摘要:水库具有防洪抗灾、蓄水灌溉的作用,但是水库一旦出现险情也会给人们的生命安全带来巨大的威胁,因此本文将从水库除险加固的现状、水库除险加固中存在的问题以及水库除险加固的方式策略三个方面进行研究,以此来为我国水库工程的良性发展提供一定的思路和建设方案。
关键词:大坝;除险加固工程;设计优化
一、概述大坝除险加固的工程概述
某县国土面积3810km2,其中澧水占近1/3余为沅水区。集雨面积在5km2以上的河流71条,现有中小型水库116座,其中中型水库4座,小(1)型水库21座,小(2)型水库91座,大坝主要为匀质土坝和粘土心墙坝。水库大多修建于20世纪60~70年代,属边测量、边设计、边施工的“三边”工程,由于当时没有设计水文资料、又受生产水平、施工工艺、工程技术的限制,大部分水库建成后设计标准不达标,施工质量差等;现经过几十年的运行,大大超过工程的使用期限,加之因年久失修,工程设施老化和损毁,管理经费不足,管理不到位等原因,使水库普遍存在着防洪标准偏低、工程本身质量差、工程老化失修等多种问题,因而多数水库工程不能正常运行,时常威胁着下游人民生命财产的安全,不能充分发挥工程效益,形成了病库、险库,因此急需进行除险加固。这样才能加快水库除险加固进度,早日使工程发挥更大的效益。通过分析病险水库除险加固工程项目企业及运行中存在的问题,阐述了项目企业在病险水库除险加固工程中应履行的主要任务,包括完善企业内部机构,提高企业业务水平,做好招投标的组织管理工作,落实监理责任制,合理管理制。
二、建立多元化、多层次、多渠道的投资体系
从我县的病险水库除险加固工程建设情况上看,资金短缺是制约水库除险加固进程的主要原因。水库除险加固工程具有建设投资大、施工周期长、社会效益显著等特点,因其具有重要的社会效益和国民经济效益,所以水库除险加固主要工程的建设资金应以公共投入为主。但是,仅靠国家投资和省匹配资金投入是远远不能解决所有的病险水库,必须建立与完善多元化、多层次、多渠道的工程投资体系。必须要解放思想,走出一条新路。为此,建议大家根据病险水库现状和各地的实际情况,采取不同的融资政策:
2.1将大型病险水库列入国家基建项目,主要依靠国家投资;
2.2对位于经济发达地区或水库除险加固后经济效益较好的中型险库,可利用贷款或是发行债券,以及股份合作等方式筹资建设;
2.3对经济欠发达地区或主要体现社会效益(防洪保安)的中型病险水库除险加固,还应以国家投入为主,地方或受益地区也应该匹配一部分建设资金;
2.4小型水库的除险加固,则应以地方投资为主,国家可给予一定数量的补贴或采用以奖代补的政策。同时,结合病险水库治理,积极稳妥地搞好小型水库的产权制度改革。在防汛责任制得到切实落实的前提下,可采取拍卖、租赁、承包、股份合作等方式筹集除险加固建设资金。
三、根据实例水库除险加固工程施工设计与技术改进方法
为了确保某水库安全、稳定运行,并保障水库下游群众的人身安全和发挥水库最大的效用,该水库除险加固设计提出思路及方案,以期改善水库运行现状,促进水库工程可持续发展
3.1大坝防渗加固处理对大坝进行防渗加固处理,能够保证水库的安全稳定,使水库安全得到保障,让水库大顼的经济效益得到充分发挥。
3.1.1针对水库上游坝坡的防护体不够健全且坝顶存在不平整现象,可以对坝体迎水面采取护面或进行防渗护理,在大坝背水面坝基设置排水棱体,并进行坝顶的整平处理以及路面的新建。
3.1.2对于性能较差的放水管地基,由于在地下水位下运行时经常会出现渗透问题并且存在地基沉降现象,从而导致放水管损坏。为了避免放水管损坏,可以拆除财管并对其进行重建,之后加固处雜水管地基。
3.1.3该水库溢洪道存在不足,导致很难正常实施泄洪。因此,为了使水库安全运行,可以对溢洪道进行新,从而使泄洪能力得到提升,水库安全得到良好保障。
3.1.4该水库建立时间较长,自建立至今,没有对其进行过清淤处理,从实际情况来看,水库库区的淤积现象十分严重,很难正常在水位下运行,经过计算可知,水库库容难以达到下游灌溉要求,水库运行存在安全隐患,另外水库效益很难充分发挥,因此进行水库清淤工作十分必要。
3.1.5加强水库的安全监测,并将水库运行、调度管理工作落实到位。
3.2坝坡、坝顶的加固施工设计
坝坡的加固施工设计对坝体的稳定性起着极大影响,需要在上下游坝坡位置设置戗台,来增大坝体的横断面积,起到加固大坝的作用,增强坝体的稳定性。坝顶与水库的安全和排水有着密切联系,在坝顶加固施工设计中,首先,要做好排水设计工作,坝顶路面不应是完全平直的,需要有向下游2%以内的倾斜角度,确保坝顶不会出现积水,排水性能良好;其次,还要重视坝顶工程的设计,根据水库当地的水文资料、洪水历史记录等,精确计算出一个合理的高程值,并要保证高程、宽度在安全标准以内。下面以主坝及副坝加固为例做以下分析:
3.2.1大坝坝顶高程复核
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的规定,坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定:
y=R+e+A
式中:y---坝顶超高,m;
R---最大波浪在坝坡上的爬高,m;
e---最大风雍水面高度,m;
A---安全加高,m。按《碾压式土石坝设计规范》表5.3.1确定。本工程A设计=0.7m、A校核=0.4m;平均波浪在坝坡上的爬高按下式计算:
式中:KΔ---斜坡的糙率渗透系数,根据大坝迎水坡护面类型按按《碾压式土石坝设计规范》表A.1.12-1确定。本工程取KΔ=0.75;
Kw---经验系数。按《碾压式土石坝设计规范》表A.1.12-2确定。
m---单坡的坡度系数,本工程为m=2.5
hm---平均波高,m;
Lm---平均波长,m;
因为本工程地处丘陵地区,按《碾压式土石坝设计规范》规定,hm、Lm按鹤地水库公式计算:
式中:W---计算风速,设计情况w=33.59m/s,校核情况w=22.39m/s;
D---风区长度(m),D=1200m;
h2%---累积频率为2%的波高,m;
四、概述大坝除险加固项目实施
4.1强化项目管理
项目管理的核心是合同管理。在项目管理上要形成以项目法人为主体,项目法人向国家和各投资方负责的项目管理体制。工程设计、监理、施工、物资供应等单位要通过招标投标和履行经济合同为项目法人提供建设服务。项目法人负责按项目的建设规模、投资总额、建设
工期,实行项目建设的全过程管理。项目主管单位要加强对项目法人组建、项目报建、招标投标、质量监督、主体工程开工、项目验收等各个环节的监管,严格执行基本建设程序。
4.2实行招标投标制
病险水库除险加固的设计、施工、监理以及设备材料采购等,一般情况下应由建设项目法人依法招标,择优选定。在招标活动中,要充分发挥专家评标的作用,坚决打破地方保护和部门保护的壁垒,杜绝行政干预,严惩腐败。强化招标、投标各个环节管理,建立公开、公平、公正的市场秩序。
4.3落实建设监理制
项目法人通过招标方式确定监理单位后,监理单位即可进行监理,依据合同从事进度、质量、工期、投资控制、合同管理和信息管理,协调建设各方关系。
4.4深化水管体制改革
4.4.1要尽快建立起适应市场经济运行的责权明确、管理科学的水库管理新机制。在病险水库加固工程建设之初应确定实行建设与管理统筹结合的新型建设管理体制。投资多元化、产权明晰化、供水供电价格商品化、水库有偿服务,增加现有水库管理经费,逐步实现良性运营。
4.4.2要加强对水库调度管理人员的培训,提高管理人员素质及水库调度水平。
4.4.3建立并严格遵守水库管理的各项规章制度及细则,使其早日走上科学化、规范化的轨道。
4.4.4积极做好水库生态环境治理工作,确保水库永续利用。
4.4.5要深化水管体制改革,以开发促发展,以发展促管理,逐步建立适应市场经济的水库管理运行机制。要加强水库管理队伍建设采取举办培训班等形式,提高管理人员业务素质和管护水平。对水库管理人员实行养老保险、医疗保险制度,提高水管人员待遇,解决职工后顾之忧,稳定管理队伍。各级水利部门要加强对小型水库管理的业务指导和督查工作。同时,要大力宣传,学习水法规,真正做到依法管护。
结束语
近年来全国范围内开展了除险加固工程融资及病险水库除险加固工作、工程建设管理和深化水管体制改革等方面,本论述通过对水库除险加固设计的分析,为提高水库大坝的稳定性奠定良好基础,为保该库安全运行提供一些参考建议。
参考文献
[1]武俊杰.水库除险加固工程施工常见问题探究.佳木斯职业学院学报,2010.3
[2]潘华俊.水库除险加固工程实施过程中常见问题探究.中国高新技术企业.2011.4
论文作者:黄志权
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
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