水利工程论文【推荐4篇】
【路引】由阿拉题库网美丽的网友为您整理分享的“水利工程论文【推荐4篇】”文档资料,以供您学习参考之用,希望这篇范文对您有所帮助,喜欢就复制下载支持吧!
水利工程论文【第一篇】
[论文摘要]渠道是常见的水利工程,它包括一系列配套建筑物。渠道测量要把这些建筑物的中心线位置和特征高程按一定的标准实测出来,为渠道设计提供充分的测量资料。
渠道测量的目的,是在地面上沿选定中心线及其两侧测出纵、横断面,并绘制成图,以便在图上绘出设计线;然后,计算工程量,编制概算或预算,作为方案比较或施工的依据。渠道工程的勘察放线,是与工程设计密切相关的。只有在现场放线位置合适、测量数据准确的基础上才能因地制宜的做出经济合理的工程设计来。
一、渠道现状(树形)导线图的绘制
首先考虑由建设单位代表提供精确的可满足测量要求的渠道现状(树形)导线图;若设有,再考虑由建设单位代表提供渠道导线图的草图,根据草图出本次测量人员会同三方(建设单位、测量、设计)一起完善渠道现状导线图;如若连草图都设有,则由本次测量人员会同三方一起用手持GPS测定渠道现状导线图。渠道现状导线图应明确标出渠道各个拐角、拐点及起点、终点的位置,分水闸、节制闸、桥涵等渠道配套建筑物的位置,上下级渠道和各个建筑物的名称。各个建筑物的使用要求也要标明,如不同渠段的设计流量(加大流量),节制闸、分水闸的流量,交通桥的过荷要求等。渠道现状导线图的绘制目的是便于这次渠道测量和绘制渠道设计导线图。使用渠道现状导线图可以使渠道测量工作真正做到有的放矢,因地制宜,从而从根本上保证渠道测量的准确性。
渠道上的闸、桥、涵等交叉建筑物称为其配套建筑物。渠道测量的技术要求应按《水利水电工程测量规范(规划设计阶段)(SLJ3-81DLJ201-81CH2-601-81)》执行。渠道测量的内容主要包括:渠道及配套建筑物平面位置的测定、渠道纵断面高程测量、渠道横断面测量等三部分。
二、渠道纵断面高程测量
为了绘制渠道设计导线图,应当精确的把其位置都在渠道设计导线图中标出来。这项工作主要是使用GPS来完成的,主要测出渠道拐角和渠道始点、终点及其配套建筑物中心位置点的坐标,并在图纸上用适当的比例和图例明确表示出来。渠道纵断面高程测量是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程,以便进行渠道纵向坡度、闸、桥、涵等的纵向位置的设计。为便于计算渠道长度、绘制纵断面图,沿渠道中心线从渠首或分水建筑物的中心,或筑堤的起点,不论直线或曲线,均应用小木桩标定里程,这些木桩称为里程桩。木桩的间距一股为100m或50m,自上游向下游累积编号。这种按相等间隔设置的木桩称为整桩。在实际工作,遇到特殊情况应设加桩。整桩和加桩均属于里程桩。
1.下列情况应设置加桩:中心线上地形有显著起伏的地点;转弯圆曲线的起点、终点和必要的曲线桩;拟建或已建建筑物的位置;与其它河道、沟渠、闸、坝、桥、涵的交点;穿过铁路、公路、和乡村干道的交点;中心线上及其两侧的居民地、工矿企业建筑物处;由平地进入山地或峡谷处;设计断面变化的过渡段两端。为了注记地表性质和中心线经过的主要建筑物,必要时要绘制路线草图。
2.纵断面测量时需要连带测定的数据和注意事项
(1)渠首交上级渠道的桩号,及交点处的坐标和渠底高程、水位高程;(2)已建节制闸、分水闸应测出闸底、闸顶、闸前闸后水位高程,闸孔宽度和孔数;(3)已建桥(或渡槽)应测出桥顶、桥底高程;桥面(路面)宽度和其跨度;(4)已建涵洞或倒虹吸应测出其跨度和顶部高程;(5)已建跌水或陡坡应测出其宽度、长度、落差和级数:(6)渠道拐角、拐点及翼再睽邕施物的中点坐标;(7)与河沟、排渠、道路和匕下级苴的交角;(8)渠道穿过铁路时应测出轨面高程;穿过公路时应测出路面高程;同时应测出道路宽度;(9)渠道沿线所留的BM点的高程和位置坐标;(10)渠道末端坐标,及其所灌溉的农田地面控制高程;(11)如果大段的渠、堤中心线在水内,为便于测量工作,可以平行移开,选择辅助中心线。三、渠道横断面高程测量
对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面图是确定渠道横向施工范围、计算土石方数量的必须资料。横断面测量的精度要求:横断面地形点的精度,包括地形点对中心线桩的平面位置中误差。平地、丘陵地应±,山地、高地应≤±,地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±。横断面测量的测设要求:
1.中心线与河道、沟渠、道路等交叉时,应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时,可只沿中心线施测一条所交渠、路的横断面;当交角小于85°或大于95°时,应垂直于所交渠、路和沿中心线方问各测一条断面。
2.横断面通过居民地时,一侧测至居民地边缘,并注记村名,另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时,一侧可测至山坡上l-2点,另一侧适当延长。
3.横断面上地形点密度,在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点,提高横断面的精度。
4.渠道沿线察看。渠道放线测量的f司时应注意观察沿线的地形地貌、植被情况,并以桩号为准做好记录。新建渠道应察看是否穿越农出或林带、居民点等;老渠道应查看已建建筑物的使用状况,并应做好记录。注意查看渠道沿线是否有可供渠道施工用的道路、水源和料场。较重要的交叉建筑物还要测大比例尺地形图。
四、提交测量成果
测量外业工作结束后,经过资料整理、数据计算、计算机绘图等内业工作后,最终应向设计人员提供测量成果。设计所需要的测量成果包括渠道导线图、渠道纵、横断面图及其软档文件,其技术要求均应以满足设计需要为准。
1.对渠道导线图的要求:应包括上下级渠道中心线(及辅助中心线)、渠道拐角、拐点及渠道配套建筑物的中心点位置和坐标,渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角等实测数据;渠道及其配套建筑物名称;制图比例和指北针等。
2.对渠道纵断面图的要求:渠道纵断面图要比例适当;标明拐点桩号及拐角;标明已建或拟建渠道配套建筑物的主要特征高程、其中心点的桩号;标明渠道沿线的BM点的位置坐标和高程;其它关键数据也部要标出。
3.对渠道横断面图的要求:渠道横断面图要比例适当;横断面图上应标出渠道中心线桩的桩号、高程和在横断面上的位置。
水利工程论文【第二篇】
xx市水利工程质量监督站在市水利局的正确领导及省质量监督中心站的精心指导下,我们坚持与时俱进,开拓进取,认真开展质量监督工作,全力推进泰东河、城市防洪、江堤达标等一批重点水利工程的质量监督步伐。现按省质量监督中心站要求将我市20xx年度质监情况及20xx年度的工作思路简要汇报如下。
一、加强职责,认真开展水利建设项目质量监督工作
随着我市水利建设投资力度不断加大,质量监督管理任务也随之加大,20xx年我市水利工程质监站承担了泰东河新通扬运河段工程、江堤达标工程、城市防洪工程以及地方基建项目等水利工程项目的质量监督工作。我市水利工程质量监督工作中,泰东河新通扬运河段工程、江堤达标工程由省水利工程质监站成立质量监督项目站,与我市质监站联合质监,城市防洪工程直接由市质监站负责质量检查、监督工作,地方基建项目按各个工程项目成立专门的质量监督项目站,市质量监督站人员为主,有关县(市、区)水行政主管部门的业务技术人员参加,负责日常的检查、监督等各项工作。主要开展了以下几方面的工作:
1、加强现场质量监督活动,提高质监工作质量。
工程建设过程中,我站要求质量监督员尽可能多进行一些现场质监活动,督促检查建设、监理及施工单位等参建单位的质量和安全检查,保证体系建立、落实情况。查看工程材料、机械设备质量及已完工工程的外观质量;抽阅建设、监理及施工单位的检测试验成果、检查记录和施工记录等原始资料;检查施工、监理单位对已完成工程质量自评和复评情况。对于工程的关键工序、关键部位施工,质监员都会到施工现场巡查、监督,确保关键工序,关键部位能够保质保量地完成。通过开展质量监督活动,一些质量问题和隐患被及时发现并得以整改,避免了工程质量事故的发生。对质监活动中发现的质量问题质监人员能以高度的社会责任感,主动服务,帮助出谋划策,督促、参与解决问题,直到妥善处理完毕。
2、加强职责,严格把好工程质量评定关。
工程质量评定是水利质监部门最为重要的职责之一,任务重,责任大。为做好质评工作、把好质评关,质量监督站、项目站高度重视,在平时质监活动中注意收集工程质量有关信息资料,在工程完工时按照质量检验评定标准及细则,认真查阅资料特别是原材料试验检测资料、半成品、桩基等检测资料和生产厂家的质量合格证和质量保证资料,关键部位、关键工艺的施工记录和监理检查情况,听取有关方面的介绍和汇报,并进行充分的现场查验,根据需要,可委托有关单位作进一步的检测,同时结合历次的抽查评比和项目站质量监督活动的情况,进行单元、分部及单位工程质量评定。质评过程中发现问题,一查到底,确实存在质量问题的,要求建设单位组织处理或返工,否则不予评定。
20xx年度,我站受监项目未发生过任何质量安全事故,在省质监中心站的指导下,与省质监中心站共同完成了泰东河新通扬运河段工程、江堤达标工程等项目以及我市城市防洪工程等一批重点项目的质量监督工作,完成质监项目概算投资额约亿,完成工程项目质量优良率达到53%以上,较为客观地反映了工程质量,受到工程参建各方的认可和主管部门、工程验收委员会的肯定。
二、强化制度建设,严格工程项目质量管理
为了使我市水利工程质量监督工作制度化、规范化,我们认真贯彻落实xxx《建设工程质量管理条例》、水利部《水利工程质量管理规定》、《水利工程质量监督管理规定》和《江苏省水利质量管理规定》,根据国家、水利行业的技术规范、规程、标准及《江苏省水利工程质量检验评定标准》,努力规范全市水利工程质量监督和质量评定工作。20xx年受监的工程主要有:泰东河新通扬运河段工程、江堤达标工程、城市防洪工程以及地方基建项目等,各个受监项目均建立、健全和完善质量管理、监督体系,形成“建设单位负责、监理单位控制、施工单位保证和政府监督相结合”的质量保证体系,做到职责分明、责任明确。重点项目、重点部位项目站全过程跟踪监督,一般项目以定期、不定期地检查为主,强化宣传教育,对工程建设现场、质量保证检查体系、质量管理情况等产品质量、保证措施、工作质量进行完整的检查监督。
三、加强学习及档案管理,不断提高质量管理水平
为使我市水利建设工程质量管理水平不断提高,我站加强对质量监督员的业务技能指导、技术培训等工作,努力提高技术业务水平,以适应新形势下质量监督工作的需要。一是加强法律、法规、规章以及强制性规范、标准的学习,二是加强质量监督的基本知识、基本技能的学习,三是加强在质量监督和工程质量管理的实践中学习和提高。
四、存在问题及建议
我市水利工程质量监督站在xx市水利局及省质量监督中心站的领导下,严格进行质量监督管理,认真开展质量监督工作,促进了我市水利工程建设管理水平和工程实体质量的提高。但是在工作中我们发现还存在一些问题,与繁重的建设任务相比,与上级对我们的要求相比还有一定的差距,主要是制度建设还不够完善,要进一步规范管理,继续加强工程质量监督管理,不断加大执法力度。
五、20xx年度工作思路
1、进一步完善各项规章制度。建立健全并形成一整套系统的工作流程和规章制度。
2、进一步充实队伍,努力提高人员素质。经过几年来一批重点工程质监工作的实践和磨练,培养和锻炼了一批质监人员。但是面对面广量大的工程建设,面对不断出现的新情况、新问题,我们的队伍还需进一步充实,人员素质还有待进一步提高。
3、进一步加强工作力度,加大质量检查、监督工作的频度,提高质监工作的水平。
水利工程论文【第三篇】
关键词:水利工程;管理考核;实践与体会
中图分类号:TV文献标识码: A 文章编号:
1工程概况
石梁河水库位于新沭河中游,苏鲁两省的赣榆、东海、临沭县三县交界处,水库于1958年开工兴建,1962年建成。水库承泄新沭河上游和沂河、沭河部分洪水,担负沂沭泗流域洪水调蓄任务,可有效地将沂沭河洪水就近东调,减轻南四湖、骆马湖及下游周边地区的防洪压力,提高沂沭泗地区的防洪标准。是一座具有防洪、灌溉、供水、发电、水产养殖、旅游等综合功能的大(2)型水库,水库防洪保护范围2000余平方公里,主要包括连云港市区、陇海铁路、淮北盐场、田湾核电站、赣榆和东海两县三十余乡镇及90万亩耕地,近100万人口。它既是沂沭泗洪水东调南下工程的重要组成部分,又是连云港市重点防洪保安工程。另外,石梁河水库是连云港市工业和居民生活用水的备用水源,当蔷薇河水源不足,可向市区调水,确保连云港市工业和居民生活用水。
2水库工程管理考核过程与结果
3水库工程管理考核的目的和意义
《水库工程管理考核标准》分为组织管理、安全管理、运行管理和经济管理四大类,三十一个小项,每一个小项中又包含大量具体的内容。考核内容十分全面,涵盖了管理工作软、硬件的各方面,考核的对象不仅仅是水管单位的工程管理,还包括水利工程管理单位的精神文明建设、规章制度建设、工资福利及社会保障、土地资源利用、水政执法等方面的内容。可以看出,水库工程管理考核对水库工程管理单位提出了更高的要求和标准,更好地促进了水管单位全面、协调、科学发展。同时,水利工程管理考核也是对水利工程管理单位工作状况的衡量,对国家、行业制定的政策、法规、技术标准和规范、办法的贯彻执行情况的检查,对水库工程的运行管理状况、安全管理状况进行有效的监督和评价。
另外,开展水利工程管理考核,对加强水利工程管理,提高管理水平,促进工程管理逐步走向规范化、法制化、现代化轨道具有十分重要的意义,通过不断的考核、整改、提高,使工程管理上台阶、上等级,达到提高管理水平的目的。被评定为“省一级水管”单位是全省水管单位的典范,代表着水管单位的形象和工程管理水平。因此,水管单位的考核评定应遵从高标准,严要求,在行业内能起到典范、表率的作用。
4管理考核实施过程中遇到的困难和不足
1)工程日常维修、养护工作比较薄弱,缺乏高素质、高技能的技术工人。2)职工业务技能培训的深度和力量还需要加强。3)对水库工程管理考核的标准和要求,理解分析不够深入,考核工作不够到位。4)水库库区确权划界,历史遗留问题较多,牵连的单位多,涉及的关系很复杂,单靠管理单位的力量很难完成。5)档案管理工作比较薄弱,缺乏专业的档案管理人员,需要进一步规范和提高。
5水利工程管理考核注意事项和体会
5.1领导重视,强化组织,落实责任,齐心协力,推进工程管理考核工作
连云港市水利局领导非常重视水库工程管理考核工作,局领导及有关处室多次到石梁河水库管理处指导考核工作。管理处还专门成立了管理考核工作领导小组,由管理处主任担任组长,副主任担任副组长,各部门负责人和主要技术人员为成员,组成职能型组织管理机构,是水库工程管理考核得以顺利推进的重要基础。水库管理处以工程管理考核为契机,通过组织宣传,动员全处的干部职工关心、支持,并积极参与考核工作。同时,组织学习《江苏省水利工程管理考核办法》,吃透文件精神,处领导班子高度重视,分管领导亲自抓,按照办法及标准要求,立足自身实际情况,认真梳理工程管理中存在的不足,实事求是地制定全面的、详细考核实施方案,做到分工明确,责任到人,要求各职能部门各司其职、密切配合,积极开展水库工程管理考核工作。同时,对考核工作进行具体分工和安排,制定考核工作进度计划表,每月召开考核工作汇报会,解决考核工作中的重点和难点,进一步督促水库考核工作,确保考核工作顺利推进。
5.2针对考核中存在的问题和不足,邀请有关专家现场指导
水库工程检查、观测、维修养护工作,按照各科室、站所的工作规程、岗位职责等,规范职责范围和工作程序。针对水库建筑物正常运行管理工作,编制了《石梁河水库水库技术管理办法》;结合管理处调度权现状,编制具体的调度规程和调度方案,整理防汛责任制度。完善了闸门与启闭机操作规程,金属结构及机电设备维护制度,闸门启闭机房管理办法,并明示。完善观测记录表格,制订一整套水文和监测记录表格,并且装订成册,结束了过去原始资料零散迹象。
5.3精心编写自检材料,突出管理特色
对照《江苏省水利工程管理考核办法》的有关内容,管理处进行了全面的自检,认真编写《石梁河水库工程管理考核自检报告》和收集备查资料,并整理编印成册,还制作了图文并茂的多媒体汇报材料。在多媒体汇报材料中,既按照考核标准逐项说明,又突出了自己的特色,汇报材料突出了——工程安全、环境优美、管理现代化程度高、经济条件好等特色,给专家组留了深刻的印象。
5.4对照考核标准,逐项检查落实
《水库工程管理考核标准》分4大类、31个项目,每一项目分为若干小点考核内容。在准备工作中,要认真领会每一点考核内容的精髓,对其进行详尽的分析,准备充分的工程管理资料作为考核的基础,涉及到考核检查现场的,按要求布置整理好。对未能达到考核内容要求的方面,尽力采取有效的完善措施和整改方案。比如完善管理规章制度、完善防洪预案的可操作性、抓紧在工程管理范围内树立界桩和加大人力清理卫生死角等,切实按照考核内容的要求,逐一检查落实。
5.5缺乏专业档案管理人员,档案的专业化程度需要进一步提高
水利工程管理单位多以工程管理人员为主,对档案管理工作不太重视,认为只要有档案资料可以查阅即可,具体管理程度的好坏,不太重要,重要的是把工程管理工作抓好就行,导致,管理单位很少有专门从事档案管理的专业人员,而管理人员只是通过一般业务培训,培养档案管理人员专业水平和专业技能比较欠缺,档案管理专业化程度不高,大多数管理单位档案管理水平和标准相对考核标准要求甚远,在管理制度上,要建立健全档案管理、保密、立卷归档、销毁等制度,在档案管理方面,还需要进一步重视和加强,促进水管单位档案管理工作逐步走向规范化、制度化轨道。
总之,要重视水利工程管理考核工作,必需要统一思想,加强领导,全面系统地解读考核标准和要求,认真吃透和领会考核标准和办法中的各个要素和要点,分析自身的优势和不足,切实做到发扬长处,弥补不足,加大整改落实力度,进一步完善提高工程管理中的不足,促进工程管理工作逐步走向规范化、制度化、科学化轨道。
陈必平,男,1975年12月,江苏灌云人,大学本科,工程师,主要从事工程管理工作。
水利工程论文【第四篇】
1.概述
我国地处世界上两个最大地震集中发生地带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间,地震较多,大多是发生在大陆的浅源地震,震源深度在20km以内。位于青藏高原南缘的川滇地区,主要发育有北西向的鲜水河-安宁河-小江断裂、金沙江-红河断裂、怒江-澜沧江断裂和北东向的龙门山-锦屏山-玉龙雪山断裂等大型断裂带[1]。该区新构造活动剧烈,绝大多数属构造地震,地震活动频度高、强度大,是中国大陆最显著的强震活动区域[2]。
而西南地区蕴藏了我国68%的水力资源,水利工程较多,且主要集中在川滇地区。据
2005年数据,四川省有大中小型水库约6000余座[3]。2008年5月12日的四川省汶川大地震,初步统计,已导致803座水库出险,受损的大型水库有紫坪铺电站和鲁班水库,中型水
库36座,小一型水库154座,小二型水库611座[3]。此外,地震还致使湖北和重庆地区各
79座水库出现险情[4,5]。为保证水利工程的安全运行,地震之后及时对水利工程进行检测,并对受损工程进行监
测和修复是必要的。有关震灾受损水利工程修复方面的文献不多,散见于各种期刊或研究报告,为便于应用参考,本文搜集、筛选了一些震灾受损水利工程的案例,并对一些实用技术进行了介绍。
2.地震对水利工程的危害
由于地震烈度、地震形态以及水库本身工程质量的不同,地震对于水利工程的危害也有所区别。高建国[6]对我国因地震受损水利工程进行分类整理,认为水库坝体险情主要可分为
3级:1级,一般性破坏,不产生渗漏;2级,严重性破坏,坝体开裂渗漏;3级,垮坝(崩塌),水库水全部流走。
我国因地震引起的水库垮坝并不多见,总结国内外地震对水利工程的危害,主要有以下几种形式:
坝体裂缝
地震作为外力荷载将会导致大坝尤其是土石坝整体性降低,防渗结构破坏,引起大量裂缝。地震会产生水平和垂直两个方向的运动,并使周期性荷载增大,坝体和坝基中可能会形成过高的孔隙水压力,从而导致抗剪强度与变形模量的降低,引起永久性(塑性)变形的累积,进而导致坝体沉降与坝顶裂开。
2003年10月甘肃民乐—山丹级地震引起双树寺水库大坝、翟寨子水库大坝,坝顶
均出现一条纵向裂缝,长约401~560m,最大宽度2cm左右,并有多处不同长度断续裂缝,
防浪墙局部错动约。大坝右侧出现山体滑坡,形成长条带及凹陷,滑坡长37m左右,凹陷坑深~3m、宽7m左右,凹陷处上部山体有多条斜向裂缝,缝宽20cm左右。李桥水库坝顶有纵向裂缝,多处缝宽在2~5mm,其中一条长约100m左右,出现横向贯通裂缝,防浪墙出现多处竖向裂缝。这些裂缝在坝体漏水、自然降水和温度作用下,又将产生新的冻融、冻胀破坏,影响大坝的整体性和稳定[7]。
托洪台水库位于新疆布尔津县境内,1995年被列为险库,1996年新疆阿勒泰地震(级),使拦水坝出现10处横向裂缝,3处纵向裂缝,最宽处达16cm,长17m,防浪墙垂直裂缝27处。经评估,水库震后只能在低水位运行,致使发电系统瘫痪,同时对于下游构成潜在威胁[6]。
岷江上的紫坪铺水利工程位于都江堰市与汶川县交界处,2006年投产,是中国实施西部大开发首批开工建设的十大标志性工程之一。2008年5月12日的汶川地震造成紫坪铺大坝面板发生裂缝,厂房等其他建筑物墙体发生垮塌,局部沉陷,整个电站机组全部停机。[3]。此外,地震对泄水输水建筑物也将造成巨大危害。2003年8月16日赤峰发生里氏级地震,使沙那水库混凝土泄洪灌溉洞产生纵向裂缝,长15m,最大裂缝15mm;环向裂缝
22m,最大裂缝宽度;洞出口消力池两侧边墙产生竖向裂缝,总长15m,最大裂缝宽
度25mm。大冷山水库溢洪道两侧导流墙产生裂缝,以纵向裂缝为主,最大缝宽12mm[8]。
坝体失稳
地震可能引起坝基液化,从而导致大坝失稳。地震时,受到周期性或波动性荷载作用,土石坝内土体将产生递增的孔隙水压力和递增的变形。粘性土体构成的土石坝在地震中相对安全。但相对密度低于75%的粉砂土和砂土,在几个循环之后孔隙水压力就会显著上升,当达到危险应力水平时,土体在周期性荷载作用下显示出极大的变形位移,坝内土体就会呈现出液化的流态,导致坝体失稳[9]。
喀什一级大坝1982年施工时,其坝体及防渗墙都未进行碾压,致使密实度降低,1985
年地震时,由于液化和沉陷,导致该坝整体失稳破坏。
美国加州的Sheffield坝,1917年建成,坝高,坝顶宽,长,水库库
容17万m3。1925年6月距坝处发生里氏级地震,长约128m的坝中段突然整体滑向下游。事后,经调查研究发现,坝体溃决的主要原因是地震使饱和土内的孔隙水压力增大,造成坝下部和坝基内的细颗料无凝聚性土发生液化。
地震还会造成土石坝体脱落或堆石体沉陷,从而引起坝体失稳。在库水位较高的情况下,堆石体沉陷会造成坝体受力不均,更严重的会引起库水漫顶,引发坝体垮塌。1961年4月
13日在距西克尔水库库区约30km处发生里氏级地震,该水库位于VIII度区[10],坝体出现了严重的堆石体沉陷现象,一段220m长的坝体沉陷值达到2~,崩塌范围在从坝轴线上游3~10m到下游的35~50m[11]。
前面述及的沙那水库土坝和朝阳水库因地震致使土坝排水体砌石脱落,经抗震复核下游坝坡不稳定[8]。
岸坡坍塌
若水库两岸有高边坡和危岩、松散的风化物质存在,地震发生后,造成的岩体松动,可诱发产生崩塌、滑坡和泥石流,甚至形成堰塞湖等现象。
乌江渡水库处于地震多发区,1982年6月地震中,化觉乡东部厚层灰岩和白云岩地层
中发生大面积崩塌。同年8月,化觉、柏坪一带又发生较大规模的地层滑动,影响面积约
18km2[12]。
5•12汶川大地震造成四川多处山体滑坡,堵塞河道,形成34处堰塞湖。其中唐家山堰塞湖蓄水过1亿m3,另外水量在300万m3以上的大型堰塞湖有8处[13],对下游地区造成严重威胁。
另外,地震还可能对水利工程一些其它部分造成损坏。如1995年1月日本阪神淡路
级地震[14,15]中,使堤防基础液化发生侧向流动,造成堤防破坏以及护岸受损。我国历次地震中,出现较严重险情的多为土石坝,且多为年代较久远的土石坝,如果发
生强地震就更容易造成损坏[16]。
3.震灾受损水利工程的修复技术
地震后受损水利工程修复措施主要包括以下几个方面:
坝体监测
地震后,对于受损水利工程,应及时降低水库运行水位,并进行充分的坝体探测。对土石坝,可开挖土坑检测,对混凝土坝,则可用无损探伤检测[17]。包括使用地震波法、地质雷达、水下声纳法检测侵蚀程度,必要时还需要采取槽探、钻孔、孔内地球物理方法进行检测。根据地震前后大坝监测结果的对比分析,判明是否存在普遍的结构损伤迹象。尤其需要加强对坝体变形和渗透的观测,防止裂缝前后贯通,内部发育,产生渗漏通道。同时,加强对输水洞漏水、溢洪道裂缝的监测,以防渗漏进一步扩大[18]。
震后坝体探测中,作为一种非破坏性的探测技术,地质雷达具有探测效率高、分辨率高、抗干扰能力强等特点,可以快捷、安全地运用于坝体现状检测和隐患探查[1
9]。
2003年甘肃山丹地震后,利用地质雷达对双树寺、瞿寨子、瓦房城等水库的震后坝体裂缝、坝基渗透、溢洪道、高边坡开裂和库岸道路滑坡等进行了探测[20],效果很好。
裂缝修复
对于已经出现的裂缝,要对其分布、走向、长度和开度等进行定时观测和检测。在大坝主裂缝部位设置标志,缝口要覆盖塑料布,防止雨水流入加速其恶化。对受洪水威胁的建筑物,要采取临时措施(如围堰)进行保护。
裂缝的修补应从实际出发,在安全可靠的基础上,同时考虑技术和施工条件的可行性,力求施工及时、简单易行、经济合理。常用的有以下几种处理方法:
表面处理法
表面处理法[21]主要适用于对结构承载能力没有影响或者影响很小的表面裂缝及深层裂缝,同时还可以处理大面积细裂缝的防渗防漏。常用的有表面涂抹水泥砂浆、表面涂抹环氧胶泥以及表面涂刷油漆、沥青等防腐材料等,从而达到封闭裂缝和防水的作用。在防护的同时应当采取在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施,这样可以防止混凝土在各种作用下继续开裂。
灌浆法
灌浆法主要应用于对结构整体有影响或有防水防渗要求的混凝土裂缝的修补。经修补
后,能恢复结构的整体性和使用功能,提高结构的耐久性。
灌浆法[22]分水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度达到1mm以上时的情况;裂缝较窄的情况下宜采用化学灌浆。此外,工程经验表明水泥浆适于稳定裂缝的灌浆处理,不适用于活缝或伸缩缝的处理。化学灌浆也存在类似问题,应用最广的环氧树脂浆固结体是脆性材料,因此对活缝应选用弹性材料。部分化学灌浆还有毒性,应加强施工人员的保护措
施。
大量实践证明,灌浆法是目前最有效的裂缝修-差异网§ 补处理方法。
结构加固法
危及结构安全的混凝土裂缝都需作结构补强。结构加固法适用于对整体性、承载能力有较大影响的较深裂缝及贯穿性裂缝的加固处理。混凝土结构的加固,应在结构评定的基础上进行,以达到结构强度加固、稳定性加固、刚度加固或抗裂性加固的目的。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。结构加固法还适用于处理对结构的承载能力、整体性、耐久性有较大影响的不均匀沉陷裂缝和较为严重的张拉裂缝
[23]。
滑坡处理
土坝滑坡有剪切破坏、塑流破坏、液化破坏三种形式[24]。可采用“上部减载”与“下部压重”法来处理。“上部减载”就是在滑坡体上部的裂缝上侧削坡,以保持稳定;“下部压重”就是放缓下部坝坡,在滑坡体下部做压坡体等。当滑坡稳定后,应当及时进行滑坡处理[17]。主要处理方法介绍如下:
放缓坝坡
若滑坡由于剪切破坏造成,则放缓坝坡为最好的处理方法。可填入土体将坝坡放缓,或是先削掉滑动面上坝顶的土体,使滑动面坝坡变缓,然后再加大未滑动面的断面[24]。
对存在失稳危险的土石坝也可采用水上抛石法放缓上游坝坡,施工方法简单,且不受季节和水位的变化。加固工程不破坏原坝体结构,减去拆除原有的坝体护坡石和反滤料工序,对保护原坝体非常有利。石料渗透系数大,在库水位降落时,新筑部分的自由水面线,几乎与库水位重合,这样就造成新增断面和原有断面共同承担原有坝壳中库水位降落时产生的渗透水压力及地震产生的超隙孔压力,起到压重的作用,从而有利于大坝的稳定[25]。
压重固脚
若滑坡体底部滑出坝趾以外,则需要在滑坡段下部采取压重固脚的措施,以增加抗滑力。压重固脚的材料最好用砂石料。在砂石料缺乏的地区,也可用土工织物,代替反滤,以达到排水的要求[17]。
通过在坝体上加压盖重,或对坝体培厚加固处理,可以进一步提高防渗流土、坝体抗裂和抗渗性能,同时增加坝体稳定性。
实例:1999年山西大同堡村发生级地震,对位于震中附近的册田水库造成VII度影响,坝体产生结构变形[26]。震后对主坝和北副坝下游坝坡采用石渣进行培厚加固处理。主坝所在956m高程以下石渣培厚体,坝坡分别为1:,在956m高程设12m宽的平台,在
949m高程、940m高程设宽的马道,并在石渣体与原坝体设置反滤层。培厚坝体后,
即使再次遭遇地震,由于坝体在正常水位下(956m高程)宽度增加,也可避免大坝整体失
稳,从而保证大坝的安全[27]。
库岸岩体加固
对于地震中松动的库岸岩体,应采取工程措施进行加固。地震后,首先需要对库岸岩石情况进行重新评估,选择加固方式。库岸加固通常采取锚固、支挡、排水相结合的方式。锚固措施是利用预应力锚索和锚杆固定不稳定岩层,适用于震后加固岩体滑坡和不稳定的局部岩体。通过一端与建筑物结构相连,一端打入岩体内部,在增强岩体抗拉强度的同时,
改善库岸岩体的完整性[28]。该方法在高切坡中被广泛应用。支挡方法是通过支挡体来平衡滑坡体的下滑力,确保滑坡体的稳定安全。支挡结构能有
效地改善滑坡体的力学平衡条件,阻止滑坡、泥石流等。常用的方法有重力式挡墙、拉钉挡墙、加筋土挡墙、抗滑桩等[29]。
此外,由于地震过后经常伴随暴雨,更易在松动岩石处产生滑坡、泥石流等灾害,因此需及时排水,包括地表水和地下水。可设置截水沟排除地表水;排除地下水可用廊道、竖井和水泵等。在美国、加拿大和日本等国家较多采用专用钻机打水平孔的办法排地下水[28]。
渗漏修复
应根据具体情况降低库水位或放空水库,彻底修复防渗体,对由于浸润线过高而逸出坡面或者由于大面积散浸引起的滑坡,除结合下游导渗设施外,还应考虑加强防渗。
劈裂灌浆
对于土石坝较严重的渗漏破坏,可以采取劈裂灌浆或加强防渗斜墙等方式解决。劈裂灌浆是指在垂直渗流的方向沿坝轴线劈开坝体,灌入稠泥或水泥砂浆,截断渗流通道,可以在短时间内坝体内的渗流,使大坝转危为安。
采用劈裂灌浆技术的岭澳水库具体做法如下:根据坝长选用适量的灌浆机,多台灌浆机同时开灌,为使浆液尽快硬化固结,所用浆料为掺入速凝剂的水泥加粘土。在灌浆工艺上,连续的多次复浆,使混凝土或泥浆墙尽快加厚,并使贯通的漏水通道通过灌浆压力和多次灌浆挤压膨胀与原坝土体紧密结合,最终形成垂直连续的防渗混凝土砂浆墙,防止再次出现漏水通道的可能[30]。
开挖置换
置换技术是土石坝震后修复中的一种重要手段,尤其对于心墙开裂的土石坝具有重要意义。首先需要通过探测技术检测到侵蚀的区域,然后在心墙的下游侧补填塑性混凝土,并用颗粒反滤层加以支持。最后使用水泥膨润土混合物进行灌浆。置换技术可以有效阻止土石坝心墙的进一步破坏,达到防渗漏的目的[18]。
实例:新西兰的马拉希纳坝,在经历埃奇克姆地震后,初期表现稳定,在1987年12月后出现水位明显下降的现象。通过详细的监测发现,虽然大坝没有遭受严重的渗漏,但左坝肩心墙和下游副心墙出现明显的开裂和侵蚀,且侵蚀依然在继续发展。持续不断的侵蚀导致库水位不断下降,因而采取心墙置换的方式,即对左右岸坝肩进行开挖,喷上混凝土,置换开挖出来的材料。水库再次蓄水时没有出现新的事故[18]。
排水设施
在阻止渗流发生的同时,需要做好排水工作,通过设置宽敞的排水带,使渗流能顺利排走,降低坝体内的浸润线,减小孔隙水压力。
4.典型水利工程抗震抢险及修复实例
美国Hebgen坝
Hebgen土石坝[31]位于美国Montana州,1915年建成,1959年8月遭受里氏级的强烈地震,坝和水库所在地变形并整体下沉约,右岸溢洪道严重损坏,坝体沉陷开裂,水库岸坡坍塌,库水震荡并漫溢坝坝。当时此坝并无抗震设计,承受地震对其的各种危害而未垮坝,其破坏模式和耐震经验极有借鉴意义。
当时业主Montana电力公
司采取的紧急抢救措施包括:
(1)立即将泄水底孔进水口原用迭梁封闭的二个孔口开启,以80m3/s的流量泄水降低库水位。
(2)对半角沉陷区和被流冲蚀的坝下游面填土修复。检查表明,心墙与溢洪道连接处的漏水并非通过心墙上的裂缝而是从破坏的溢洪道流出。
(3)在心墙的大裂缝处下游,打竖井检查和修补。同时对下游河岸坍方区进行了修整。此后于1960年4月开始对溢洪道、坝体心墙和上游面进行了全面的修复和加固工作。
至今运行完好。
美国LowerSanFernando坝
LowerSanFernando坝[31]位于美国加州洛杉矶市北,1912年动工,最大坝高,坝顶宽6m,长634m。1971年2月在坝东北处发生里氏级地震,致使主坝发生巨大滑坡,坝的上游部分带动坝上部高的坝体和坝顶一起坍落滑向水库20多米远。
事故发生后,救援人员立即采取了如下措施:一方面立即运来砂袋加固筑高坝的低陷部位;另一方面紧急撤离坝下游地区8万居民;此外,通过2条泄水道和3条引水管排放水库中的水。
经初步调查和后期进一步挖槽、钻孔取样研究得出,坝内有大范围土区在地震后液化,但液化区被强度较高的非液化土约束住,因而直到液化区内有足够扩张力,促使土向外和向下移动时,才出现大规模滑动。
新疆西克尔水利工程
西克尔水库[10,11]位于新疆伽师县东北西克尔镇,1959年建成使用,为均质土坝,设计库容10053万m3,属大型拦河式平原水库。该工程自建成以来共经历了15次地震,其中较严重的有3次:1961年4月13日发生级地震,震中距水库约30km,致使220m长的坝出现沉陷崩塌,余坝产生165条裂缝;1996年3月19日发生级地震,坝段出现涌沙,裂缝,局部产生沉陷;2002年3月3日,阿富汗发生里氏级地震,造成水库副坝段出现决口,并迅速扩大到50m左右,决口流量约120m3/s,损失惨重。
由于西克尔水库运行年限长,且早年建设时没有进行地质勘探,因此极易糟受地震破坏。多次地震后,主要采取的措施有:
(1)加高坝顶,坝后设置压重,并铺设无纺布反滤。
(2)大坝决口后,进行抢险封堵,修复缺口。
(3)按库区基本烈度八度进行设计校核,对西克尔水库主坝、副坝和其它建筑物进行加固修复。针对部分坝段坝基地震液化问题,主坝采用压盖重措施,以进一步提高防渗流土、坝体抗裂和抗渗性能。副坝部分改线,采用粘料含量高的土进行填筑,加固填筑总方量为
万m3,其中粘土万m3,占60%。
北京密云水库
密云水库位于北京密云县城北13km处,库容亿m3,是北京市民用、工业用水的主要来源。水库始建于1958年9月,分白河、潮河、内湖三个库区,主要建筑有白河主坝
(高66m,长1100m)、潮河主坝(高56m,长960m)和5道副坝等。
1976年7月28日,河北唐山发生里氏级强烈地震,白河主坝发生强烈扭动,主坝水面以下6万m2的块石坡和砂砾保护层滑落,受损严重。地震后,采取的主要措施[6]有:
(1)及时探测大坝裂缝,并派潜水员进行水下探测。
(2)通过筑堰建闸,把密云水库分隔成两个库区,放空库水后,进行全面检查加固。清除白河主坝上的砂砾保护层,加厚铺盖粘土斜墙,改用碴石保护层,往水下填粘土及砂石
达20万m2。随后,打通白河廊道、削坡清基,进行坝体加固。
(3)加固了3座副坝,并增建了3条泄水隧洞、1座溢洪道等。
白河主坝加固工程于1977年11月21日完成,达到了国家一级工程标准,至今完好。
5.小结
地震后受损水利工程修复是项复杂的工作,要因地制宜尽快采取最合适的方法进行修复。几条主要结论如下:
(1)地震发生后,各级水行政主管部门应该对境内的水利工程,尤其是堤防、水库大坝、水闸等工程进行排查,及时掌握工程破坏的情况及其隐患,有针对性地制定抢修方案。对地位重要、关系重大、危险性高的受损水利工程,要抓紧修复,确保度汛安全。
(2)坝和地基土料的液化,是导致垮坝或严重破坏的主要原因,此外,较普遍的震害有滑坡、开裂、沉陷和位移。
(3)尽可能保证水坝顺利泄水,降低蓄水位,避免出现垮坝事故。
(4)目前对于水利工程一般都有相应的突发事故(如地震、洪水等)预警机制,但对于如何应对出现的险情,采取必要的工程措施,尚是一个薄弱环节,宜提高认识,加强要应的工作。
(5)对山区河流因沿岸崩山、泥石流等形成的堰塞湖,要当机力断主动尽早清除,以避免水位升高,堰塞湖溃决形成洪灾。
参考文献
[1]苏有锦,秦嘉政。川滇地区强地震活动与区域新构造运动的关系[J].中国地震,2001,17(1):24~34.
[2]龙小霞,延军平,孙虎,等。基于可公度方法的川滇地区地震趋势研究。灾害学,2006,21(3):81~84
[3]任波,徐凯。四川已发现803座水库受损[OL].[].
/20080514/
[4]孙又欣。汶川地震造成我省水利工程新隐患[OL].[].
/iNews/Index/Catalog1/
[5]中评社。汶川地震灾后余波!重庆79座水库出现险情[OL].[].
/doc/1006/4/7/9/?coluid=45&kindid=0&docid=100647908&mdate
=0517123254
[6]高建国。中国因地震造成的水库险情及其防治对策[J].防灾减灾工程学报。2003,9:80~91
[7]王东明,丁世文,等。对甘肃民乐—山丹级地震震害的几点认识[J].自然灾害学报,2004,13(3):
122~126
[8]王艳梅,李俊,等。赤峰市“8•16”地震对震区水利工程的危害及应急措施[J].内蒙古水利,2003,(4):
66~68
[9]K.维克塔乔姆,基特里亚。与土石坝有关的地震问题[J].水利水电快报,1999,11:5~7
[10]库尔班阿西木。地震对西克尔水库大坝工程的影响和抗震加固[J].大坝与安全,2006,6:64~68
[11]库尔班阿西木。地震对平原水库大坝的影响和抗震加固[J].地下水,2006,8:82~85
[12]覃子建。乌江渡电站水库地震灾害[J].地震学刊,1994,3:42~49
[13]吴胜芳。唐家山堰塞湖库容逼近1亿立方米,3万人转移。[OL].[].
[14]张敬楼。日本兵库地震及水利工程震害综述[J].水利水电科技发展,1995,10:17~19
[15]史鉴,汤宝澍;从日本阪神淡路大地震——谈我省水利工程抗震加固问题,陕西水利,1999,(Z1):
50~51
刘真道。浅谈灾后小型水库工程安危状况与对策[J].浙江水利科技,2001,(sup):118
水利部国际合作与科技司编。抗震救灾与灾后重建水利实用技术手册。
吉隆,牛顿。地震对新西兰马塔希纳坝的影响[J].水利水电快报,1995,4:1~8
杨金山,卢建旗。地质雷达技术在水利工程中的应用[J].地质装备,2001,12:7~9
马国印。地质雷达在水库震后病害检测中的应用[J].甘肃水利水电技术,2007,3:47~48
喻文莉。浅议混凝土裂缝的预防与处理措施[J].重庆建筑,2007,(4):36~38
鞠丽艳。混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2002,(5):11~14
陈璐,李风云。混凝土裂缝的预防与处理[J].中国水利,2003,(7):53~54
肖振荣。水利水电工程事故处理及问题研究[M].北京:中国水利水电出版社:2004
杜智勇,李贵智,等。柴河水库除险加固综述[A].全国病险水库与水闸除险加固专业技术论文集[C].
北京:中国水利水电出版社,
[26]贾文。册田水库大坝工程场地地震地质灾害评价[J].山西水力,2004,6:67~68
[27]朱宏官,陈连瑜。中强地震对册田水库大坝造成的危害及安全预防处理[J].山西水利科技,2001,(1):
71~73
[28]吴凤英。浅谈水库库岸滑坡[J].广州水利水电,2007,4:17~18
[29]王连新。水库滑坡治理[N].长江咨询周刊,2007,6:B01
[30]白永年。劈裂灌浆技术在岭澳水库大坝防渗加固中的应用[A].全国病险水库与水闸除险加
固专业技术论文集[C].北京:中国水利水电出版社。2001
[31]中国水力发电工程学会史料信息组,上海大科科技咨询有限公司。国外土石坝地震震害实例和统计[R].
Casestudiesandrepairingtechniquesrelatedtohydraulic
engineeringprojectsdamagedbyearthquakes
MaJiming,ZhengShuangling
DepartmentofHydraulicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing(100084)
Abstract
EarthquakesfrequentlyoccurinChina,especiallyintheSichuan-Yunnanregionwheredensehydro
,earthquakescandecreasetheintegrityofthedams,causedamcracks,landslide,settlementanddisplacement,foundationliquefaction,resultingindaminstabilityorevendamfailure,,,thispaperintroducestheseismicdisastersregardinghydroprojects,d