二、水庫(kù)大壩安全鑒定工作要點(diǎn)
2.1 鑒定辦法的適用范圍
壩高15米以上或庫(kù)容100萬(wàn)立方米以上的水庫(kù)大壩,按《水庫(kù)大壩安全鑒定辦法》(水建管〔2003〕271號(hào))執(zhí)行。
庫(kù)容10萬(wàn)(含)~100萬(wàn)立方米(不含)且壩高小于15米(不含)的。2)型水庫(kù),按《壩高小于15米的。2)型水庫(kù)大壩安全鑒定辦法(試行)》(水運(yùn)管〔2021〕6號(hào))執(zhí)行。
部分庫(kù)容小于10萬(wàn)立方米的山塘,但由于歷史原因被登記為水庫(kù),在未降等為山塘前,根據(jù)壩高選擇按《水庫(kù)大壩安全鑒定辦法》(水建管〔2003〕271號(hào))或《壩高小于15米的小(2)型水庫(kù)大壩安全鑒定辦法(試行)》(水運(yùn)管〔2021〕6號(hào))執(zhí)行。
2.2 安全鑒定時(shí)限要求
壩高15米以上或庫(kù)容100萬(wàn)立方米以上的水庫(kù)大壩應(yīng)在竣工驗(yàn)收后6~10年進(jìn)行安全鑒定;壩高15米以下的。2)型水庫(kù)應(yīng)在竣工驗(yàn)收或蓄水使用后5年內(nèi)進(jìn)行安全鑒定,以后每隔10年進(jìn)行一次安全鑒定。
水庫(kù)在運(yùn)行中遭遇大洪水、強(qiáng)烈地震等影響安全的重大事件,工程發(fā)生重大事故或出現(xiàn)影響安全的異,F(xiàn)象后,應(yīng)及時(shí)組織安全鑒定。
2.3 基礎(chǔ)資料的收集及整編
水庫(kù)安全鑒定前應(yīng)全面收集流域概況、水文氣象、勘察、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、除險(xiǎn)加固、安全監(jiān)測(cè)、安全鑒定及運(yùn)行管理等資料。
由于歷史原因,小型水庫(kù)往往存在資料缺失嚴(yán)重或者各部分資料不一致的問(wèn)題,應(yīng)有針對(duì)性地補(bǔ)充現(xiàn)狀地形測(cè)量和地質(zhì)勘探,以現(xiàn)狀實(shí)測(cè)資料為依據(jù)進(jìn)行安全鑒定。
2.4 現(xiàn)場(chǎng)安全檢查及安全檢測(cè)
檢查范圍:壩體、壩基、壩肩,各類泄洪、輸水設(shè)施及其閘門,以及對(duì)大壩安全有重大影響的近壩區(qū)岸坡和其它與大壩安全有直接關(guān)系的建筑物和設(shè)施。
檢查方法:眼看、耳聽(tīng)、手摸、腳踩等直觀方法,或輔以錘、桿、卷尺、手電筒等簡(jiǎn)單工具,對(duì)工程表面和異,F(xiàn)象進(jìn)行檢查測(cè)量,并認(rèn)真填寫(xiě)大壩現(xiàn)場(chǎng)安全檢查表。
由于小型水庫(kù)的輸水涵管管徑普遍較小,工作人員無(wú)法進(jìn)入檢查,可采用CCTV管道檢測(cè)機(jī)器人、管道QV潛望鏡、管道3D聲納探測(cè)儀等新技術(shù)檢查輸水管道內(nèi)部的缺陷(如滲漏、沉降、錯(cuò)位、裂縫、腐蝕等)。
小型水庫(kù)除大壩、溢洪道等建筑物外,庫(kù)區(qū)大部分沒(méi)有道路抵達(dá)。庫(kù)區(qū)的岸坡穩(wěn)定情況、水庫(kù)泥沙淤積情況、庫(kù)區(qū)污染源、植被等情況難以掌握。針對(duì)該問(wèn)題,可以利用無(wú)人機(jī)輕便靈活、視野開(kāi)闊等特點(diǎn),運(yùn)用無(wú)人機(jī)獲取水庫(kù)建筑物、庫(kù)區(qū)的圖像及視頻,在其基礎(chǔ)上進(jìn)行檢查判斷。同時(shí)針對(duì)部分需要深入探討的問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)采集的圖像及視頻也可供專家討論決策,避免現(xiàn)場(chǎng)檢查人員主觀判斷產(chǎn)生的偏差。
安全檢測(cè):按規(guī)范對(duì)壩基和土質(zhì)結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌石結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全檢測(cè),應(yīng)盡量采用無(wú)損檢測(cè)方法減少對(duì)結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)與不利影響。檢測(cè)結(jié)果應(yīng)與歷史資料和運(yùn)行監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比分析,綜合給出大壩安全評(píng)價(jià)所需要的參數(shù)。
2.5 工程質(zhì)量評(píng)價(jià)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查、歷史資料分析、地質(zhì)鉆探和安全檢測(cè)結(jié)果,分別對(duì)壩址區(qū)工程地質(zhì)條件、壩基處理、筑壩材料、壩體填筑、壩體結(jié)構(gòu)、壩體防滲、岸坡及其他建筑物連接、溢洪道、輸水建筑物及金屬結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià),是否滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。
2.6 運(yùn)行管理評(píng)價(jià)
運(yùn)行管理評(píng)價(jià)重點(diǎn)為:“三個(gè)責(zé)任人”、“三個(gè)重要環(huán)節(jié)”落實(shí)情況;管理機(jī)構(gòu)、人員、制度、設(shè)施是否健全與完善,管理經(jīng)費(fèi)是否足額到位;安全監(jiān)測(cè)、日常巡查、工程養(yǎng)護(hù)修理是否按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行等。
2.7 防洪能力復(fù)核
在小型水庫(kù)安全鑒定的過(guò)程中,其復(fù)核計(jì)算的主要參數(shù)是防洪標(biāo)準(zhǔn)、集雨面積、暴雨參數(shù)、水位~庫(kù)容曲線、泄流曲線、起調(diào)水位、壩頂高程等。
(1)防洪標(biāo)準(zhǔn)
小型水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以最新的《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252)進(jìn)行確定。
對(duì)于一個(gè)水庫(kù)既有主壩又有副壩,并且主壩和副壩壩型不一致的情況,應(yīng)注意不同壩型校核洪水標(biāo)準(zhǔn)不一致的情形。如大藤峽水利樞紐工程主壩為混凝土壩、副壩為土石壩,其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)均為1000年一遇,而主壩校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000 年一遇,副壩校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為10000年一遇。
對(duì)于水庫(kù)安全鑒定過(guò)程中,遇到規(guī)范中標(biāo)準(zhǔn)后期修訂發(fā)生變化的情況,應(yīng)以最新的《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252)和水庫(kù)原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)現(xiàn)狀及未來(lái)規(guī)劃保護(hù)對(duì)象,經(jīng)綜合分析后,確定水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全鑒定。
對(duì)于部分庫(kù)容<10萬(wàn)立方米的山塘,但由于歷史原因被登記為。2)型水庫(kù),在未降等前,應(yīng)按。2)型水庫(kù)進(jìn)行鑒定;降等后,可參照《浙江山塘綜合整治技術(shù)導(dǎo)則》中的防洪標(biāo)準(zhǔn)或參照。2)型水庫(kù)進(jìn)行安全鑒定。
對(duì)于部分水庫(kù)庫(kù)容處于分類標(biāo)準(zhǔn)臨界值附近的水庫(kù),由于淤積導(dǎo)致水庫(kù)庫(kù)容發(fā)生變化,應(yīng)以復(fù)核無(wú)誤后的現(xiàn)狀庫(kù)容確定工程規(guī)模和洪水標(biāo)準(zhǔn)。如:某水庫(kù)原庫(kù)容為110.2萬(wàn)立方米,屬于。1)型水庫(kù);經(jīng)復(fù)核后庫(kù)容為91萬(wàn)立方米,屬于。2)型水庫(kù),因此,應(yīng)按小(2)型水庫(kù)進(jìn)行安全鑒定。
(2)集雨面積
小型水庫(kù)由于建設(shè)年代久遠(yuǎn),受當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)水平和地形精度的限制,部分水庫(kù)設(shè)計(jì)資料與現(xiàn)狀存在差異,且隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展,人水爭(zhēng)地的現(xiàn)象也較為突出,水庫(kù)原有集雨面積發(fā)生較大變化。因此,集雨面積的計(jì)算應(yīng)采用最新的地形圖進(jìn)行圈算,對(duì)于集雨面積前后差異較大的情形,應(yīng)做合理性分析。
(3)暴雨參數(shù)
對(duì)于有長(zhǎng)序列實(shí)測(cè)資料的水庫(kù),應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)的水文資料進(jìn)行暴雨洪水計(jì)算。由于大部分小型水庫(kù)都缺乏實(shí)測(cè)降雨資料,其暴雨參數(shù)的選取可參考當(dāng)?shù)乇┯陱搅鞑樗銏D表及使用手冊(cè),并與原有成果進(jìn)行綜合比較分析,若出現(xiàn)前后差異較大的情形,應(yīng)分析其不一致的原因。
(4)洪水過(guò)程線
對(duì)于串聯(lián)庫(kù),應(yīng)考慮上庫(kù)調(diào)蓄后的下泄流量與區(qū)間水進(jìn)行峰峰疊加或者錯(cuò)峰疊加;對(duì)于有錯(cuò)峰時(shí)間的上下庫(kù),可考慮錯(cuò)峰疊加;對(duì)于無(wú)錯(cuò)峰時(shí)間的上下庫(kù),從偏安全的方面考慮,一般可進(jìn)行峰峰疊加。
對(duì)于上庫(kù)洪水標(biāo)準(zhǔn)低于下庫(kù)的情況,一般應(yīng)進(jìn)行潰壩模擬分析后確定洪水過(guò)程。
(5)水位~庫(kù)容曲線
小型水庫(kù)水位~庫(kù)容曲線大多都是根據(jù)1:10000地形圖進(jìn)行圈算,但由于水庫(kù)淤積、地形分割等原因,導(dǎo)致水庫(kù)庫(kù)容變化較大,因此,水庫(kù)庫(kù)容曲線計(jì)算應(yīng)采用現(xiàn)狀實(shí)測(cè)地形圖進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。
(6)水位~泄流曲線
部分水庫(kù)在后期的管理過(guò)程中,可能會(huì)存在溢洪道寬度和堰頂高程與原設(shè)計(jì)不一致的情況,因此,水位~泄流曲線應(yīng)以現(xiàn)狀實(shí)測(cè)的溢洪道寬度和堰頂高程進(jìn)行計(jì)算。
在水庫(kù)泄流的過(guò)程中,由于溢流堰水深的變化,堰型可能從寬頂堰過(guò)渡到實(shí)用堰和薄壁堰。因此,應(yīng)根據(jù)不同的水位,嚴(yán)格按照水力學(xué)中對(duì)堰型(寬頂堰2.5≤δ/H<10,實(shí)用堰0.67≤δ/H<2.5,薄壁堰δ/H<0.67)判斷方法選取相關(guān)參數(shù)后確定水位~泄流曲線。避免在未經(jīng)復(fù)核的情況下,直接采用原設(shè)計(jì)成果或者單一堰型進(jìn)行泄流曲線計(jì)算。
(7)起調(diào)水位
對(duì)于有調(diào)度規(guī)則的小型水庫(kù),應(yīng)優(yōu)先按調(diào)度規(guī)則中確定的起調(diào)水位進(jìn)行復(fù)核計(jì)算;對(duì)于無(wú)調(diào)度規(guī)則的水庫(kù),其起調(diào)水位一般選擇為堰頂高程或者經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)后的防洪限制水位。
2.8 滲流安全評(píng)價(jià)
(1)土石壩
1)驟降工況
水位驟降工況的判斷,是水庫(kù)滲流計(jì)算中的難點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),水庫(kù)驟降工況可取以下三種工況:
①校核洪水位降落至正常蓄水位。
②設(shè)計(jì)洪水位降落至正常蓄水位。
③水庫(kù)進(jìn)行放空時(shí)的水位驟降工況。
驟降時(shí)間應(yīng)根據(jù)水位及泄流能力進(jìn)行確定。
2)模型概化
小型水庫(kù)滲流計(jì)算模型應(yīng)以現(xiàn)狀實(shí)測(cè)斷面和地勘揭示地層分布進(jìn)行概化,應(yīng)考慮壩體排水棱體等排水設(shè)施。
模型斷面應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查和地勘資料進(jìn)行選取,一般選取最大壩高斷面,同時(shí)應(yīng)重點(diǎn)復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)安全檢查出現(xiàn)滲漏的斷面。
3)滲流參數(shù)
滲流參數(shù)一般可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)壓注水試驗(yàn)、測(cè)壓管實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、室內(nèi)土工試驗(yàn)、地勘時(shí)庫(kù)水位和鉆孔地下水位進(jìn)行反演等綜合確定。
(2)重力壩
重力壩滲流穩(wěn)定分析主要考慮土基上壩高較低的陂頭,其滲流分析的重點(diǎn)是確定基底的揚(yáng)壓力和出口坡降,一般可以采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行分析計(jì)算。
2.9 結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)
(1)土石壩
土石壩結(jié)構(gòu)安全復(fù)核包括土石壩抗滑穩(wěn)定復(fù)核,溢洪道擋墻穩(wěn)定復(fù)核等。
土石壩結(jié)構(gòu)安全的計(jì)算工況和斷面的選取與滲流計(jì)算情況一致。
土石壩穩(wěn)定復(fù)核參數(shù)應(yīng)在對(duì)水庫(kù)原有基礎(chǔ)資料分析的基礎(chǔ)上,與地勘實(shí)測(cè)參數(shù)綜合比較后確定。
部分新建鐵路、公路的橋梁樁基、橋墩坐落在水庫(kù)大壩壩體內(nèi),其對(duì)大壩安全的影響現(xiàn)行規(guī)范尚未涉及?刹捎糜邢拊浖M(jìn)行三維仿真模擬,分析橋梁基礎(chǔ)與鄰近壩體的相互影響、建筑物振動(dòng)及地震荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)及對(duì)壩體的影響等,為安全評(píng)價(jià)及后續(xù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
(2)重力壩
揚(yáng)壓力:對(duì)于有揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的重力壩,應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反算揚(yáng)壓力折減系數(shù)。對(duì)于無(wú)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的重力壩,其揚(yáng)壓力可以采用有限元分析滲流穩(wěn)定中的滲透壓力進(jìn)行計(jì)算。
荷載確定:荷載選取是重力壩穩(wěn)定分析計(jì)算正確與否的首要因素,應(yīng)根據(jù)重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行各種工況下荷載計(jì)算,對(duì)于冰凍地區(qū),還應(yīng)考慮冰壓力荷載。
2.10 抗震安全評(píng)價(jià)
抗震安全評(píng)價(jià)應(yīng)首先根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015)查出工程所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度及抗震參數(shù),并進(jìn)行相關(guān)抗震復(fù)核計(jì)算,主要復(fù)核水庫(kù)大壩的抗震穩(wěn)定性、永久變形、防滲體抗震安全和液化判別,并注意復(fù)核抗震措施是否滿足抗震要求。
2.11 金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)
金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)主要是在對(duì)閘門、啟閉機(jī)、壓力鋼管等現(xiàn)場(chǎng)安全檢查和安全檢測(cè)的基礎(chǔ)上復(fù)核其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。對(duì)已達(dá)到或超過(guò)報(bào)廢折舊年限的設(shè)備,應(yīng)嚴(yán)格按照《水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》(SL226)進(jìn)行評(píng)定。
三、結(jié)語(yǔ)
水庫(kù)大壩安全鑒定是一項(xiàng)專業(yè)性和綜合性較強(qiáng)的技術(shù)工作,涉及水文、測(cè)量、地質(zhì)、水工、金屬結(jié)構(gòu)等多個(gè)專業(yè)的密切配合,也是后續(xù)除險(xiǎn)加固和運(yùn)行管理的重要依據(jù),建議水行政主管部門和安全鑒定技術(shù)單位均應(yīng)給予高度重視,在經(jīng)費(fèi)、時(shí)間、人力配置等方面給予充分保障,確保水庫(kù)病險(xiǎn)隱患早發(fā)現(xiàn)、早除險(xiǎn)、早恢復(fù),避免水庫(kù)“久病不治”“久病成險(xiǎn)”。