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关键词:输水工程 驼峰管段 负压 调节池
1 工程概况
庐山位于江西省北部,长江、鄱阳湖之畔,是国家重点风景名胜区,其主要水源是地处特级 保护区内的芦林湖。由于庐山旅游业的快速发展,生活用水量急剧增加,用水需求已超过了芦林湖的正常供水能力。据测算,至2010年,芦林湖的平均年缺水量将达到97×104 m3 。为保护芦林湖的水质和湖面景观,并满足供水要求,特兴建了莲花台水库供水工程,主要包括一座取水水库、一座取水泵站和一条DN400、长约4.6 km的输水管道。工程设计供水能力为1.22×104 m3/d,流量为0.16 m3/s,将莲花台水库的蓄水输送到芦林湖,以增加芦林湖的蓄水量,提高芦林湖的供水能力。
工程采用2台水泵并联供水(另有1台备用),水泵设计扬程为1 225 kPa(122.5 m), 流量为288 m3/h,安装高程为881.6m。取水水库的正常蓄水位为912 m,死水 位为887 m。输水管道进口(即水泵出口)的桩号:-78.5 m,管中心高程:882.3 m,输水管道出口的桩号:4476.33 m,管中心高程:993.02 m,按自由出流设计。整个输水管道系统的总水头损失系数∑R=1 042.773(这里R=Δh/Q2,Δh 、Q分别是对应的水头损失和过流量),其中管道出口附近约600 m管段(含驼峰管段)内 的主要节点参数如表1所示。
表1 输水管道出口附近管段主要节点的有关参数 节点
桩号
(m) 节点管
中心
高程
(m) 管段
长度
(m) 原输水管道布置情况 增设调节池后情况 工况1 工况2 工况1 工况2 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa ) 内水
关键词:地质条件;输水隧洞;断面;衬砌;支护
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
气象与地质
三岔河水库供水工程是以农村安全饮水为主,兼顾农业灌溉。水库总库容水量为1152万m3,设计灌溉面积为 2.4877万亩。按照(SL252-2000),确定本水库工程规模属中型,工程等别为三等。工程设防烈度为9°,三岔河水库工程建设地在未来50年内可能遭遇烈度为9°几率为10%的地震。加之水库位置较高,地震后,全直接危及下游区的安全。
水库区多年平均气温13.9℃,极端最高气温32.0℃,极端最低气温-8.1℃,多年平均降雨量746.3mm,最大年降水1140.5mm,最少年降水469.7mm,多年平均相对湿度69%,多年平均蒸发量2025.9mm。多年平均风速2.2m/s,多年平均最大风速12.2m/s。
三岔河水库工程是在三岔河河床相对缩窄处,坝址位于兰岔河库区下游约220米的相对顺直河段上,河底高程2400m,坝轴方位247°0403",坝址为不对称“V’’字形峡谷地形,左岸坡坡陡,坡角40°~50°,地形条件相对较好,但地质条件较为复杂,上部出露粘土岩,岸坡中下部出露丽江组角砾岩,为反向坡,岸坡稳定。右岸为顺向坡,坡角30°~40°,岩层倾角与坡角相近,表层有较薄的残坡积和崩洪积覆盖,基岩为泥钙质胶结角砾岩,局部,层厚,强度相对较高,岸坡相对稳定。
1、输水隧洞设计
三岔河输水隧洞的横断面形状依据隧洞的水力学、工程地质与水文地质、衬砌工作条件以及地应力情况、施工方法等因素,通过技术经济分析确定。隧洞布设于河床左岸,结合施工导流问题,输水隧洞采用施工导流及输水共用的布置方式,采用龙抬头方式,输水隧洞全长462.598m,其中洞身段长340.30m,有压段设计底坡为1/200,衬砌形式为圆形,衬砌内径D=1.8m,龙抬头段转弯半径15.Om,采用C20钢筋砼衬砌,无压段设计底坡i=l/80,衬砌型式1.8×1.8m城门洞型,采用钢筋砼衬砌,出口消能采用挑流消能。
输水隧洞布置形式为有压进口无压隧洞的方式,由引水明渠段、进口有压段(含直洞段及龙抬头段)、导流有压段、竖井闸室段、无压洞身段、出口陡槽段及消能设施段组成。隧洞依次分别穿过第三系三营组(N2s)半胶接粘土岩夹砂、砂砾岩和第三系丽江组(El)泥钙质胶结角砾岩,输水隧洞设计流量为Q=2.5m3/s,最大过流能力为Q=16.15m3/s。
由于三岔河输水隧洞兼顾农村安全饮水问题,故在输水隧洞底板下布置了农村安全饮水得输水管。输水管设计流量为0.25m3/s,输水管为铸铁管,壁厚为15.8mm,管径为500mm,输水管外包一层厚0.2m厚的C20钢筋砼。输水管出口设于隧洞出口陡槽段后,并在出口处设两道闸阀(Z545T-10),控制不同水位时的输水流量。
1.隧洞断面设计: 隧洞出流计算,按有压出流公式:Q=μbe计算,隧洞断面依据明渠均匀流公式计算,其计算结果,按施工最小断面选择:有压段采用圆形断面,内径1.8m,衬砌厚0.35m,C20钢筋砼整体现浇。无压段采用城门形断面,顶拱圆心角120°,断面尺寸1.8×1.8m,衬砌厚0.35m,C20钢筋砼整体现浇。当过水流量为2.5m3/s时,洞内水深0.405m,过流流速0.68m/s;当过水流量为2.5m3/s时,洞内水深1.32m,过流流速1.05m/s。
2.竖井的设计:竖井内设1.0×l.Om平面铸钢闸门检修门、工作门各一道;选用省水力机械厂生产的定型闸门,其规格尺寸为1.0×l.0m的平面滑动铸钢闸门两道配QPY-30/40-50-8-WS II液压式启闭机两套。闸孔底板高程2405.000m,启闭机安装在竖井内,位于闸室底板高程上6.0m处。闸室底板表面孔壁采用钢板护衬以增强抗磨损、抗气蚀能力。闸室顶部设密封盖板,使井内无水。工作闸门的通气管由竖井内接入。为便于管理,在竖井平台上建净空尺寸(长×宽×高)4×4×3m的启闭机室一间,并在竖井内沿井壁设旋转楼梯直通竖井底部。
依照《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99),无压输水隧洞设计平均流速宜小于允许不冲流速,大于允许不淤流速。按《规范》(GB50288-99)附录F,查得现浇混凝土隧洞的允许不冲流速为8m/s;根据三川河的泥沙特性参数,经计算无压隧洞的允许不淤流速为0.3~0.5m/s,设计流速满足不冲不淤流速的要求。
2、衬砌设计
输水隧洞的衬砌结构要能够保持围岩稳定、满足运行所需要的水力学条件、满足防渗要求、防止水流冲刷以及温度、湿度、大气等因素对围岩的破坏作用。隧洞衬砌形式应综合考虑断面形状和尺寸、运行条件及内水压力、围岩条件、防渗要求、支护效果、施工方法等因素。
隧洞衬砌厚度初步定为0.35m钢筋混凝土结构,喷100mm 厚C25混凝土,则开挖宽度为2.8m,开挖高度4m。半宽为1.175m,直墙段高度为2.231m,半角为56°,半径为1.425m。如施工期间可采用回填灌浆压力0.35MPa。隧洞外水压力Ⅲ类最大为HⅢ=118.62m,Ⅳ类为HⅣ = 81.34m,Ⅴ类为HⅤ = 36.05m。根据SL 279-2002 水工隧洞设计规范适当进行折减。具体荷载组合见表1。
表1 隧洞计算分析荷载组合
输水隧洞围岩类别包括Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类,长度分别为6 088.5m,1 701.6m和1 604.9m,根据地质评价及衬砌内力计算结果见表2。
表2 输水隧洞围岩衬砌计算结果表
3、支护方案设计
根据隧洞形式和地质情况综合考虑,隧洞一次支护采用喷锚支护,根据各不同洞段的地质条件,分为局部锚杆支护和随机锚杆支护,具体方案如下:①土洞段:前一部分供水线路,围岩类别为Ⅴ类。隧洞过水断面底宽1.8m,直墙高1.8m,顶拱为半圆拱。开挖洞径宽2.8m,高4m。施工时采用钢格栅,模筑混凝土。二次支护采用C25 钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度为300mm,顶拱120°范围进行回填灌浆。②砂卵石洞段:为砂卵石洞段,围岩类别为Ⅴ类。过水断面底宽1.8m,直墙高1.8m,顶拱为半圆拱。开挖洞径宽2.8m,高4m。施工时采用钢格栅,模筑混凝土。二次支护采用C25 钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度为300mm,顶拱120°范围进行回填灌浆。③泥岩洞段:为泥岩(T1h)洞段,岩性软弱,成洞条件差。过水断面底宽1.8m,直墙高1.8m,顶拱为半圆拱。开挖洞径宽2.6m,高3.8m。围岩为Ⅳ类岩石。一次支护采用C20 网喷混凝土,采用ф25 局部锚杆,单根长2.5m,每个断面4 根,排距2m。二次支护采用C25 钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度为300mm,顶拱120°范围进行回填灌浆。④砂岩洞段:为砂岩(T1h)洞段,过水断面底宽1.8m,直墙高1.8m,半圆顶拱。开挖洞径宽2.4m,高3.2m,围岩为Ⅳ类岩石,采用ф25局部锚杆,单根长2.5m,每个断面4根,排距2m。二次支护采用C25钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度为300mm,顶拱120°进行回填灌浆。
4、结束语
1.1费用分析
1.1.1工程投资
工程建成主要向城区工业用水和人畜饮水供水,年供水量1330万m3/a;预留下游生产(灌溉)用水13.5万m3,灌溉面积318亩,其中水田226亩,旱地92亩。根据设计概算成果,该项目静态总投资40942.03万元,其中工程投资31235.71万元,库区征地及移民安置补偿补助费6235.27万元,工程区征地及移民安置补助费2475.72万元,水土保持费677.71万元,环境保护费317元。
1.1.2年总成本费用
工程主要任务是供水,其年经营成本费用由供水生产管理人员人工工资及福利、工程检修维护费用、水资源管理费、生产用电电费及线路设施摊销费、材料费和管理费等组成。(1)人工工资及福利:包括供水过程的生产和管理人员的基本工资、绩效工资、岗位津贴和补贴、职工福利费。工程为小型水库,根据水库工程定员级别确定工程为技术管理类,定员20人。职工人均年工资36000元(含工资、奖金、津贴),职工福利费、工会经费及五险一金按工资总额的14%、2%及34%计,则年职工工资及福利费108万元;(2)工程检修维护费:按工程总投资31235.71万元的1%计,为312.36万元;(3)水资源管理费:向水管单位直接支付的费用,按城区供水0.04元/m3,年供水量1330万m3计,为53.20万元;(4)生产用电电费及线路设施摊销费:泵站运行生产用电为128.73万kW.h,生产用电电价按10kV下网电价+供配电用电设施维护费+10kV线路损失等,共计0.76元/kW.h,年均生产用电费用为97.84万元;(5)材料费:材料费按工程检修维护费的10%计,为31.24万元;(6)管理费:管理费按照人工工资及福利费与工程检修维护费的7%计,为29.43万元。年经营成本632.07万元。水库年总成本费用包括折旧费和年经营成本。供水工程折旧费年限按40年计,综合残值率按1%考虑,年均基本折旧费1013.31万元,总成本费用为1645.38万元。
1.2水价分析
1.2.1供水现状
新城区用水现状主要以工业生产、人畜生活饮水及服务业用水为主。城区现有供水工程年供水量为280万m3,供水人口约7.8万人,人均日用水毛定额91L/d,位于《DB52/T725-2011贵州省行业用水定额》较低水平。
1.2.2现状水价
新城区现状供水水价(含污水处理费0.68元/m3)为居民生活用水1.80元/m3、工业生产用水2.40元/m3、行政事业用水2.2元/m3、经营服务业用水2.4元/m3、特种行业用水4.5元/m3。经城区现状需水调查,现状用水中综合生活用水(包括:居民生活用水、行政事业用水、经营服务业用水、特种行业用水等)占全年供水量的78%,工业用水占22%。全年供水量中占用比重较大的是综合生活用水(包括生活用水、行政事业用水、服务行业用水、特种行业用水)。综合生活用水中,居民生活用水占80.35%,其他行业生活用水占19.65%(含行政事业用水22.7%、经营服务业用水65.1%、特种行业用水12.2%)。按照上述占比依次测算,其他行业生活用水水价为2.61元/m3,综合生活用水水价为1.96元/m3,综合水价为2.06元/m3。
1.2.3市场需水分析
根据城区人口和经济发展预测,2017年城区人口为32万,预测城市用水需水量为7050万m3。城区现有及马上投运供水水源工程在正常供水的情况下,其年供水能力为2230万m3,缺水量为4820万m3,缺水率68.37%;规划年2030年城区人口预测达43万人,预测城市用水需水量为10580万m3,缺水量达8350万m3,缺水率78.92%。水资源供需缺口非常大,若不新建新的供水水源工程,城区供水的安全可靠性将受到严重威胁,居民生活生产及社会经济可持续发展将受到严重影响。从水资源供需平衡分析可知,城区缺水严重,水库工程的建设实施,可以一定程度上缓解城区供水矛盾。
1.2.4供水水价预测
初步考虑水价预测水平年按规划年2030年计。依据城区经济社会发展规划及现有供水水源工程供水能力,城区水资源供需矛盾日趋紧张的事实,及全国范围内各行业均处于物价上涨周期,外部市场环境和价格因素较好,现状水价具有较大上升空间。(1)综合生活用水可承受水价分析根据城区居民2014年人均可支配收入16000元,并按年均增长率5%计,则到2030年城区人均可支配收入29967元。水价定价按高于生产运营成本、低利润、用户能承受的原则进行。以规划年2030年城区居民可承受水价作为计算期内平均供水水价,参照贵州省大、中型新城区居民水费投入在人均全年收入中的占比统计成果,结合城区经济社会发展现状,初定城区居民可承受水价范围为年可支配收入的1.8%―2.2%。规划2030年城区综合生活用水定额按190m3/人.a计。经计算,城区居民综合生活用水可承受水价为2.83―3.47元/m3。工程盈利水价为2.3元/m3,低于城区居民可承受能力。综合考虑居民收入、城区供水缺口、市场涨价环境等因素对水价的承受能力,预测居民生活水价为2.4元/m3,比现状居民生活水价多0.6元/m3,但未超过可承受范围,执行预测水价有较大可行性。(2)生产企业可承受水价分析城区生产企业工业用水水价定价偏低,考虑到城区水资源供需矛盾紧张,加上水费支出在工业生产总产值中所占比重较大,通过合理提价可以促进企业合理用水,采取中水回收利用等节水措施,有效提高用水效率。同时,为了促进当地社会经济稳定,
生产企业用水水价宜与地区影子水价相匹配。从促进企业合理用水、节约用水的角度出发,具备高于生产用水影子价格的潜力,预测期采用价格提高进行水价计算,计3.6元/m3。(3)成本水价分析工程总投资为40942.03万元,年供水量为1343.50万m3(其中城市供水量1330万m3/a、农田灌溉供水量13.50万m3/a),依据工程总成本费用分析,年均总成本费用为1645.38万元,经测算,原水工程成本水价为2.3元/m3。(4)水价格确定依据现状水价调查分析,城区现状综合水价2.06元/m3,低于工程成本水价和居民可承受水价。依据水库供水规模及在城区供水系统中的占比,考虑水价既要具备市场价格杠杆调节作用,同时也要考虑用户承受能力,推荐设计水平年城区供水综合水价2.4元/m3(不包含管网分摊水价和污水处理费等)。 1.3流动资金
流动资金按二个月的年经营成本费用计为126.42万元。流动资金在第四年初一次性投入,本金在计算期末一次收回。
1.4资金筹措分析
鉴于该工程综合投资较大、地方经济发展较滞后和地方财政能力有限等实际,考虑到项目主要为公益性工程(灌溉及人畜饮水),为了避免出现较高水价加重当地生产企业负担,促进地方经济可持续稳定发展,推荐工程资金筹措方案为:工程估算总投资40942.03万元,工程资金来源由中央补助及地方匹配,中央和地方按6:4比例分担。
1.5财务分析工程下游灌溉面积318亩,属归还坝址下游河段农民生产(灌溉)用水范畴,不考虑下游生产灌溉收入。工程向城区年供水量为1330万m3,原水综合水价2.4元/m3,正常年份原水年供水收入为3192万元。工程供水年收入3192万元,大于年运行费用1645.38万元,约大于工程年运行总成本费用1546.62万元,能保证工程正常运行。根据贷款能力测算结果,当水价采用盈利水价,贷款比例为42.76%时,此时项目的资本金内部收益为4.73%,低于规范规定6%,评价指标不满足要求,工程不具有贷款能力,工程建设所需资金需中央和地方政府共同扶持。当国家承担水库下游灌溉和城区人畜饮水工程60%投资时,企业资本金财务内部收益率为6.67%,大于基准收益率6%,具有一定的盈利能力。
2国民经济评价
水库工程建设任务主要以城区供水为主兼顾下游灌溉,因此该项目的效益主要来自于城区供水。
2.1费用组成
工程费用主要包括固定资产投资、年运行费和流动资金。工程影子投资调整系数按0.90计,固定资产影子投资36847.82万元。调整后影子投资计划与调整前计划一致,即:第一年为18024.35万元(影子投资的49%)、第二年为11857.15万元(影子投资的32%)、第三年为6966.32万元(影子投资的19%)。年均基本折旧费为911.98万元,年运行费合计1480.84万元;流动资金按经营成本的10%计列,为148万元,全部为资本金考虑计入总投资。折旧费依据综合残值率取1%,综合折旧年限按40年计算,年均基本折旧费为911.98万元;年运行费按调整系数为0.90调整,经营成本为568.86万元;流动资金按二个月的年运行费计为113.78万元。工程年总费用为折旧费加年运行费为1480.84万元。
2.2经济效益分析
依据水库工程任务及供水规模,工程建成后每年可向城区供水1330万m3。城区现状每m3水量创造工业产值为203元。通过采用节水设备和实施节水、中水回收利用等节能降耗措施,依据工业需水相关预测,结合城区工业发展现状及趋势,结合2030年单位水量可创造工农业产值的贡献度,预测城区综合用水平均影子价格为4.35元/m3。按影子水价4.35元/m3、供水量1330万m3,计算得正常年份水库向城区供水效益为5785.5万元。
2.3国民经济评价指标
经计算,工程经济内部收益率8.47%大于《建设项目经济评价方法与参数》中规定的8%;经济净现值932万元大于0;投资回收期11.2年,效益费用比1.11,项目经济评价指标较好。
2.4经营、财务风险分析
由于经济评价时采用的参数指标大多基于现状对规划年2030年的预测和假定,存在一定的不确定性。但水作为城区社会经济发展紧缺资源,其供需矛盾日趋紧张,加上城区进一步发展,居住人口或流动人口会不断增加,区域需水量也会不断增加,即便采用节水设备和节水措施节约用水等,其所得节水量对水库供水带来的影响可能性较小,项目经营风险不大,且经国民经济评价敏感性分析表明项目具有一定的抗风险能力。
我国是一个农业大国,小型水利工程作为我国农村经济中的重要组成部分。不仅在粮食生产中产生了积极的作用,同时也改善了人们的生活条件。随着农村经济体制的不断改革与深入,水库的规模与数量都得到了不断的发展。但与此同时,在水库工程建设与管理中暴露出来的问题也越来越多。因此,本文结合龚家堰水库,对其工程建设与管理中存在的问题进行深入的研究分析,并提出几点针对性的建议。旨在促进龚家堰水库的管理得到进一步的完善。
关键词:
龚家堰水库;建设与管理;问题;对策
随着社会经济的发展,我国的水利工程规模与数量都不断地增加,在我国农村地区也随处可见。水库不仅是保障广大农村地区经济发展的重要基础,同时也是提高人们生活水平不可或缺的条件。因此,水库的建设与管理的质量,显得至关重要。虽然,水库的建设在很大程度上取得了显著的成效,但是在建设和管理当中,也存在许多需要完善的地方。比如水库建设的节能优化、水库建设施工技术的优化、水库管理措施的改进等等。为了更直观地解决水库建设与管理中存在的问题,本文以龚家堰水库为例,对其进行深入探讨。
1龚家堰水库概况
龚家堰水库于1959年12月建成,原水库总库容323万立方米,设计灌面1?26万亩,是一座以灌溉为主的小(一)型水利工程,兼有乡村人畜饮水,同时也是彭山城区10万居民生活饮用水水源地。
2龚家堰水库建设与管理的现状
2.1龚家堰水库建设现状
为了使龚家堰水库发挥最大的效用,于2013年成立了眉山市彭山县龚家堰水库管理中心,共有在编人员15人。2014年1月21日龚家堰水库开始扩建,于2015年7月24日顺利完成大坝封顶。扩建后的龚家堰水库主要以灌溉农田以及城市供水为主,同时兼顾乡村人畜供水等综合利用。龚家堰水库扩建工程主要由枢纽、供水工程、补水工程、提灌工程、渠系工程组成。其中,枢纽由大坝、取水泄洪隧洞工程组成,水库的大坝属于碾压风化泥岩心墙石渣坝,最大坝高为36?5m。灌区渠道主要由2条干渠及6条支渠和2条提灌渠道组成,渠道总长38?42km。目前,扩建后的龚家堰水库能够有效地解决彭山区黄丰镇、江口镇和东坡区太和镇、土地乡四个乡镇5?13万亩农田灌溉用水和乡村3?48万人的饮水问题。总地来说,与2014年之前相比,新增灌面积为2?85万亩,改善灌面2?58万亩,并且每年可向彭山城区提供净水量823?5万m3。
2.2龚家堰水库工程质量与管理存在的问题
通过上文分析,龚家堰水库作为典型的水利扩建工程,在很大程度上提高了水库的使用功能,同时也为人们的生活提供了更多的便利。但是,在该水库的工建设与管理中,仍然存在几点普遍性的问题。
(1)工程管理的体制不够完善。龚家堰水库的建设涉及到的管理部门非常之多,因此,在建设过程中,难以形成一套科学完善的体制对各项施工内容进行约束,所以或多或少会影响到施工的进度以及施工的质量。同时,各单位权责不清也是龚家堰水库在建设与管理过程中存在的问题。在龚家堰水库的扩建过程中,权责不明,管理体制不够完善在一定程度上阻碍了水库建设的规范化与科学化运作[3]。一是部分员工素质低下。在工程施工过程中,很多建筑企业往往不重视员工的综合素质,致使员工对公司的过度依赖,或者在工作中存在着较强的惰性。企业对员工往往极少要求他们对工程施工的成本充分重视,没有要求员工对工程的进度有明确的要求。另外不可避免地,很多员工没有专业技能,在工程建设过程中的表现出经验不足,等等,这些都影响着工程建设质量。二是施工企业在具体施工中目标管理缺乏科学性,往往单纯的看重最后的工程质量,重结果而轻过程,对施工过程的重视程度不够,这种心态之下自然对具体施工中出现的质量问题不易察觉,熟视无睹。另外,施工过程中,对于安全管理体制这一块,只是凭借施工经验,经验固然重要,但是管理体制是保证安全问题的有效保障,在施工的过程中若不严格按施工合同进行,随意性较大,只是最大限度满足业主的要求,就会导致忽略了工程建设管理的科学性。
(2)质量管理缺乏力度。此缺乏力度包括施工单位的质量保证体系、主管部门的质量监督体系和项目法人的质量检查体系三方面皆存在着不足。由于此工程属在建工程,因此,工程质量管理更应该注重事先预防。事实上,工程建设过程中,相关制度和法规不健全、不完善,质量监督处罚章程的可操作性不强,工程质量检测手段尚欠先进,另外财力、人力不到位,工程建设中免不了难以深入到位,同时多个质量管理部门职能重复交叉,责任不明,从而造成质量问题难整改,相关质量管理作用难发挥。
3龚家堰水库建设管理中问题的应对措施
龚家堰水库在建设与管理中存在的几点问题也是大多水库在建设中易发产生的问题,因此,笔者对此提出以下几点建议:
(1)首先,在水库建设与管理中应当加强对人员的学习与培训。水库建设的意义重大,因此在水库建设过程中对施工人员进行严格要求是十分必要的。比如,持岗上证等。尤其是一些非常重要的岗位,应该确保该岗位人员具有丰富的工作经验以及娴熟的技术与知识。不仅如此,为了保障水库建设的安全与质量,加大水库的安全生产管理也是至关重要的,在很多水库建设中,会涉及到人口搬迁,因此解决这一过程中的纠纷是水库建设管理中的重点,同时也是使水库建设能够顺利进行的基础。
(2)无论是水库建设中的管理还是竣工之后的管理,都有必要建立一套科学的、系统化的管理制度。也就是说,在施工图纸的设计、材料的检验、工程的验收等多个环节都应有科学合理的施工规范与程序,使施工人员明确自己的职责,并有较高的安全意识。与此同时,能够依照制度做好自己的本职工作,尤其是图纸的绘制,应对图纸进行仔细检查与复核,在发现问题后第一时间做出调整与修改,避免水库建设中造成更大的损失。在水库建设结束之后,应对各项资料进行整理与归档,并妥善管理,为日后的水库管理提供依据[4]。
(3)在水库建设与管理中,应加大资金的投入与管理。众所周知,水利工程不仅是一项宏大的工程,由于其施工环境较复杂,施工周期较长以及施工质量要求高,所以资金投入量也比较大。换句话说,充裕的资金既是保证水库建设能够顺利进行的重要条件,同时也是确保水库质量的必要基础。在水库建设过程中,资金不足会影响到施工材料的选择以及施工的进展,甚至会对水库建设与管理产生负面的影响,因此确保水库建设中资金充足是十分必要的[5]。
4结束语
龚家堰水库作为促进当地农业生产以及水资源合理配置的重要工程,对于当地经济的发展有着非常重要的意义。所以,在水库建设与管理过程中,确保水库建设与管理的质量应当结合各项先进技术的应用,并加强施工过程的监理工作,与此同时,加大施工人员与管理人员的培训与学习工作,使各项施工制度与管理制度真正落至实处。此外,从投资角度而言,应该加大建设与管理资金的投入,从而确保龚家堰水库的长足发展。
作者:蒋柳琳 单位:眉山市彭山区公义水务管理站
参考文献
[1]李选?,陈茜.浅析青山水库工程建设五优化[J].科技创新导报,2012,07(14):88-89.
[2]杨凤萍.试论抓好郭堡水库工程建设[J].山西农经,2012,06(04):118-119.
[3]王辉东,王苏宇,李军.浅谈水库工程建设对生物多样性的影响及保护措施[J].四川林勘设计,2012,08(04):77.
关键词:小型水库;除险加固;对策
中图分类号: TV 文献标识码: A
引言
在我国,小型水库的数量相对较多,依据相关的资料,大概存在8万多座小型的水库,它们分布在全国各地,坝的类型也是相对较多的。这些小型的水库主要是用于农业的灌溉,同时提供居民的用水以及工业的用水,在防洪中也具备非常重要的作用。但是,这些小型的水库大致修建于20世纪70年代左右,在当时,设计的标准是相对较低的,施工的质量也是相对较差的,进而导致工程的质量相对较差,加之年代相对较久,导致这些水库出现险情,使效益受到影响,同时也使下游的安全受到严重威胁。
一、小型水库除险加固工程的特点
1、工程量小、投资少、工期短
小型水库除险加固工程所包含的项目与大中型水库除险加固工程比较,其设计标准低、规模小,某些单项工程的工程量也小得多。
2、施工招投标中压低工程费用
由于地方财政的原因,施工招标采用限价招标,造成投标单位压价竞争。在一些工程招投标中甚至压低临建费、不可预见费,致使施工单位在经济上十分被动。低价中标的恶果,通常有两方面:一是“高价索赔(或补偿)”,其最终结果是结算单价并不低于正常单价;其二是质量降低,资金的注入量对质量的影响是很明显的,资金量不足使施工方负债运行,难以保证做出优良工程。
3、施工队伍设备投入少、技术水平低
小型病险水库除险加固工程多数由一家施工企业的项目部领导,施工设备投入普遍不足,保养差。项目部由少量技术干部和技工组成,主要进行管理工作及设备使用、维修。第一线施工多由未经专业培训的民工进行,大部分人没有专业工人应有的技能和纪律,而且人员流动性大、管理较为困难。
二、除险加固中的问题
1、施工队伍设备投入少、技术水平低
主要设备的配置及技术人员、熟练技工的比例是表现一个施工队伍素质的基本因素,是质量保证的主导条件。小型水利工程多数由一家施工企业的项目部领导施工,设备投入普遍不足,保养差。项目部由少量技术干部和技工组成,主要进行管理工作及设备使用、维修。第一线施工多由未经专业培训的民工进行,大部分人没有专业工人应有的技能和纪律。而且因其流动性大极难管理。在包工头的授意下,一部分人会毫无顾忌地偷工减料、弄虚作假。
2、单价低、投资少、工期短
小型水库除险加固工程资金,主要由省财政补助和地方筹资两部分组成,采用地方单价都较低,工期又短,缺乏回旋余地,易于造成工期、投资突破。一旦发现早期失控,为弥补损失而赶工,将严重地影响质量控制工作;另一方面,在山区地方筹资往往难以到位,而采用投劳折资的方式,建设管理与监理费用也相应较小,某些专用设备与手段就难以采用。由于缺乏必要的、有力的监测手段,不得不更多依赖于工程师的经验与个人判断。费用紧张还影响到监理部必要的人员配置,人力不足、资质不够,难免在工作上会有所疏漏。
3、工程质量监理不到位
由于有些除险加固工程投资较少,为节约成本一些监理单位会相应地减少了监督管理人员的数量,而且一些监理人员是临时招来的,缺乏职业资格,对工程建设的方案和技术规范等难以给出科学评判,这样使得质量把关不严,缺乏公正性、科学性,这样的工程质量难以保证。
4、施工过程质量控制不过关
由于有些工程很大一部分施工人员是民工,对于水库除险加固工程缺乏认识,安全意识不足,技术水平也不高,而且由于缺乏专业的施工人员和先进技术设备。施工原材料与施工质量监管不严,这样容易使得整个项目的实施出现质量问题,所以施工人员的技术水平以及施工质量监管直接影响整个工程的质量。
三、小型水库除险加固保证措施
1、项目开工前质量管理组织与制度
项目开工前,组织工程施工技术人员熟悉图纸,接受设计单位图纸交底,提出并及时解决疑难问题。做好图纸会审记录,尽可能在施工之前将施工中的问题解决;做好施工过程中的各项技术管理工作,协调好与设计单位的工作联系。为了便于及时处理,以免影响施工,当发现特殊问题时,应第一时间向业主及监理方反映。
质量是工程的生命,是建设管理工作的核心。需成立由总工程师负责的工程质量管理领导小组,配备专门质检人员,加强对质检制度及手段的检查落实,并不定期的组织工程质量检查。
完善规章制度,严格的质量管理是企业生存的生命线,是内部管理工作好歹的重要体现。项目部制定切实可行的各项质量管理制度,做到目标明确、职责分明、制度健全、执行严格。
2、落实管理人员及“两费”
水库工程“三分建,七分管”,重在管理。但由于历史原因,水管单位体制不顺、机制不活、管理人员及正常养护经费严重短缺、管理技术落后等问题普遍存在。如不尽快从根本上解决,工程设施得不到正常维护、效益衰减,长此以往,国家及地方投入巨资除险加固的小型水库不仅难以发挥效益,而且严重威胁着人民生命和财产的安全。水利部门在提高自己对水管体制改革工作认识的同时,也要努力促使地方政府对水管体制改革的重视,积极协调各相关部门通力合作,按照水管体制改革当地政府的批复文件建立专门的管理机构,足额落实水库人员的经费和工程维修养护经费,配备专职、专业管理人员,加强业务培训,不断提高水库科学管理水平,彻底解决水库工程除险加固竣工后“重建轻管”的问题,实现小型水库的良性循环及可持续利用,使水库运行走上良性发展的轨道。
3、建立完善的小型水库检查、观测及维修养护制度
由于水工建筑物受地形、地质、气象、水文、地震以及施工质量、操作不当等因素的影响,在运行过程中会发生不同程度的变形、变位等现象。但是任何事物的发展必然有一个从量变到质变的过程,只有这种变化超过了允许的范围,才会造成不同程度的破坏甚至灾难性后果。除险加固后的水库工程根据工程规模、类型、重要性的不同,配套完善了相应的观测设施及观测仪器。在实际运行过程中水库管理单位应根据实际情况制订出一套完整、具体、操作性强的检查、观测制度,明确观测人员、项目、次数及观测手段,并有计划有组织地进行经常检查和专项检查,为水库正常维护、控制运用及防汛抢险提供及时可靠的第一手资料,以便随时发现问题解决问题,防患于未然。
4、完善配套设施,提高灌溉水利用系数
水是生命之源,是经济社会可持续发展的重要物质基础。水库的兴建,为农业生产提供了条件,但大多数小型水库由于灌区配套不完善,现有的输水渠道、渠系建筑物年久老化失修,大部分渠道淤积、破坏及渗漏严重,甚至丧失输水能力,闸门残缺破损、启闭设施操作不灵等问题随处可见。致使灌区水利用系数只有35%~40%左右,远远低于发达国家70%~80%的水平,加上节水灌溉技术得不到有效推广,大水漫灌现象普遍存在,水资源浪费现象极其严重。
随着社会和经济的快速发展,人口的不断增加和人民生活水平的不断提高,对水资源的需求也在增加,供需矛盾日益突出,进一步加快水库灌区节水配套改造,普及节水灌溉,提高渠系和灌溉水利用系数,合理、充分利用小型水库极其有限的水资源也势在必行。
5、规范水库工程档案管理
工程档案是指在工程前期、实施、竣工验收及运行管理等过程中形成的具有保存价值的文字、图表、声像等不同形式的历史记录。工程档案作为工程管理、运行、维护、科研、抗灾工作的重要依据,应按照完整化、规范化、标准化、系统化的要求进行收集、归档、保管、借阅和销毁。由于水库工程建设程序多、周期长、涉及面广、内容繁杂,涉及部门和人员多,档案管理工作难度很大。作为小型水库运行管理工作的重要组成部分,主管领导应引起高度重视,要制订严格的档案管理规章制度,配备专职档案管理员,进行必要的业务培训。要有专门的档案库房并配备完善的装具和设备,配备相应的档案管理软件,积极推进档案信息化建设,实现档案管理现代化。
结束语
通过国家实施强有力的病险水库除险加固措施,小型水库的兴利地位将逐步恢复并提升,一系列除险加固措施的应用对这些病险水库将起到起死回生的作用,在水资源日益贫乏的今天,水库的功能恢复将对国家经济建设起到巨大的推动作用,为人们生活的安全稳定奠定了坚强的基石。
参考文献
[1]王昌森.砂性土路基施工工艺探讨[J].山西建筑,2010.
[2]韦珍娟.小型水库除险加固工程技术应用探析[J].水利天地,2013.
摘要:本文作者结合对小型水库库区及水利工程防护的工作经验,就防护工程主要措施,堤围的标准选择,防浸排涝措施,库岸保护及水土保持措施,防止水库漏水等方面浅谈体会,供广大水利工作者参考。
关键词:防护工程措施、堤围标准、重现期、浸没、排涝、水土保持。
【前言】小型水库库区防护,是主要以消除和减轻因水库蓄水形成的库区淹没、浸没坍岸等隐患而采用的工程措施,该工程措施也称为水库区的防护工程。同样,水利工程选择其它工程措施以减少工程损失为目的也属防护工程。下面谈谈防护工程措施的一些体会,请广大读者指正。
1防护工程主要措施
A、筑防护堤或防洪墙;
B、排除地表和土埌中的水,控制地下水位;
C、挖高填低;
D、岸边坡的改善和加固;
E、其它工程措施等。
2 常见的防护工程
以保护现有的实物对象,如房屋、居民点、土地、交通线路、小工厂企业、文物及其它有价值的国民经济对象等,这类工程除需修建防护堤外,还要有防浸、排涝措施,是水库区防护工程中使用最广泛的一种工程。
3 堤围的标准选择
筑堤防护首要考虑的是堤围的标准选择问题,笔者认为,必需考虑的是堤内防护是以什么为主体,例如只有耕地或旱作物,没有居民点,那么,虽是面积相同,也不一定选择同一的堤围标准。若考虑到不会全线决堤,不致全线淹没,就要将堤围标准选择低一些。要知道堤线是要占用土地的,这些占用是长期的,如受淹的防护区是洪水到来才淹的;我市某地区兴建了一宗防护工程,防护围内有耕地100多亩,房屋在山边不会受淹,当时选择防护堤标准是按重现期10年一遇洪水设计,20年一遇校核标准,后来发现,建堤后很少发生大洪水,很少有洪水溃堤机会,可见设计防护堤标准,必需进行详细的调查研究,不要生搬按规范硬套,而要根据防护区防护对象情况和较长的水文、气象资料来决定,才是正确的选择。再者,堤顶最好与交通路线相结合,因堤顶有车辆行走,可以随时发现堤身安全有没问题。堤身尽可能用当地材料。
4 防浸排涝措施
最好堤渠结合,堤后是渠道,通过泵站或闸排将渍水排出还可利用渠道作下游灌溉和养鱼之用。关于控制地下水位和改善作物生长条件,其措施是挖高填低,截流排水,设立必要的泵站很重要的。
5库岸保护及水土保持措施
防止重要库岸岸边失稳、滑坡和改造,保护岸上建筑物和岸边农田,必需修建护岸工程,如干砌块石,甚至浆彻块石,也可利用当地材料增大边坡,压实边坡等措施。
对减少水土流失,水库淤积可能引起的不良后果,主要是沿沟道阶梯式的筑坝淤地,在山坡上修造梯田,植树造林,种草等综合治理工程,如我市东部地区某防护区是一块坡地,每逢大雨,大片的松土跟洪水流下,后来当地人先将坡地用石板在地上固定(基础用砼),高度为1—1.5米左右,这样就形成了梯田,兴建后泥沙不会跟洪水流下,经过多年耕作现已形成稳产农田,完全控制了水土流失。
6防止水库漏水
防护区内还要注意防止水库漏水,影响库外环境恶化工程,主要通过检查库内防护区的土壤和其它部位有否导致漏水的可能性和库岸低凹口和水下漏洞导致渗向库外的可能和隐患。
1工程概况
大伙房水库输水隧洞工程旨在解决辽宁省中部以及南部区域水资源短缺的问题,该工程横跨辽宁省本溪与抚顺两市,输水隧洞一期工程为长85.32km,洞径8.03m的特长水工隧洞,该隧洞将凤鸣与西江水电站尾水输送至大伙房水库,设计引水流量70m3/s,担负着向辽宁省南部以及中部地区7城镇输运生活与生产用水的重任。输水二期工程隧洞段全长29.1km,洞径6m,设计流量60m3/s,担负着由大伙房水库往目标城市输水的任务。该隧洞施工须穿越数十条岩石断裂带以及多个地质单元与向斜构造,隧洞掘进时遭受透水、渗流以及围岩塌落等因素的威胁,地质条件十分复杂[1]。大伙房水库输水工程特长隧洞采取TBM法施工技术,隧洞断面主要采取马蹄形与圆形,在工程III—V类围岩普遍采用模筑30cm厚混凝土,同时喷锚支护喷涂12―16cm混凝土衬砌,每隔16m布设环向施工缝并设止水。TBM法施工技术具有经济合理、安全可靠且施工迅速等优点,通过优化TBM选型、选定合理的施工参数,从而实现在实际工程实践中有效避免该区域特殊地质条件可能引发的施工风险。
2TBM法在输水隧洞施工中的选型适用性分析
由于TBM法施工具有的连续掘进、机械型号选型固定且施工受区域地质条件约束较大等特征,TBM法施工常设计采用开敞式TBM与护盾式TBM两种施工机型,且施工选型依赖于前期的地质勘探资料来确定TBM设备配置与具体施工方法,因此,施工区域地质外因与机械设备内因的配置选型条件优劣将直接影响到TBM法施工的造价成本甚至施工安全。鉴此,有必要针对TBM法在大伙房水库输水隧洞施工的护盾式、开敞式等多种选型进行探讨,具体选型应综合考量如下条件确定。
2.1破碎、软弱岩层中的选型适用性大伙房水库输水工程特长隧洞在实施涉及破碎、软弱地层当中的掘进施工,因开挖面岩石粘合性较差,易造成围岩破碎等问题。开敞式TBM设备在掘进此类地层过程中须花费较长时间进行围岩支护,同时软弱围岩也未能给撑靴提供足够的反支撑力,因此不适于此类地层的掘进施工[2]。与开敞式TBM设备不同,双护盾式TBM设备可依托安装的管片支撑机械完成掘进开挖,适用于破碎、软弱岩层中的施工,且该选型下的施工作业人员处于管片与盾壳的的封闭保护空间中,作业环境更加安全。
2.2中、硬岩层中的选型适用性大伙房水库输水特长隧洞的开挖涉及中、硬岩层中的掘进施工,该类岩层围岩自稳性强,岩体完整度高。作为配置了支撑靴的双护盾式TBM设备,虽具备在中、硬岩层中掘进的能力,但其须依靠掘进参数与岩渣特征方可进行配筋率管片的安置,且该选型设备辅助工序复杂、管片安置耗时长,施工掘进中随意性很大,因此不适合中、硬岩层的掘进施工[3]。鉴此,开敞式TBM设备所具有的盾壳短且可使得掘进面尽早暴露的掘进特点便显现优势。开敞式TBM设备可简化对暴露岩面的支护,同时坚固的围岩也可为该类选型设备提供足够的反支撑力,从而推动刀盘顺利掘进。
2.3涌水岩层中的选型适用性在大伙房水库输水隧洞施工地质勘探显明具有大规模涌水,且涌水量不大于0.5m3/min的岩层施工时,可采取少量钻孔并在刀盘前方进行全封闭式预灌浆处理。此时,开敞式TBM设备可通过加长主梁与顶、侧护盾,同时配置2台凿岩钻机进行预灌浆,即可正常掘进施工[4]。然而,双护盾式TBM设备因其盾壳与钻孔距离较长、钻孔角度大,造成掘进机械内部无法布设钻孔设施且钻孔成本较高,从而无法实现全封闭预灌浆处理,无法适用于涌水段的掘进开挖施工。
2.4环境与占地影响选型适用性双护盾式TBM设备采取预制混凝土衬砌管片,相较于开敞式TBM设备普遍须占有大量的堆料场、预制厂房、蒸养设备与料源开采地。据测算,单台双护盾式TBM设备每个施工标段需预制混凝土管片13.2×104m3,单独布设混凝土衬砌管片预制厂与存放处需占地1.1×104m2,在对施工周边地表建筑物产生潜在威胁的同时,将加剧区域土壤侵蚀、水土流失以及地下水入渗[5]。因此,综合大伙房水库输水工程特长隧洞施工的地质与环境条件,开敞式TBM设备则更适用于该工程的掘进施工。
3TBM法施工参数探析
3.1TBM法施工支洞布设参数设定采用TBM法施工大伙房水库特长输水隧洞工程,为最大限度满足施工通风、设备检修、出渣运输以及电压稳定等基本施工条件参数,宜依据如下措施设置施工支洞:①尽量缩短作业面通风距离,保证通风效果,降低风量损失,且可将通风支洞保留为永久支洞以满足后期隧洞输水对补气的需求。②支洞设置应便于对TBM设备的检修与保养,保证单机掘进深度的基本要求,同时可为钻爆法施工提供作业面,以弥补TBM法施工因地质、设备条件制约所带来的风险[6]。③支洞应以缩短出渣输运带的运输距离降低设备造价,缩短供电距离降低电压损失为重要考量对象,从而在降低工程造价的同时为掘进施工提供可靠的电力保障。
3.2TBM单机掘进深度参数设定针对大伙房水库输水工程深埋隧洞的掘进施工,须在确定TBM法施工洞轴线长度之后,采取综合经济技术指标论证对比,设定TBM设备单机的掘进深度参数,从而确定TBM设备所需台数。其中,净掘进速率为额定功率下TBM所有刀盘掘进1h的进尺;Ib表示每转基本掘进量(mm/r);Kd表示岩体节理类型与间距修正系数;Ks表示刀盘直径修正系数。由式1与式2可知,影响大伙房水库输水工程隧洞TBM法施工单机掘进深度的制约因素包括岩石强度指标、岩体裂隙密度、围岩特征、TBM推力强弱、刀盘尺寸与形状以及相应的转矩与转速等指标。据此,大伙房水库输水隧洞工程TBM法实际施工中的单机掘进深度按20km控制为宜,相关主轴承的设计与配件供应亦按此要求。
4TBM法施工组织管理对策
在大伙房水库输水工程隧洞TBM法施工过程中,施工组织管理水平将直接影响施工掘进的质量、进度、造价以及安全,TBM法施工宜遵循如下施工组织管理措施。
4.1信息反馈管理措施应现场搜集地质情况、围岩类型等多种施工进度影响信息,据此及时调整掘进参数。另外,TBM法施工现场工程师应对设备制定周、月工作计划以及配件购买计划,保障备件供给,同时开发适用于TBM备件储存与管理信息库,构建常用易损备件合理库存量预警制度。
4.2设备维护管理措施在TBM法施工过程中,应强化针对TBM主机设备以及关键配套部件的检修、保养力度,严格控制掘进作业每日工作量在18h之内,实行每日4~6h的强制性保养制度。同时设立TBM工地检测室,结合光谱、铁谱分析,对相关系统、部件的动态运行状态进行监控与诊断,从而确保TBM施工机械的良好工作状态。
4.3技术应用管理措施为充分发挥TBM法施工快速掘进的优势,现场技术人员应选定合理的连续皮带机出渣形式,单台TBM掘进机出渣强度宜设置在900t/h以上,最长距离宜设置在10km以上[8]。同时,掘进施工中宜采取变频电动机来驱动达19英寸的大直径刀盘,从而提升工程施工的质量与进度。
5结语
【关键词】水库;溢洪道;设计
1 常见问题
1.1溢洪道是洪水期间保证水库安全的重要设施,中小型水库由于受工程造价的限制,其设计采用的洪水标准往往偏低、选用洪水数据(洪峰、洪量)偏小,因而必然带来溢洪道设计尺寸偏小,再加上周边岩体风化坍落,往往造成泄流能力不足,因而不能保证安全泄洪。
1.2在布置上,某些工程设计的溢洪道其进出口段离坝身太近,坝肩与溢洪道之间仅有单薄的山脊相隔。进口段如未进行有效的护砌,泄洪时一旦发生冲蚀现象,将危及坝肩安全,有些设计的陡槽末端与坝脚紧贴,如果发生横流冲刷,更易危及坝脚安全,因此这二种情况均对大坝的运行安全十分不利。
1.3溢洪道设计的平面弯道半径过大和收缩过剧,对泄流十分不利。特别在溢洪道陡坡段布置有弯道时,由于弯道流态、流势剧烈变化,导致二岸产生了水面差,这时凹岸水面壅高,并在下游衔接的平直段内产生折冲水流,大大影响了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或缓流段的过剧收缩,也会发生显著的壅水和流态变化,并对溢洪道衬砌造成冲击,如砌护过高会增加投资,砌护过低了又不安全。
1.4溢洪道纵横剖面及平面布置设计不当,比较突出的问题是陡坡设计比降过陡。部分溢洪道布置在非岩性山坡上,其底部未做有效的反滤衬砌,致使渗水后易产生滑坡;结构上也不稳定。在横断面设计中,有些工程对两侧山坡开挖坡度注意不够,有的过陡,加上衬砌厚度偏薄,不能满足抗滑抗倾稳定,也易造成坍方和滑坡;平面布置上,存在着上下游断面连接不配套,形成“瓶颈”现象,从而影响了泄洪能力;此外溢洪道末端与河道衔接部分注意不够,导致有的末端高出河床很多,有的末端未做砌护处理,常造成严重冲刷,并向上延伸,直至整个建筑物破坏。
1.5现有水力设计方法尚不够完善,如溢洪道进口布置有引洪平流段的情况下,由于水力计算中忽略了平流段时进口水位的壅高(即水头损失)。而实际壅高有时较大,不可忽视。有些设计对溢洪道的消能工的设计考虑不够充分,或者型式选择不当,导致消力墙长度和深度均不能满足需要,消能不够充分,致使下游河段发生严重冲刷。
另在侧槽式溢洪道设计中,过去大多采用“扎马林法”进行计算。经多年实践及水工模型试验证明:使用该法计算所确定的水面坡降偏小,导致侧槽深度不够,流量系数减小,使侧堰局部呈现淹没出流,其实际泄洪流量达不到设计要求的泄量,因而对工程是不安全的。
1.6有些工程在结构设计中对泄洪的特点和基础特性考虑不周,溢洪道下泄的高速水流具有很强的冲出力、由于急流的掺气和脉动现象十分显著常会产生剧烈的震动;有些溢洪道采用低标号的浆砌石或砼砌护,且砌护厚度与边坡砌护高度都不能适应结构稳定要求,因而不能抵御高流速的冲刷;有些非岩基上的溢洪道设计时,底部几乎没有反滤排水设备,极易发生塌滑;有些大面积圬工砼衬砌由于未设伸缩沉陷缝,致使溢洪道衬砌发生一些裂缝,总之这些都使工程安全受至影响。
2 设计对策
溢洪道设计中掌握的基本资料是否充分与完善,选用的设计标准是否恰当,均直接影响到整个工程的安全及经济,现就有关问题谈一些看法:
2.1规划布局
溢洪道工程的规划布局应尽量利用有利地形地貌,即要经济合理又要保证安全。如大坝附近有天然山坳可以布设溢洪道则最为理想,如主坝口子狭窄无法布置正堰则可考虑选择侧槽式溢洪道。其规划布置的主要原则是:基础坚硬均一,线路短,无弯道,出口远离坝体;工程严禁布置在滑坡或崩塌体地上。溢洪道通常有四个主要部分组成:引流段(近口段)、控制段(堰流段)、泄流段(陡坡、急流段)及消能工。
2.1.1引流段(近口段)
为引流平顺其进口形状最好做成喇叭口,为减小损失其长度不宜过长。如因地形所限必须在该段内设置弯道时,则应使弯曲段尽量平缓外、还应使弯道与下游衔接段和出口段尽量远离坝脚,以免冲刷坝脚。引流段截面一般选用梯形或矩形,当流速≤1~2米/秒时一般可不砌护,但与坝端邻近和紧接控制建筑物的范围内应砌护一定长度,同时在弯道二侧的凹岸亦应砌护,如为坚硬的岩基则可不考虑。
2.1.2控制段(堰流段)
为使泄流均匀,可使近口水流垂直于控制段建筑物;根据地形条件和泄流需要必需设置宽顶堰或实用断面堰,堰宽度可按允许单宽流量选定,岩基上单宽流量为40~70m3/s,非岩基上为20~40m3/s,土基上为20m3/s。除近口段设有引流段外,一般应使堰顶宽度≤3h堰(h堰为堰上水头,单位m);为使水流平顺,堰口与其上游引流段可采用渐变段连接,其收缩角以12度左右为宜。如堰体较宽则应在其横向设置温度缝与沉陷缝,其间距可按10~15m布设。
2.1.3泄流段(陡坡、急流段)
中图分类号:TU94 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)06-0206-01
1.地下车库结构特点
地下车库已成为商业和居住区的必备选择.对于结构类型上一般来说,地下车库盖在地上建筑以外的,结构类型一般是框架;如果全部盖在地上建筑范围内,结构类型一般和地上建筑相同,地上是框架、剪力墙或框架-剪力墙等,地下通常也一样;地下车库不仅建在地上建筑范围内的,若地上是剪力墙结构,那地下就是框架-剪力墙结构。
2.地下车库渗漏原因分析
2.1 工程水文地质资料掌握不全或不准
由于钻探资料少,未严格按要求进行;凭借其他资料,未加验证,或使用年代已久远的地质资料来推断所建地下工程地区的水文地质情况,而造成设计的防水方案失误。
2.2 对防水工程重要性认识不足
一些地下工程的设计和施工,认为渗漏水对结构的安全影响不大,没有对所建工程的地下水环境规律进行分析,因此在设计与施工中对防水工程按程序简单化处理,缺乏有效的防水方案设计,造成工程建成后出现渗漏问题。
2.3 结构设计与防水设计处理不当
防水设计与工程结构设计未很好结合,结构形式设计过於复杂,不利於防水;防水和管道线路没有很好的配合,其细部结构不当,往往成为地下水渗入的主要通道。
2.4 防水混凝土施工中质量不良
(1)地下车库堵漏混凝土合作比在现场施工时制造不精确,特别是水灰比增大,为作业方便,任意加大水灰比。使混凝土缩短大,呈现裂缝导致渗漏。(2)对混凝土围护布局不选用地下车库堵漏混凝土,而只做柔性地下车库堵漏层。(3)混凝土维护层厚度不行。混凝土维护层按标准需求应为20mm~35mm厚,但施工时常常因为不能确保而呈现裂缝,构成渗漏。(4)不注重细部的布局处置,对变形缝、施工缝、后浇带、预留接口、混凝土主体布局等部位采纳的地下车库堵漏办法不妥。(5)捣固不密实或捣固过久,表面浮浆过厚或漏捣以致出现蜂窝和鼠洞,混凝土中混入杂物,绑扎铁丝穿透混凝土层,出现;混凝土拌合物中,砂石含泥量大或混入杂物,变成漏水危险。(6)模板外表整理不洁净,阻隔剂涂刷不均匀、接缝不紧密、混凝土漏振或少振,特别是地下车库外墙与底板处及预埋件周围,呈现蜂窝、麻面、孔洞,构成地下车库渗漏。(7) 砌体缝灌浆不饱满,混凝土或砂浆养护时间不足,表面乾燥,聚冷聚热,均引起裂缝而渗漏。(8)制品维护不善。置办的地下车库堵漏资料或已竣工的地下车库堵漏层,因为保管不善,施工不小心构成损坏且未及时修补而构成渗漏。覆土回填时,作业不慎损坏了原有的防水层;处於流沙地带的地下工程,由於长期抽水基础下层产生不均匀沉降。
3.地下室防水工程施工方法的分析
目前来看,在现代地下室防水工程的设计与施工中,施工工艺的不同会造成施工步骤以及施工方法存在很大的差异。在我国地下室防水工程施工中多采用外防外贴法、外防内贴法或离壁式衬砌法等进行地下室的防水施工。(1)外防外贴是在底板垫层上通过防水卷材的敷设使地下室底板具有防水能力,同时以围护结构墙体施工后敷设防水卷材实现地下室结构的整体防水性能。在该方式应用中应首先确保保护墙砌筑质量,并在其施工后对变形缝等进行防水处理。在做好基础工作后使用水泥砂浆对各平面进行找平,最后采用基层处理、复杂位置强化处理、防水卷材敷贴以及封口等工序实现地下室的防水性能。(2)外防内贴防水方式是在前提砌筑完成后在墙体内侧敷贴防水材料的施工方法。外防内贴施工方式与外防外贴基本类似,其需要注意的是墙角等重要部位必须进行强化处理,以保障地下室的防水性。(3)离壁式衬砌防水方式是在维护结构墙体与内表面进行防水措施后在主墙内侧加设离壁式内墙,以此提高地下室防排水能力,实现地下室防水工程的最终目的。(4)防水板的设计与应用。地下室通常采用独立基础或桩基础,在地下室防水板设计中,当地下水位较高,在计算防水板的配筋时,均可以把独立基础或桩基础承台的平面尺寸和高度视为无梁板的柱帽考虑。此时独立基础或承台的底板钢筋应取柱独立基础计算所需钢筋截面面积或承台底钢筋截面面积与防水板向上荷载柱上板带支座所需钢筋截面面积之和。防水板下部钢筋锚入独立基础或承台内。应该注意的是:当水浮力较大时,独立基础或承台与防水板相交变截面处的配筋,应采用无梁板柱上板带在该处的弯矩和防水板的厚度确定其配筋,当防水板的钢筋不满足时应另设附加短筋。特别是当柱下桩数较少承台尺寸较小时,还应复核承台与防水板变截面处的冲切计算是否满足规范要求,如不满足应加大承台尺寸。
这四类方式,是目前我国地下室防水工程施工中常用的方式,不同的方法具有不同的优势与劣势。在实际应用中多根据工程结构以及施工现场情况进行科学的选择,以此提高地下室的防水能力。
4.地下车库防水工程施工的要点与建议
4.1 科学合理地设置施工缝
对于底板防水混凝土连续施工,不留施工缝,在剪力墙上设置两道水平施工缝,不留置垂直缝。第一道施工缝设在剪力墙距底板面300mm处采用3mm厚止水钢板嵌置于墙厚1/2位置处,钢板搭接采用焊接。第二道施工缝留置于地下车库顶板梁下50mm处,待顶板浇筑完毕后将施工缝上下100mm混凝土面凿毛,采用防水砂浆四层抹压,以达到封缝效果。
4.2 应确保泵送混凝土连续浇筑
在混凝土浇筑前1天对所有施工人员(包括混凝土振捣手)进行技术交底,混凝土采用HB30D混凝土输送泵进行浇筑。浇筑时采用分段分层的方法由轴线向轴线递进每段长度控制在3m以内,往返进行浇筑,先浇承台基础和地梁,待浇至底板位置时连同底板一起浇筑,混凝土输送泵退行浇筑前所形成的混凝土斜面在混凝土初凝前由接延小组继续随混凝土输送泵退行方向浇筑,混凝土输送泵退行浇筑时,接延小组紧随其后接延,往返向前递进,直至浇筑完毕。
4.3 防止混凝土剪力墙出现垂直缝
为确保剪力墙的质量,施工时可采用酚醛九合板代替定型钢模板支设混凝土墙模板,采用对接螺栓进行加固,提高了墙体的平整度和垂直度,同时在浇筑时采取两班振捣手从轴线行分别向轴线行进行施工,最后在行轴线交汇,在交汇处连续振捣,不留垂直施工缝。
4.4 多层抹压外墙防水砂浆
等顶板梁板混凝土养护结束,进行外墙防水砂浆抹面施工,抹灰前先清理基层并洒水湿润,先用素水泥浆(掺水重10%的107胶)在墙面上刷一遍,接着用水泥防水砂浆(掺水泥重量2%的无机铝盐)打底,厚12mm,二遍成活,头遍薄抹,压实表面后用木抹搓毛,等到五六成干时抹第二遍灰,抹后在表面划痕;再用水泥防水砂浆分二遍罩面压光,第一遍用木抹子搓平,第二遍用铁抹子揉实压光。
5.结束语
地下室防水工程的施工品质,将直接导致地下室结构使用过程效果,影响建筑物的结构稳定性以及结构的坚固性。在我国建筑工程中,受地下室防水工程影响而导致的经济纠纷时有发生。其不仅损害了业主的经济利益,同时还将影响整栋建筑结构的安全性。针对这样的情况,现代建筑工程的设计与施工中加强了对地下结构防水工程施工的要求。通过科学的设计以及施工方式选择保障地下室的防水性能,保障建筑结构的稳定性。避免地下室渗水等对建筑物桩基结构、墙体结构的浸蚀,提高建筑的使用寿命与使用安全性。
参考文献