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关键词:水库除险加固施工问题措施
中图分类号:P343.3 文献标识码:A 文章编号:
根据地理数据显示,我国是一个多山又多水的国家,而多山、多水的地理环境则造就了很多水库、大坝的形成。对于水库的建成而言,它基本上都是在上世纪50年代末到60年代初期开始修建的,然而水库建成后经过多年的运行和使用,它的工程设施已经开始普遍存在着老化和损坏的现象,严重影响了工程设施的安全运行和经济效益的正常发挥,同时水库的老龄化还严重威胁着水库下游人民群众的生命财产安全,给社会造成了很不利的影响。所以,我国应该加强对水库除险加固工程的建设,认真抓好水库工程建设中的每一个环节和要领,严格把控好水库工程建设的质量,为我国国民经济的发展与水库下游的人民群众提供安全可靠的保障。
一、我国水库施工中存在的问题
(一)水库工程中的设施方面
就我国修建水库工程而言,它的主要作用就是为了资源的储备与农田的灌溉。水库工程的水工建筑物主要有挡水坝、溢洪道和灌溉渠道等等,下面则根据水工建筑物中所存在的问题分别作以下几点概述:
1 水库中的挡水坝
就水库工程中的挡水坝来说,还是有很大一部分都是质粘土坝,标准低,没有进行合理有效的设计与规划就开始施工,工程设施的建筑物也没有达到符合规定的标准。比如:水库的挡水坝高度不够高,坝顶的宽度不够宽,坝坡的安全系数也较低。还有就是一些小型水库的坝基清理不完整,导致渗漏也比较大。在坝体与山坡交接的地方也没有修建一个排水沟,水坝的上游坡面也没有石头或者混凝土块的保护,而下游坝坡也没有树木和植被的保护。
2 水库的溢洪道(如图1所示,某水库溢洪道结构详图)
我国的水库因为长期时间的运行使用,大部分工程已经开始破损,导墙和底板也被水冲刷而有所损坏。此外还有,因为溢洪道宽度不够宽的问题,从而导致设计的泄流量小,溢洪道的堰顶高程与坝顶高程的高度差偏小,以至于在遇到特大洪水的时候,水库的最高水位几乎就要接近坝顶,这样的情况则严重影响了大坝的安全运行。
图1 某水库溢洪道结构详图
3 水库的灌溉渠道
用于农作物灌溉的的水流渠道,很多都是沿地形开挖而成的,普遍都没有进行防渗、防漏的处理,使水流渠道的渗漏量大,再加上边坡塌方的沉陷较多,从而导致了渠道的淤塞严重,也因此而降低了渠道对水资源的合理运用。
(二)水库工程中的管理方面
就水利工程而言,水库的管理则主要是针对人为建造工程的水工建筑物以及配套设施的管理,其涉及的管理面窄,所以管理的范围也相对较小,由此也反映了工作人员重工程轻资源的思想。所以,下面就主要结合水库管理方面所存在的问题作以下几点分析:
1 安全问题
关于现在的水利工程来说,在施工项目上还是存在着一些安全隐患,特别是一些低效脱节的管理方式则更容易带来一些安全问题。在水库的建筑管理工作中,施工企业没有真正的认识到水库工程的安全质量对国家和人民的重大意义与重大责任。所以,在施工过程中安全生产体系的不完善,安全费用资金的不充足,各种安全的设施、设备也不够,然而这些都是造成水库事故发生的重要因素。
2 质量问题
水库工程的质量问题是水库是否正常运行的重要保障,然而在我国水库除险加固工程的施工过程中,相对于工程的质量问题而言,主要有:①施工企业内部的管理制度不够完善,对水库工程安全质量的意识不高。②政府对企业在施工过程中的监督力不够强,对竣工验收的要求也不严格。从而导致了一些企业为了能获取很多的经济效益,在没有对水库项目进行认真的分析与实地勘察下就盲目开工,从而造成了一些不必要的安全隐患。③水库工程的质量与建筑材料的质量有着直接的关系,同时与水库的安全和使用寿命也有着紧密的联系,所以,工程管理人员必须要加强对建筑材料质量的监督来提高水库工程质量的问题,从而保障国家与人民群众的生命、财产的安全。
二、加强水库除险加固工程的相应措施
为了加强对水库除险加固工程的质量,可以从以下几个方面来开展工作:
1 采用多层次、多渠道的办法
水库除险加固工程是一个投资大、工期长的项目,所以要以公共投入为主。严格按照“分级管理与分级负责”的原则来开展工作。但是,加强对水库的除险加固工程仅靠政府的力量是不够的,还要建立和完善多样化、多层次和多渠道的投资方式,根据水库除险加固的现状与实际情况来采取不同的融资政策,同时结合对水库实际情况的治理来完善水库除险加固的工程。
2 做好水库除险加固的前提工作
做好水库除险加固的前期工作是保证水库加固进度与质量的前提和基础。为此,应该提前做好以下几个方面的工作:
2.1 在水库进行除险加固工程的施工前期,水库加固工程相关的工作人员都应该组织在设计、规划、施工、运行管理等方面的技术专家来结合对水库实际存在的各种隐患进行认真的分析、商讨和研究,制定出一套科学而又具有针对性的加固措施与方案,从而提高对水库加固工程质量的保障。
2.2 由于在对水库除险加固工程安全隐患的前期探讨中,有一些隐蔽性很强的隐患没有被检查到,从而无法“对症下药”,导致经历数次处理,也没有真正对其解决。所以在此前提下,就必须要请一些相应的技术机构来对这些隐患进行认真的分析与探讨,找准隐患的位置,并提出相应的解决措施。
3 建立良性循环的管理机构
我国水库管理不善、责任落实不到位、水库产权虚置的现象已经开始普遍存在,所以在水库除险加固工程完工后,还应该及时建立良性循环的管理机构,其主要从以下几点入手:
3.1 尽快建立适应社会主义市场经济体制的责权明确以及科学管理水库的新机制。在水库除险加固工程建立的初期实行建设与管理相结合的新型管理机制。同时采用投资多样化、产权清晰化、水电价格商品化以及水库服务的优质化来逐步实现良性循环的运行机制。
3.2 要不断加强对水库相关工作人员的培训,提高员工的职业素质与工作水平,建立关于水库管理的各项规章制度,并且要严格遵照与执行,使其更加科学化、规范化。
3.3 时刻关注与利用自身的优势,加强对水土资源的开发和利用,以开发来促进发展,用发展来促进对水库的管理,使之逐步建立适应市场经济良性循环的管理机构。
三、结束语
结合以上问题所述,水库对我国经济的发展起到了非常重要的作用,与我们的日常生活以及下游人民群众的生命也息息相关。就我国对水库除险加固工作而言,应该加大对水库工程的管理力度,积极采用先进的科学技术并结合对水库实际情况的分析与探讨来加强对水库工程的建设,让水库更好的服务于社会和人民群众,为我国国民经济的发展与水库下游的人民群众提供安全可靠的保障。
参考文献:
[1]姚艳杰.水库除险加固效益的风险评估[D].中国海洋大学,2010.
[2]张红亮.浅议水库除险加固工程施工管理[J].科学之友,2011,(02):81-82.
[3]蒙杰.浅谈水库除险加固工程施工管理[J].技术与市场,2012,(04):210+212.
关键词:水库;除险加固工程;实施过程;常见问题;解决措施;基础设施建设 文献标识码:A
中图分类号:TV697 文章编号:1009-2374(2015)04-0116-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0339
随着我国改革开放的不断深化,我国经济发展取得了显著成效,基础设施建设呈现出良好的发展态势,特别是水库除险加固越来越受到党和国家的高度重视,但在水库除险加固施工过程中,凸显出许多常见的问题。水库除险加固是水利事业的重要组成部分,也是关系到国计民生的重要事业,因而必须对水库除险加固工程施工常见问题给予高度重视,特别是要从破解当前水库除险加固工程施工常见问题出发,积极探索有效的管理方法和技术措施,确保水库除险加固工程施工能够顺利开展,保证水库除险加固取得更大的成效,为发挥水库自身的社会效益和经济效益奠定基础。
1 水库除险加固工程施工常见问题分析
尽管从总体上来看,我国水库除险加固工程施工企业都高度重视水库除险加固工程施工管理工作,对于各种常见的问题也都十分重视,采取行之有效的方式予以解决和避免,以确保水库除险加固工程施工质量,使得我国水库除险加固工程施工不断取得新的成效。但从实际情况来看,目前我国水库除险加固工程施工的一些常见问题,仍然没有引起高度重视,必须对此有更加清醒的认识。目前,水库除险加固工程施工主要有以下两个方面的常见问题需要注意:
一方面,工程方案不够合理,在水库除险加固工程施工过程中,由于水库除险加固工程设计方案的缺欠,从而会对水库除险加固工程施工造成重要的影响,甚至会出现施工材料和施工资金浪费的现象,最终无法确保水库除险加固工程质量和标准,同时也会使运营资金出现困难。比如,水库除险加固工程放水隧洞的闸门的门槽改造方案,小水电增容扩效机组改造机墩的处理问题常采用破坏原基础重建的办法,设计上没有考虑加固后的效果,造成加固后稳定性、强度没有原来的好,应慎重考虑选择设计方案,方便施工、减少投资。
另一方面,质量管理理念落后,水库除险加固工程施工具有一定的复杂性,因而在施工过程中必须高度重视质量管理工作,尽管目前我国绝大多数水库除险加固工程施工企业都高度重视水库除险加固工程施工质量管理,但由于其施工难度较大,因而还存在着一些不重视质量管理的问题,甚至存在的一些不能正确处理质量与效益关系的问题。比如,个别施工企业存在着重经济效益、轻质量管理的问题,高度重视成本管理,而对质量管理却有所忽视,特别是为了盲目追求经济效益,在一些施工环节出现偷工减料甚至弄虚作假的现象。
2 水库除险加固工程施工常见问题的解决
措施
2.1 施工前期常见问题解决措施
在工程初步设计阶段,设计单位首先必须对要实施的加固工程进行实地考察,了解工程基本情况,分析可能出现的问题,针对具体情况制定有针对性的、行之有效的设计方案,制定切合实际、行之有效的设计方案,这将有利于规避工程实施阶段中可能出现的一系列问题,比如武鸣县仙湖水库除险加固工程放水塔工作闸门和门槽改造单元工程,最初对工作闸门的改造方案是:拆除原孔口门槽埋件,重新布置设计工作闸门,拆除原孔口门槽埋件,按重新设计的工作闸门结构要求埋设门槽轨道埋件,但通过研究发现,由于原检修闸门已损坏,不能正常使用,水库又需蓄水运行,无法拆除旧门槽,但闸门和埋件已按设计图纸制作完成,因而对原方案进行了调整,即:不拆除原门槽埋件,主要按已制作完成的闸门结构要求和下游止水方案改造门槽,适当改造调整门叶的零部件结构和布置,总体上保持与初步设计和招标设计方案一致性。再比如武鸣县明秀水闸除险加固工程,水利厅对闸门的安全鉴定结论是闸门锈蚀、破损严重,达到报废标准。初步设计报告中金属结构改造部分,本阶段主要对明秀水闸溢流闸坝部位闸门与启闭机进行更新改造和布置设计。主要加固改造内容为:拆除溢流闸孔原检修闸门、工作闸门门槽埋件,重新设计埋设门槽轨道埋件,重新设计更换检修闸门和工作闸门,配套设计更新闸门启闭设备等。尽管门槽的总体情况还是好的,满足使用要求,但拆除重装后很难达到原来的二次浇注的强度,投入运行后可能出现不可预见的严重后果,因而必须做好科学的设计、施工
方案。
2.2 施工过程常见问题解决措施
水库除险加固工程从前期工作到项目实施是一个较长的过程,前期工作关系到项目的实施,设计方案做得好、符合工程实际,项目实施起来就顺利,反之,实施起来就会碰到各种各样的问题,影响工程进度、增加工程投资、影响工程质量,因而必须高度重视施工过程中常见问题的预防和解决,科学制定设计方案。
一是针对病险水库、水闸的问题和原因,充分考虑新材料、新工艺和新技术的应用,提出以下除险加固工程措施和建议:对于工程等级、防洪标准及设计流量不满足要求但主体结构基本完好的水闸,尽量考虑保留原闸室,按规划批复的工程规模及设计水位,通过加高或增扩闸孔来提高过流能力,其余附属设施相应进行加固改造。对于闸门锈蚀、启闭机和电气设施落后老化的水闸,可根据《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》《水利水电工程金属结构报废标准》进行检测后予以报废或更新改造。
二是要注重选择符合实际的施工技术和方法,不同的水库除险加固工程,应当采取不同的施工技术和方法,只有施工技术和方法得当,才能避免出现问题,比如目前大量的小水电增容扩效改造都是在原来的机组设备上改造,不破坏水工建筑物方面,不影响机组的强度和稳定性,这方面值得推广。
2.3 竣工后常见问题解决措施
水库除险加固工程竣工之后,可能会出现验收不到位的问题,而水库除险加固必须确保质量,否则就会对后期运行造成重要影响,甚至会对国家和人民群众财力和生命安全造成影响,因而必须高度重视水库除险加固工程竣工后常见问题的解决。这就需要监理部门必须负起责任来,对水库除险加固工程进行严格的检查,检查其资料是否真实和齐全;监理部门还要对水库除险加固工程竣工后的配套系统进行试运行,并且要由专业人员进场开展检查验收工作,对于发现的问题,哪怕是十分微小的问题,也要及时进行解决。建设单位同样要高度重视水库除险加固工程的验收,绝对不能完全以施工单位的检查结果为标准,而是要采取“第三方检测”的方式,由专业公司的专业人员进行全面检查,确保没有任何问题方可投入运行,只有这样才能保证水库除险加固工程施工质量。
综上所述,尽管随着党和国家对水利事业的高度重视,我国水库除险加固工程施工技术越来越先进,但目前我国水库除险加固工程施工仍然存在很多常见的问题,比如工程设计方案的问题、工程施工管理的问题等,都在一定程度上制约了水库除险加固工程施工的顺利开展。这就需要水库除险加固工程设计单位、施工企业对水库除险加固工程施工中的常见问题有更加深刻的认识,特别是要采取更加积极主动的措施,做好施工前、施工中、施工后常见问题处理和解决工作,切实保证水库除险加固工程施工质量,推动水库除加固工程施工步入更加科学化、规范化、效能化轨道。
参考文献
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关键词:病险水库;主要问题;措施
1常山县水库基本概况
常山县地处浙江西部丘陵山区,位于东经118°15’~118°45’,北纬的28°46’~29°13’。东接柯城区,南靠江山市,西邻江西省玉山县,西北与开化相接,东北角濒淳安。全县东西长46公里,南北斜线宽55.6公里,总面积1099.1平方公里,人口331621人。常山县全县辖三个街道办事处、6镇,5乡,188个行政村,耕地面积17万亩,农业人均耕地面积0.61亩。
水库是境内主要的农业灌溉设施和生活供水设施,常山县已建成水库共计有87座,其中:中型水库3座、小(一)型水库10座、小(二)型水库74座。由于受当时建库时经济基础、技术水平、运行管理体制的制约,在今天的水库运行中存在严重问题,部分水库的防洪标准根本达不到现行国家规定的标准,水库经过多年的使用,水库的本身设施逐渐老化等,导致水库工程出现很多质量问题。使水库在汛期不敢蓄水,汛后无水可蓄的情况经常发生甚至导致水库不能正常运行,投入大量人力和物力兴建的许多水库正在低水位的运行,严重影响水库工程效益的发挥,严重威胁着下游人民群众生命财产安全。所以,在中央经济工作会议上提出,从2008年开始,2008至2010年这三年时间,对大中型病险水库和重点小型病险水库进行除险加固,要消除病险危害。常山县根据中央和省、市水库除险加固会议精神,2008年以来已完成40座水库除险加固任务。
2水库存在的主要要问题
常山县地处浙江西部丘陵山区,大多水库存在病险隐患,水库除险加固工作任务艰巨。全县87座水库大多建于五六十年代,水库建设的时候,受当时经济条件、技术水平和政治运动的影响,没有地质勘察、没有正式设计、没有施工机械。由和生产大队自发组织,通过人海战术搞建设。其中施工质量差,设施不配套,就先天不足,建成以后管养维护经费又不到位,后天失调,所以病险的问题非常突出。2003年,我县水利局组织水库大坝安全技术认定,有47座水库认定为三类坝,33座水库认定为二类坝,共80座左右都是病险水库。病险水库实际上对防洪安全的影响是非常大的。病险水库大都位于乡镇和村庄的上游,很多既承担着下游乡镇和村庄的防洪作用,又承担着下游乡镇和村庄的供水和农业灌溉的作用。所以到汛期的时候,一旦出事对下游将是灭顶之灾。
2.1大坝坝基和坝肩渗漏
常山县87座水库,其中82座水库为土坝,已经完成或列入水库除险加固项目的40座水库地质钻探资料表明,大多水库均存在大坝坝基和坝肓渗漏问题。原因是这些水库都是建于上世纪50、60年代,和生产大队自发组织兴建,由于技术有限,没有清基,基岩属于强风化层,节理裂隙较发育,所以存在大坝坝基和坝肓渗漏问题。
2.2坝体渗漏
常山县82座为土坝的水库,有70座水库为粘土心墙坝,经地质钻探和检查发现有50多座水库存在大坝坝体渗漏问题,原因是许多水库都是通过政治运动兴建,没有设计资料,没有技术人员指导监督,出现过“一个礼拜水库”,就是通过人海战术,一个星期建一座水库。土料没有夯实、心墙土料不符合要求等原因导致坝体渗漏。
2.3放水涵管存在断裂、损坏和沿管壁四周渗漏问题
常山县上世纪50、60、70年代建造的小型水库基本上采用坝内涵管放水,由于当时水泥、钢材、压力管材等建材紧缺,有的水库采用石灰砂浆砌砖、浆砌片石做成方涵,有的水库采用瓦管代替,有的水库采用一米长素砼管联接,无外包砼,也无止水环,因此,随着运行时间延长,放水涵管断裂、损坏和沿管壁四周渗漏问题越显突出。
2.4溢洪道过水断面不足、无消能设施、抗冲刷能力差、防洪标准低
2003年水库大坝安全技术认定时有59座水库溢洪道不能满足防汛要求,存在溢洪道过水断面不足、无消能设施、抗冲刷能力差等防洪标准低问题。原因是乡村集体兴建的水库,以解决灌溉为主要目的,由于财力不足,建设期建材紧缺,对水库泄洪要求没有足够重视。有的水库溢洪道只有一条人工开挖的土沟;有的水库虽然建了溢洪道,但未经水文计算;有的水库经水文计算校核,能满足泄洪要求,但溢洪道挡墙、底板抗洪水冲刷能力差。
3病险水库的主要加固措施和对策
常山县根据病险水库实际情况,结合水库除险加固计划,主要采取水库除险加固工程措施和加强水库管理非工程措施两方面措施,取得了较为满意的成果,确保了水库安全运行。
3.1水库除险加固主要工程措施
3.1.1针对水库大坝坝基渗漏的措施
帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙,形成阻水带,以减少渗流量或降低扬压力的灌浆。由于帷幕灌浆施工简单,可操作性强,成功案例多,常山县水库除险加固对坝基防渗首选帷幕灌浆。如千家排水库、大坑口水库等中小型水库坝基防渗处理采用水泥帷幕灌浆均获得满意的效果。但也有不适合帷幕灌浆的坝基,如狮子口水库大坝中间段,由于坝基主要有砾石构成,先按设计采用水泥帷幕灌浆,浆液大量流失,不能形成帷幕后改用高压旋喷固结灌浆和帷幕灌浆相结合,也获得成功。
3.1.2针对水库大坝坝体渗漏的措施
大坝坝体渗漏,一般根据大坝类型、坝高、坝顶宽、内外坝坡情况、地形及地质钻探勘察情况综合考虑水库加固措施。套井粘土回填方案由于施工简单,可操作性强,投资小,一般在坝高20米以内,坝体不需要培厚的情况下是我们首选,常山县大部分水库除险加固采用套井粘土回填。如狮子口水库、白石塘水库、紫坞口等水库采用套井粘土回填,效果很好。千家排水库和大坑口水库,坝高分别为43米和32米,采用低弹模砼防渗墙;东坑水库坝高为28.5米,大坝迎水面坝坡较徒,基岩浅,防渗结合坝体培厚、坝坡放缓等采用粘土防渗斜墙;茶坞弄水库大坝为均质土坝,坝高18米,坝顶宽加固前只有3米,原坝坡较缓,结合大坝防渗和坝顶加宽,采用土工布和砼截水墙相联接的防渗方案;都是我们成功案例。
3.1.3针对放水涵管存在断裂、损坏和沿管壁四周渗漏问题的措施
坝下涵管损坏往往造成大坝失事,因此常山水库除险加固在有条件开挖输水隧洞时全部采用开挖输水隧洞,并将原涵管用充填灌浆封堵。具体做法是:挖除原涵管进出口段,在两头做好砼堵头,埋设灌浆管和排气管,从下游往上游充填灌浆,直至浆液从上游排气孔溢出,待浆液凝固收缩后,又从上游预埋的灌浆管补灌一次,然后从坝顶(涵管管身顶部)打灌浆孔若干个,并窜过涵管管身直至基岩,同样在涵管管身两侧打若干个灌浆孔,对全部灌浆孔进行帷幕灌浆和充填灌浆。对于大坝两侧山体没有条件开挖隧洞的,可以选择安装虹吸管放水,或者选择在大坝两侧山体基岩上重新埋设钢筋砼压力管作为放水管,但同样要对原涵管进行封堵处理。目前常山县2008年以后已经完成的40座除险加固水库有27座水库采用开挖隧洞、有4座水库采用虹吸管、有9座水库采用坝肩基岩埋设涵管,对坝体内原涵管均进行了封堵处理,均获得满意效果。
3.1.4针对溢洪道过水断面不足、无消能设施、抗冲刷能力差防洪标准低的措施
为了提高水库防洪标准,从水库除险加固工程措施来讲,主要是:一是适当加高大坝,增加调蓄能力,提高防洪标准。它的优点,削减洪峰作用较大,对下游危害影响较小。常山县千家排水库、狮子口水库、大坑口等水库均在坝顶增设防浪墙来增加水库调蓄能力,提高防洪标准。二是加大泄洪设施,增加泄洪能力。除挖掘已有泄洪建筑物潜力外,可在原溢洪道上扩宽或加深。常山县白石塘、浮摇弄、九源、光坞、紫竹山等水库均采用扩宽溢洪道的方案。如扩宽溢洪道有困难,而又有新建溢洪道条件时,也可新建溢洪道,增加泄洪能力。若工程加固投资大,资金筹集困难,为了减少投资,确保大坝安全,也可增建简易的非常溢洪道,并在其上建自溃坝,抬高库水位,增加水库调蓄能力。三是加高坝和扩大溢洪道相结合,提高水库防洪标准。这一措施,即可减少增加坝的高度,又可增加泄水能力,水库上下游兼顾。
3.2加强水库管理,确保水库安全运行的非工程措施
建设水库重要,水库安全运行管理更重要。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,防汛工作不到位,往往造成水库大坝失事,因此,要切实加强水库安全运行管理,确保水库大坝度汛安全。水库安全运行管理主要从三方面着手:一是加强大坝安全监测和科学调度运行工作。大坝安全监测是管理工作的耳目,它包括对大坝进行观测和检查两方面。为了及时了解大坝的安全情况,必须经常进行检查和定期进行观测,才能及时发现大坝隐患,采取处理措施。在调度运行中,要制定防洪预案和调度计划,严明纪律,加强法治。二是建立小型水库建设管理方面的必要制度。要求建设单位严格实行项目负责制,必须对水库安全负责;汛期防汛要严格执行行政首长负责制;水行政主管部门要加强对乡村兴建的小型水库检查与指导,培训管理人员,普及大坝安全管理的科学技术知识。三是加强水库的非工程措施建设。如预报、预警、交通和通讯等建设。由于洪水的复杂性、突发性和工程的艰巨性,完全避免垮坝,既非力所能及,也未必经济合理。
所以,使工程措施和非工程措施密切结合起来,才能确保工程安全减少洪水灾害的损失。因此,对一些失事后会造成极大损失的重点病险水库,要改善交通和通讯设施,建设可靠的预报、预警系统,这是水库防洪调度工作中的一项重要内容。
关键词:小型病险水库加固设计问题措施
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
随着国民经济的不断发展,国家日益重视水利基础设施建设,病险水库治理作为水利工作的重点也得到了重视,许多大中型水库的病险问题得以治理。但我国仍有较多数量的小型水库存在不同程度的病险问题,严重影响大坝安全,对下游广大人民的生命财产安全造成严重威胁,因此,亟需进行除险加固处理。近年,国家对小型病险水库除险加固工作也进行了安排和部署,小型病险水库除险加固迎来了前所未有的大好形势。
小型病险水库加固设计中常见的问题
1、基础资料收集存在不足。由于小型病险水库的资料先天性不足,前期的零星资料根本不可能较全面地反映工程性状。设计人员又未作全面、深入的调查访问工作,对大坝基础开挖、坝体材料、修建过程等情况仅做主观推断,甚至有的推断根本不符工程的实际情况,使得一些病险水库加固设计缺乏针对性。
2、不重视对水库安全鉴定成果的研究判断工作,对水库存在的安全隐患未进行认真复核。有的设计人员不完全响应水库安全鉴定中提出的工程存在的问题,或者随意增加本不存在的问题的处理设计; 反之,有的设计人员完全依赖水库安全鉴定的结论,对于安全鉴定时提出的问题缺少进一步科学分析,至于安全鉴定未发现的问题更不去深究,可能造成设计成果多次反复修改或留下设计隐患。
3、设计深度不够。对关键的设计方案未作充分的比较论证就草草确定,对存在的不足估计不充分,导致设计变更多,设计漏项现象严重,设计超概算较多。设计工作中普遍存在的一个现象是对放水洞存在的安全隐患认识不透、分析不清,加固方案仅停留在放水洞进口改建和更换闸门、启闭机上,而对放水洞洞身隐患处理考虑不足,坝体渗漏原因没有找准,导致病险未除去。
4、设计服务不满足施工要求。有的设计单位往往是施工设计图纸一交了事,不重视设计服务工作。施工过程中设计配合不能及时到位,常常造成等图施工现象,使水库施工工期、施工质量受到严重影响。
二、小型病险水库加固措施
近几年,我们先后对一些病险水库进行了除险加固设计。为使小型病险水库得到彻底治理,现结合设计工作实践经验提出如下几个治理思路。
1、除险加固方案选择。水库工程除险加固应充分利用既有工程,以减少工程量,节约投资。水库工程除险加固方案一般应考虑以下几个方面内容:一是根据新的水文资料,复核水库规模;二是达标完建尚缺工程设施;三是维修加固已遭破坏工程设施。
(1)大坝加高培厚。小型水库除险加固工程的除险加固措施应充分利用既有工程。因此,水库除险加固要沿既有坝体进行加高培厚,以减少工程量,节约投资。对大坝质量较好、坝身不长、淹没不大的水库,这样做优越性较大,宜对大坝采取加高培厚措施;但对坝身较长的大坝,一般来讲就显得不够经济合理。
小型水库既有坝体一般以低液限粘土为主,根据建筑材料调查,一般当地具有较丰富的粘性土料和风化料,且其运距较近,因此,选用当地材料筑坝比较适宜。设计中采用风化料对既有坝体进行加高培厚,除险加固后的坝体为“上堵下排”的土石混合坝,一般上游是以低液限粘土为主的防渗体,下游为风化砂透水体。
(2)溢洪道拓宽。根据新的水文资料,复核水库规模,拓宽溢洪道,拓宽进、出口段。一般水库溢洪道地处右岸或左岸山体坡脚处,闸室段为全风化的岩石,岩石完整性差,中等透水,应对溢洪道进行加固设计。
(3)坝内涵管,条石砌筑的放水涵管和陶管,处理方式采用挖除新建压力涵管,地质条件允许时开隧洞处理。
(4)综合方案。依据各水库的具体情况,可考虑加高大坝同拓宽溢洪道相结合及加高大坝同增建非常溢洪道相结合等方案,工程规模可通过调洪演算确定。
2、设计依据与工程质量。小型病险水库设计应根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》,确定水库属于小(Ⅰ) 型水库或小(Ⅱ) 型水库,然后确定工程等别,确定其主要建筑物大坝、泄洪输水隧洞和溢洪道为几级工程,临时性建筑物为几级。一般采用的设计洪水标准正常运用(设计) 洪水为30年一遇(P= 3.3%),非常运用(校核) 洪水为300年一遇(P=0.33%),临时性建筑物设计洪水重现期为10年,设计中可根据实际情况具体确定。水库除险加固工程要严格按照《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》和《水利水电工程施工质量评定规程》的规定,对每个分部工程中的每个单元工程质量进行单元工程、分部工程和单位工程检查验收。
3、基础资料要完整、准确和可靠。水库除险加固工程设计中一项重要的内容就是要根据新的水文资料复核水库规模。这就要求水文气象资料、水文地质和工程地质资料、工程测量资料等基础资料完整、准确和可靠。这些基础资料的准确性将直接影响到水库除险加固工程设计,特别是对收集到的资料要先验证后使用。不完整的地质及测量资料应及时补充完善。
4、采用新技术、新材料、新工艺、新设备。既有小型病险水库一般都是上世纪50年代或60年代所建,那个时期由于受客观条件限制,设计手段落后,无新技术、新材料、新工艺等措施,水库工程设备陈旧落后。在水库除险加固设计中,特别是在有关水库规模、渗流、稳定等复核设计中,不宜采用传统手工计算,应采用计算机等现代化手段进行复核计算。对坝基防渗处理、坝体防渗及反滤处理等应采用新材料、新工艺,取代传统建筑材料;对闸门、启闭设施、观测设施、水库调度管理等设施应采用科技含量较高的新设备。随着社会的发展与进步,各类小型病险水库设计由以功能性为主,逐渐改变为在保证既有功能的前提下,实现人与自然的和谐相处,即由单一的防洪除涝转变为综合考虑生态、环境、水资源利用,使人类活动、社会发展与生态环境相协调,实现水资源的可持续利用。因此,必须用现代水利工程的规划设计理念对小型病险水库进行除险加固设计,切实落实好科学发展观的治水思路。
5、水库除险加固评价。从国民经济评价指标看,治理后的小型水库经济效益良好,经济内部收益率一般可达15.4%以上,敏感性分析表明,工程具有较强的抗风险能力。对水库大坝除险加固要在确保安全运行的前提下进行,为此,应首先对小型水库主体工程进行加固处理。
水库建成后,可以将下游河道防洪标准一般由5年一遇提高到10年一遇或20年一遇,可以减少洪水灾害、提高粮食产量、增加农民收入、改善人民生活水平,为当地经济可持续发展提供保障,社会效益显著。
总之,病险水库除险加固是一项紧迫且必要的工程,除险加固技术根据工程的实际情况、规模大小、资金要求及所存在问题的不同,所采用的方法也有所差异,有待进一步研究和使用新方法和新技术。
参考文献:
[1] 孙东亚,游文荪,姚秋玲.病险水库除险加固排序方法初探[J]. 水利水电技术. 2009(07)
[2] 熊国良.病险水库除险加固对策[J]. 农村实用科技信息. 2010(02)
[关键词]地铁停车场运用库;主体结构模板;支撑体系施工
中图分类号:U852.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)15-0161-02
前言:西安市地铁二号线河停车场扩建工程,在既有运用库基础上,北侧新增2股道周月检库,南侧新增8股道停车列检库,周月检库总长149.8m,宽14.9m,按2线2列位新建,建筑面积为2474.53O;停车列检库总长276.7m,宽43.6m,按8线16列位进行扩建,建筑面积为12309.85O。周月检库、停车列检库主体结构采用全现浇钢筋混凝土框架结构。
一、本工程难点分析及对策
1) 本工程施工时主体框架为单排柱纵向连系框架梁结构。框架柱高度较高,停车列检库柱高9.82米,周月检库主体高9.4米,柱间距4.8米~8.4米之间(6米间距柱占90%,所以本方案支架体系设计图按6米间距设计,局部柱间距变化,施工时适当增加或调整支架杆件间距。),上下两道框架梁将框架柱连接为整排框架结构,因此施工时对模板加固及支撑体系稳定性要求较高。
对策:根据框架柱、梁的高度及荷载,按照最不利情况对设计的模板支撑体系进行计算、验证。
2)本工程J、K轴框架结构紧挨着既有运用库墙体(间距10cm),切墙体凹凸布局,因此在模板加固时空间狭小,对模板安装加固方法要求较高。
对策:细化模板拼装设计及加固杆件的布置位置,确保施工可操作、结构稳固。
3)扣件脚手架的搭设和拆除。
对策:模板支撑架搭设与模板施工相配合,利用可调底座或可调顶托调整框架梁底模标高。按施工方案弹线定位,放置可{底座后分别按先立杆后横杆再斜杆的搭设顺序进行。架体拆除时按施工方案设计的拆除顺序进行。
二、施工段划分、顺序
运用库扩建主体结构共划分为12个施工段,每段分两次浇筑。水平施工缝设置在第一道梁顶面,柱标高+5.62m(+5.20m)处。
运用库主体框架结构E轴施工A轴施工J轴施工1轴A\B\C\D\E\F\G\H\J施工53轴A\B\C\D\E\F\G\H\J施工K轴施工M轴施工1轴K\L\M施工28轴K\L\M施工。
三、模板及支撑体系选择
模板选用14mm厚多层板,采用48mm*3.5mm扣件式钢管脚手架作为承载主体。扣件式钢管脚手架具有承载力较大,装拆方便、搭设灵活、长度易调整、扣件连接简单,因而可适应各种平面、立面的建筑及构筑物施工。应用广泛等特点,目前技术较成熟。
扣件式脚手架由立杆、横杆构成空间网格排架结构,立杆沿竖向、横杆沿水平向布置。框架梁、柱施工时立杆作为主要的受压承载杆件,横杆作为主要受剪杆件和连接杆件;另外设置必要的剪刀撑和斜撑,以保证结构的稳定。
四、支撑体系施工标准及施工方法
1、模板的支护与拆除
1)框架柱模板施工方法
工艺流程:模板弹线下料钉次龙骨模板拼装安装主龙骨及拉筋合模垂直度及模板定位校正安装水平固定钢管检查扣件及拉杆螺母是否紧固模板预检。
施工要点:支模前,在承台顶面放样好柱外轮廓线及控制线;次龙骨要在木工加工棚内完成安装,现场拼装时,要对模板接头处次龙骨进行搭接加密;模板拼装时自下而上逐层穿拉筋安装主龙骨紧固、校正;模板整体锁定前,要从模板顶面至地面通长挂吊线锤,对柱体模板的垂直度进行检验、校正,确保柱体浇筑后达到验收合格标准。避免模板安装不合格,造成柱体歪斜、位移及平面位置超限;主体第二层浇筑时为确保支撑体系的稳定,采用φ48钢管对已完成浇筑的柱体采用井字形抱箍连接;将模板内杂物清理干净,办理预检。
2)框架梁模板施工方法
工艺流程:模板弹线下料钉次龙骨搭设梁底横杆支立杆调整标高安装梁底模绑梁钢筋安装侧模板安装主龙骨固定检查扣件螺母是否紧固模板预检。
施工要点:放好梁标高控制线,并将梁底线弹在柱钢筋上,并弹好立杆位置线;安装梁底横杆及立杆,立杆安装可调底托或顶托,立杆之间设置水平杆,离地300mm 设一道,往上纵向每隔1500mm设一道;按设计标高调整立杆的标高,然后安装梁底模,并拉线找直。梁跨度大于等于4m时,按设计要求起拱。起拱采用调整主龙骨及顶托的方法;绑扎梁钢筋,经检查合格后办理隐蔽验收,并清除杂物,安装侧模。梁侧模、梁底模之间的固定方法为侧模夹底模;梁侧模主要采用φ48钢管主龙骨锁定,模板上口用定型卡子辅助固定;安装后校正梁中线、标高、断面尺寸。将梁模板内杂物清理干净,注意梁模端头,作为清扫口不封,直到打混凝土前才封。检查合格后办理模板预检。
3)模板拆除:模板拆除时必须具备拆除的安全条件,侧模拆除时的混凝土强度能保证其表面及棱角不受损伤,满足后浇带对模板拆除的要求,拆除的模板和支架宜分散堆放并及时清运。
2、支撑架体的搭设与拆除
1)架体搭设方法:
①竖立杆、安放扫地杆:根据脚手架立杆的设计位置放线后,即可安放可调立杆底座,并树立杆。本工程脚手架采用双排架布置在框架柱南北两侧,横纵向间距1.1m×1.5m,两排脚手架通过水平横杆连成框架整体,将框架柱、框架梁包裹在排架中间。脚手架立杆选用3米和6米两种不同长度的立杆互相交错参差布置,使相邻立杆的上端不在同一平面内,接头错开。立杆距柱面以35cm~40为宜;在树立杆时,应及时设置纵、横扫地杆,将所树立杆连成一整体,以保证架子整体的稳定。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距离底部200mm处的立杆上。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。立杆基础不在同一高度上的地方,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。
②水平杆设置:扣件式钢管脚手架步距取1.8m。先将纵向水平杆用直角扣件安装在立杆内侧,然后再将横向水平杆放置于纵向水平杆上与立杆用直角扣件固定,水平杆在框架梁底部步距加密,形成框架梁工作印K平杆与立杆的固定整体形成排架结构。立杆的接长是靠对接扣件连接而成。立杆接长时,立杆的对接扣件要交错布置,两根相邻立杆的接头不能设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500L;各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3。框架梁底部设置的立杆,顶部应采用可调顶托受力。
③剪刀撑设置:排架外侧周边及内部横向由底至顶设置连续竖向剪刀撑,外部剪刀撑宽度应为5跨,横向剪刀撑宽度为3跨,剪刀、撑斜杆与地面的倾角为45?~60?。剪刀撑、斜杆的接长采用直角扣件接长。剪刀撑随立杆、横杆等同步搭设,采用转角或直角扣件固定。
④可调底座、可调顶托及扣件设置:调底座及可调顶托螺杆伸出长度不宜超过300mm,插入立杆内的长度不得小于150mm。
扣件安装施工标准:扣件规格与钢管外径相同;螺栓拧紧扭力矩不小于40N・m,且不大于65N・m;在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互间距不大于150mm;对接扣件开口应朝上或朝内;各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于100mm。
2)脚手架拆除拆:除作业按照与搭设相反的程序由上而下逐层进行,严禁上下同时作业;每层连墙件的拆除,必须在其上全部可拆除杆件均以拆除以后进行,严禁上下同时作业;凡是已经松开连接的杆件必须及时取出、放下,以避免作业人员误扶、误靠,发生危险;分段拆除架体高差不大于2步,如高差大于两步,增设连墙件加固;当遇到六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时,必须停止脚手架拆除作业。
五、模板及支撑系统风险分析及控制措施
1)安全隐患的表现形式
模板支撑架搭设工程施工中潜在的不安全因素有:作业人员违章,作业现场未设安全警戒区,架体结构未经严格设计,架体基础不实或承载力不够,架体的构造尺寸过大,未按要求设置剪刀撑与其他整体拉结杆件,架体立杆垂直度、水平杆水平度不够,架体节点构造和连接安装不符合规定要求,任意混用不同规格和材质的钢管扣件。
2)施工过程中潜在的不安全因素
作业人员违章;模板加工可能出现的机械伤害;模板拆除时可能潜在的物体打击事故;涉及高空作业可能造成的高空坠落事故;用电不安全行为可能造成的触电事故;施工中可能发生火灾等事故
3)针对模板施工过程中可能产生的风险,制定风险控制措施如下:
①预防地基不实及承载力不够:排架基础面四周低于排架基础,采取缓坡三排方式,将雨水汇集到临时排水沟统一排走;排架基础处于洼地段时,在排架四周距外侧立杆1.5m外,开挖0.6*0.6m土沟引导排水,并每间隔50m设置1*1*1.5m集水井,集水井要远离排架外侧立杆3m以上距离,困难地段不小于1.8m,如果不能保证1.8m最小距离,可适当调小集水井深度及尺寸,增加集水井数量。下雨过程中,集水井中安放水泵,不间断抽水,确保基坑中不能存水。
②预防模板支撑体系坍塌:模板及支撑体系荷载计算必须经复核通过方可实施;进场的脚手架、扣件,丝托等支撑体系材料必须有合格证,必须复试合格后方可使用;模板支撑体系必须支顶牢固,所有扣件必须连接牢固,模板及支撑体系安装完成后,必须经验收合格后方可进行混凝土浇筑;混凝土浇筑施工过程中如果模板及支撑出现松动、变形等异常情况立即停止施工,对松动、变形部位进行妥善处理后方可继续施工;模板拆除严格按照正常拆除顺序进行,严禁私自乱拆,出现模板及支撑体系局部失稳,造成事故。