水库运维中的稳定分析评估及除险加固管理实践.pdf
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1、186云南水力发电YUNNAN WATER POWER第 40 卷第 3 期 *收稿日期:2023-06-20 作者简介:贺泽云(1973-),男,广东曲江人,工程师,主要从事水利工程管理等工作。水库运维中的稳定分析评估及除险加固管理实践贺泽云(韶关市曲江区罗坑水库管理处,广东韶关512000)摘要:水库运行安全对下游的生产生活稳定至关重要,陕冲水库被评为三类坝,水库大坝存在较严重的险情,水库不能发挥其设计效益。针对工程现状和存在的主要问题,提出除险加固的策略,对大坝底涵进口混凝土面板拆除重建,优化加固溢流堰堰体,重建梯级引水;拆除重建输水底涵进出口段,大坝增设位移观测设施、渗流压力观测设施,
2、并对大坝右岸管理房及周边环境进行整治提升。消除水库工程目前存在的隐患,力争水库安全达标,从而获得灌溉、防洪等综合效益。关键词:水库加固;防灾减灾;安全稳定;运行管理中国分类号:TV697.1 文献标识码:B文章编号:1006-3951(2024)03-0186-05DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2024.03.047Stability Analysis and Evaluation and Risk Elimination and Reinforcement Management Practices in Reservoir Operation and Mainte
3、nanceHE Zeyun(Shaoguan Qujiang District Luokeng Reservoir Management Office,Shaoguan 512000,China)Abstract:The safe operation of reservoirs is crucial for the stability of downstream production and life.Shanchong Reservoir has been rated as a Class III dam,and there are serious risks to the dam,maki
4、ng it unable to fully utilize its design benefits.In response to the current situation and main problems of the project,this article proposes a strategy for risk elimination and reinforcement,including the removal and reconstruction of concrete panels at the inlet of the dam bottom culvert,optimizat
5、ion and reinforcement of the overflow weir body,and reconstruction of cascade water diversion.It is necessary to demolish and rebuild the inlet and outlet sections of the water conveyance bottom culvert,add displacement observation facilities and seepage pressure observation facilities to the dam,an
6、d improve the management room and surrounding environment on the right bank of the dam.By eliminating the current hidden dangers in reservoir engineering and striving to meet the safety standards of the reservoir,comprehensive benefits such as irrigation and flood control can be achieved.Keywords:re
7、servoir reinforcement;disaster prevention and reduction;safe and stable;operation management0引言陕冲水库位于韶关市曲江区白土镇,位于曲江区西南方向,距曲江区直线距离 11 km,水库大坝位于白土镇的大村,地貌以高丘低山为主,流域范围内植被覆盖良好,陕冲水库工程主要由大坝、溢洪道、输水涵管等建筑物组成,是 1 座以灌溉为主,兼有防洪等综合利用的水库工程。根据最新水库安全评价报告,陕冲水库被评为三类坝,水库大坝存在较严重的险情,水库不能发挥其设计效益1。以陕冲水库除险加固治理为研究背景,针对工程现状和存在
8、的主要问题,进行稳定分析评估,提出水库安全经济的工程加固方案以及科学运维方案,消除水库工程目前存在的隐患,力争水库安全达标,从而获得灌溉、防洪等综合效益。1工程现状及存在问题1.1水库概况陕冲水库兴建于 1968 年,工程主要担负着水库下游约 350 亩农田的灌溉任务。水库坝址以187贺泽云水库运维中的稳定分析评估及除险加固管理实践上集雨面积为 4.78 km2,干流河长为 5.15 km,平均坡降 J=0.05。大坝为均质土坝,此次除险加固坝顶高程不变,加固后坝顶长 204 m,最大坝高10.16 m(根据现状实测坝顶高程与地质钻孔所得建基面高程之差计算),坝顶宽度 5.39 m。水库工程为
9、小(2)型水库,工程等别为等,其主要建筑物为 5 级,次要建筑物为 5 级。设计洪水标准为 20 年一遇,校核洪水标准为 200 年一遇,消能防冲建筑物的设计洪水标准为 10 年一遇2。1.2水库问题此次除险加固时对大坝现状进行了现场踏勘,结合工程地质勘察报告,陕冲水库现状存在主要问题如下。1.2.1大坝1)输水底涵上部混凝土面板同一部位曾塌陷 2 次,输水底涵上部背水坡坡面曾塌陷 1 次,当地镇政府均对其进行了应急修复处理,此次除险加固现场检查曾塌陷部位未见明显异常。根据底涵检查视频资料显示,现状底涵接口处无承插口,无外包混凝土,接口错位明显,管内可见掉落坝体填土。通过分析,混凝土面板、背水
10、坡塌陷主要原因是现状底涵出水由接口冲刷坝体填土所致。2)大坝背水坡杂草杂树丛生,坡面不规则,有白蚁危害迹象。现状棱体排水布置于背水坡中段,未布置在背水坡坡脚,且现状棱体排水较矮,难以发挥棱体的正常功用。3)坝顶仅中部约 3.5 m 宽硬化,两侧未硬化,且未设置坝顶排水沟。1.2.2溢洪道1)溢洪道堰体近似薄壁堰,但堰型不规则,泄洪时淘刷交通桥桥墩基础,堰体背水侧现状局部淘刷。2)现状溢洪道在桥墩底部设有凹槽,近似挑流消能,但上游水力条件较差,难以在该处形成挑流,消能效果不明显;现状溢洪道末端与下游河道间高差较大,未设置消能设施,下游河道弃有垃圾,竹林丛生。3)现状溢洪道交通桥两侧未设置防护栏杆
11、;现状交通桥梁底与现状溢洪道侧墙不满足超高要求。1.2.3输水涵管水库安全评价之前输水底涵上部混凝土面板及背水坡坡面曾塌陷 1 次,当地镇政府对其进行了应急修复处理。2021 年 2 月 24 日水库安全评价现场检查时,发现输水底涵上部混凝土面板塌陷,基础掏空,形成较大的陷坑,未正常蓄水,之后镇政府对该部位进行了应急修复,掏除了陷坑松土,进行了填塞混凝土处理。2021 年 5 月 20 日水库安全评价再次现场检查时水库正常蓄水,库区未见明显漩涡迹象,但底涵出口管周发现有浑水渗出,与管内清水有明显区别,说明底涵有管周绕渗的情况。此次除险加固对底涵内部进行了检查,根据底涵检查视频资料显示,现状底涵
12、接口处无承插口,无外包混凝土,接口错位明显,局部管段裂缝老化,底涵内部对应混凝土面板、背水坡坡面塌陷位置可见掉落坝体填土,底涵管周绕渗的原因主要为涵管出水由接口错位缝进入管周所致3。1.2.4安全监测水库现状在大坝右岸设有三要素遥测终端系统(库水位、降雨量、坝体外观),未设置水位观测设施、变形观测设施、渗流量观测设施、渗流压力观测设施。1.2.5管理设施水库管理房现状为瓦房,破损严重;水库大坝现状无防汛物料池;大坝未设置标识标牌;大坝坝后坡坡脚人工挖有水塘,库区有养殖户违建土堤,影响水库安全管理。1.3库区工程地质评价库盆岸坡地表以残坡积土为主,属于弱透水层,层厚较厚,有利于减小库区渗漏;库盆
13、所在河谷地表以冲洪积块石为主,为强透水 中等透水层,一般厚度范围 05 m,层厚变化不大,但下伏为相对隔水的残积土层,因此仅需考虑坝基渗漏问题。对底涵内部进行了检查,根据底涵检查视频资料显示,现状底涵接口处无承插口,无外包混凝土,接口错位明显,局部管段裂缝老化,底涵内部对应混凝土面板、背水坡坡面塌陷位置可见掉落坝体填土,底涵管周绕渗的原因主要为涵管出水由接口错位缝进入管周所致。拟重建梯级引188云南水力发电2024 年第 3 期水,拆除重建底涵进出口段,坝内旧底涵内衬钢管,旧底涵与内衬钢管之间充填灌浆。2治理策略与调洪演算2.1治理策略大坝:底涵进口混凝土面板拆除重建;背水坡坝面修整后新设草皮
14、护坡,坝面新建步级,坡脚重建排水棱体;坝顶未硬化部分新设混凝土路面,闭合坝顶上游侧防浪墙,坝顶新设路面排水;对大坝进行白蚁防治。溢洪道:优化加固溢流堰堰体;对现状交通桥桥墩墩头进行修圆,将墩身外表面重新批荡;交通桥两侧增设防护栏杆;对溢洪道现状侧墙加高,将侧墙外表面重新批荡;溢洪道下游侧增设消能设施。输水涵管:重建梯级引水;拆除重建底涵进出口段;坝内旧底涵内衬钢管,旧底涵与内衬钢管之间充填灌浆。安全监测:大坝迎水坡增设水位尺,背水坡坡脚新设量水堰;大坝增设位移观测设施、渗流压力观测设施4。管理设施:对大坝右岸管理房及周边环境进行整治提升,新设防汛物料池,在管理范围界布设界桩,在水库大坝处设置标
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