0)。
(4)鋼材:所用的鋼筋種類、鋼號、直徑等符合設計文件的規定,鋼筋的機械能符合GB1499《鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋》的要求。鋼筋有出廠質量保證書,使用前按規定作拉力、延伸、冷彎試驗。焊接的鋼筋,作焊接工藝試驗。
(5)砼:砼澆筑隨澆、隨平、隨振,砼施工時配合比滿足設計強度要求。隧洞砼襯由內向外分段實施,底拱、邊拱與頂拱采用木模,由拖式壓砼泵入倉澆筑。
此外,其它各項工程施工,也根據實際情況,采取一些措施對工藝進行改進、調整,也有力促進了進度加快。通過采用實用合理而成熟的施工技術方案,精心組織施工,重點確保了幾項主要關鍵項目的施工進度,為順利施工和按期完工起到了關鍵作用。
(三)經濟及其它措施
1、資金優先保障。為了加快施工進度,必然加大施工資源投入及資金投入。在資金供應方面,優先予以保障,做到特事特辦,急事急辦。
2、通過簽署“施工進度控制責任書”和制定“主要建設項目施工質量、進度目標實行獎罰的辦法”,對質量、進度目標實行責任制和考核獎懲激勵機制,也有效促進了施工進度的加快。
3、妥善處理好進度與質量的關系。盡管進度問題是本工程成敗的關鍵,但我們始終堅持工程質量第一、確保質量優良和進度服從質量的原則不變。對于因保質量而影響進度的,堅決要求采取趕工或其它措施解決,把耽誤的進度趕上來,決不因為搶進度而放松質量或影響質量。妥善處理好進度與質量的關系,做到進度較快、質量優良。
二、結語
水庫除險加固工程建設往往受到省、市、縣各級領導的關注,因此,工程的進度保證尤為重要,全體參加者需不懈努力拼搏,攻堅克難,采取各種控制措施,使工程按時順利完成,且工程建設質量保證優良。做到了讓群眾滿意,讓領導放心。
參考文獻
〔1〕GB50201-94,《防洪標準》
〔2〕SL252-2000,《水利水電工程等級劃分及洪水標準》
〔3〕SL189-96,《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》
關鍵詞:病險水庫暴雨整治措施
1 概述
紅旗水庫位于重慶市潼南縣別口鄉,是一座以農業灌溉為主,兼有防洪等綜合利用的重點?。ǘ┬退こ獭K畮旒昝娣e0.32km2,總庫容1612.3萬m3,設計灌溉面積0.27萬畝。大壩為均質土壩,壩頂高程288.13m,最大壩高10.44m。2009年,該地區24h降雨量達到125mm,水庫水位最高達到285.20m。大壩主要出險情況為:大壩內壩坡由于暴雨沖刷而造成上下游壩坡滑坡。滑坡帶高程為EL286.66m,滑坡段長22m,斜長5.5m,滑坡帶距左壩肩45m。距右壩肩58m。下游壩坡坡面在高程EM26.86m處沖刷嚴重,有滑坡趨勢。溢洪道邊墻高度不夠,造成洪水溢漫。淹沒下游壩腳處農田。放水設施完好,沒有損毀情況。水庫地理位置較高,一旦失事,將直接威脅下游耕地與人民群眾的生命財產安全。因此對水庫大壩、溢洪道和放水設施等樞紐進行整治,是非常必要和迫切的。
2 整治方案設計
整治方案設計的總體原則是:(1)在保證安全的前提下的盡量做到經濟合理,保證水庫發揮效益;(2)設計方案切實可行,便于施工操作。
2.1 大壩整治設計
(1)上游壩坡整治設計
針對上游出現的病害情況,擬采取以下整治措施:拆除高程279.18m以上壩坡原護坡體,挖除滑塌體,采用土料回填,邊坡調整為1:3.00,壩坡采用0.2m厚小碎石墊層+0.1m厚C15砼預制塊護坡。對壩頂裂縫采用開挖回填,壩頂寬由原3.5m加寬至4.0m,上游側設C20砼欄桿,下游側設側設M7.5漿砌條石路緣,中間采用厚0.3m手擺塊石基層+厚0.1m碎石過渡層+厚0.2mC20砼護頂。
(2)下游壩坡整治設計
下游壩坡由于暴雨的沖刷,在高程EL284.86m處有滑坡趨勢,擬采用以下整治措施:下游壩坡從壩頂288.13m至排水棱體頂280.75m清除壩體表層浮土30cm,在此基礎上對壩坡進行規整培厚;在高程283.54m處設一級寬1.8m馬道,坡面采用C15砼框格內種植草皮護坡,框格網采用C15砼澆注,尺寸為3.0m×3.0m,框格建好后覆土,鋪20cm厚的耕植土,框格內種植麥冬草;拆除高程280.75m以下破損棱體護面,采用干砌砼預制塊護面,頂寬1.5m,坡比1:2.0。在馬道內側、壩坡與兩岸坡交接處和排水棱體外側設C15砼排水溝。
(3)上、下游壩坡穩定校核
1)計算工況
上游壩坡:
工況一:由正常水位285.40m降至死水位277.84m;
工況二:由設計洪水位286.12m驟降至溢洪道堰頂高程285.40m再降至死水位277.84m;
工況三:由校核洪水位286.81m驟降至溢洪道堰頂高程285.40m再降至死水位277.84m;
工況四:由正常水位285.40m降至死水位277.84m,計入地震。
下游壩坡:
工況一:正常水位285.40m形成的穩定滲流期;
工況二:設計洪水位286.12m形成的滲流期;
工況三:校核洪水位286.81m形成的滲流期;
工況四:正常水位285.40m形成的穩定滲流期,計入地震。
2)計算方法及計算成果
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》,可用畢肖普法在微機上采用OuickBasic語言及畢肖普法計算公式編制的程序進行計算。計算出抗滑穩定最小安全系數,結果見表1及表2。
表1 上游壩坡抗滑穩定計算表
表2 下游壩坡抗滑穩定計算表
從上表可以看出整治后大壩上、下游壩坡的抗滑穩定最小安全系數滿足規范要求。
2.2溢洪道整治設計
溢洪道存在的主要問題是:溢洪道邊墻高度不夠,下泄洪水溢過邊墻,導致壩腳農田被洪水淹沒。
(1)溢洪道水力計算
1)泄槽水力計算
某水庫為小(二)型水庫,按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的規定,溢洪道下泄流量按200年一遇校核洪水進行演算得溢洪道最大下泄流量為42.3m3/s。
根據《溢洪道設計規范》SL253-2000,泄槽段水面線按下列公式進行計算
式中:――分段長度,m;
――分段始、末斷面水深,m;
――分段始、末斷面平均流速,m/s;
――流速分布不均勻系數,取105;
――泄槽底坡角度,(°);
――泄槽底坡,;
――一分段內平均摩阻系數;
――泄槽槽身糙率系數;
――分段平均流速,,m/s;
――分段平均水力半徑,,m。
水流摻氣后的水深計算公式為:
式中:――泄槽計算斷面的水深及摻氣后得水深,m;
――不摻氣情況下泄槽計算斷面得流速,m/s;
――修正系數,可取1.O~1.4s/m,薪漣大者取大值。
2)水面線及邊墻頂高程設計
邊墻高=水深(含摻氣水深)+安全超高,據《碾壓土石壩設計規范》,安全超高取0.5m。根據以上公式,各斷面水深及邊墻高程計算結果見表3。
表3溢洪道邊墻計算成果表
(2)溢洪道整治措施
對溢洪道邊墻進行加高.加高所用材料與原邊墻襯砌材料一致,為漿砌條石,所需邊墻高度見表3。
3 結束語