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談水利工程除險施工技術

所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2020-12-08 09:01 熱度:

   水利工程受自然災害影響往往具有較大的安全隱患,通過對水利工程面臨的不確定性、突發性和破壞性險情特點和水利工程除險中的應急技術預案、緊急處置方案、安全性評價等內容進行分析,在此基礎上明確總結出施工技術的研究內容、方法和對象,將更加及時、有效的防控各類險情。以期為除險加固方案設計及其綜合效應評價提供科學依據。

 談水利工程除險施工技術

  1水利工程除險施工技術

  1.1工程險情特點

  突發性。地震、災害性氣候等自然因素導致的堰塞湖、泥石流、滑坡等重大水利工程險情屬于突發性事件,這種自然災害對工程緊急除險、水利設施安全等產生的威脅也具有突發性。破壞性。自然災害往往會引發重大的水利工程險情,其破壞性極強且導致的后果非常嚴重。其中,自然災害的破壞性主要體現在以下方面:對水利設施產生破壞作用,甚至引起嚴重的后果或重大工程險情;對周邊生態環境造成不利影響,使得施工環境與作業條件較差。不確定性。災害發生前難以準確預測其危害程度以及具體位置,并且災害發生后無法有效判斷水利設施的安全狀態,無法準確預測是否還會發生后續自然災害。因此,水利工程除險施工的不確定因素多,險情排除時需考慮多種因素。

  1.2緊急處理技術

  1.2.1安全性評價水利工程除險加固以安全性評價為基本前提,其實現流程為:(1)合理確定評價范圍,主要包括工程設施本身的安全性、除險加固施工作業的安全性、地質災害影響水利設施的安全性以及上游水電設施的安全性,例如攔河壩安全運行受堰塞湖、潛在滑坡體影響,各類險情綜合作用對大壩安全狀態產生威脅。(2)科學規范評價方法,工程實踐中如何選擇合適的方法逐漸引起重點關注。如唐家山堰塞湖受汶川地震影響的安全狀況,尤其是判斷分析潰決情形時存在較多的技術難題;工程加固整治后出臺了除險技術導則,明確規范了相關技術問題和安全性評價內容,為湖庫除險設計提供指導依據;此外,非常有必要出臺各種工程險情的除險技術規范,為盡快解決工程險情提供指導。(3)掌握先進的險情信息獲取技術,發生險情后快速掌握相關信息、及時查明工程險情是除險技術決策的重要依據。然而,在惡劣的環境條件下或緊急情況時做到這一點存在較大的難度,對此要加強研發和應用先進的設備,如利用信息化技術快速傳輸數據、以專用的設備快速探測受損的工程設備、選用遙感技術快速獲取地理信息等[1-3]。

  1.2.2處置方案優選除險技術決策的實質是處置方案的優選,選擇合適的處置方案對工程險情的排除、實施緊急處置措施具有關鍵作用。充分考慮安全性評價的相關內容,進一步明確處置方案優選時還要解決的問題包括:(1)技術上可行,實施的緊急除險措施滿足實時性要求,同時能夠有效解決工程險情問題,在技術上可靠且有類似的施工或搶險經驗。(2)現場作業條件達到要求,現場具備搶險所需的電力供應、搶險作業空間、物料與設備進場等條件。(3)除險施工控制,緊急除險技術的施工方法、工程設計較其它建設項目,其技術要求較低且屬于原則性問題。通常情況下,根據原則性或一般性處置方案的技術要求,專業搶險施工隊伍能夠結合搶險經驗或施工方法全面細化各類技術要求。然而對于特殊的搶險技術措施,如爆破作業在工程搶險過程中,若操作不當很可能引起嚴重的后果或進一步加劇險情;對此,爆破施工控制技術按照不同的工程設施受損情況提出了具體的控制指標和明確的要求[4]。

  1.2.3技術預案探析目前,關于突發事件的法律法規日趨完善,突發事件也逐漸引起各級部門的重視,且水利工程應急預案較為齊全,然而工程實踐中比較注重組織指揮的探究。技術層面上水利工程各級應急預案不夠深入、具體,并且發生險情后的技術準備明顯不足,若未能妥善處置水利工程險情極易產生嚴重的后果。所以,有必要科學制定與探究除險技術方案,明確規定水利工程運行期、建設期、設計階段和項目立項等環節的技術要點[5]。其中,自然災害可能產生的險情應引起工程項目立項審查的關注,要準確把關和論證其可能產生的后果,特別是水電站梯級開發建設項目;水利工程的安全狀況受自然災害的影響,應作為工程設計重點考慮的環節,對此必須準確分析大壩的安全泄洪能力;建設過程中要查明工程安全運行受自然災害的影響因素,全面分析與收集有關資料信息;水利項目運行期,要加強監測與分析重大危險源、工程自身安全因素,充分考慮各方面因素合理修訂、制定除險技術預案。針對中小型水利工程建設標準低、運行時間長、維修養護不善等特點,迫切需要形成一套完整的除險技術預案,完善相關的技術準備工作。

  2搶險施工技術

  2.1研究對象

  1)江河堤防裂縫、漫溢、漏洞、決口、管涌的排險。一般地,堤防險情包括決口、風浪、裂縫、滑坡、管涌、漫溢、陷坑、塌陷、滲水等,其中堤防險情最為常見的是管涌。一旦裂縫險情進一步擴大將產生崩岸、滑坡等災害,若未能及時封堵漏洞將快速發展成決口,一旦發現危害極大的堤防決口、漫溢等災害必須盡快排險。2)堰塞湖、泥石流及近壩庫岸滑坡的排險。近壩庫岸受強降雨、地震作用產生諸多危害,并嚴重威脅著水利工程的安全運行,特別是深山峽谷地區的危害程度更為突出。工程實踐中比較常見的有堰塞湖、泥石流、山體崩塌、涌浪及滑坡等災害,明顯制約著水利工程搶險工作的開展。3)壩坡失穩、土石壩泄洪能力不足及滲流破壞的排險。土石壩為我國絕大多數病險水庫的壩體類型,并且土石壩發生潰壩事故的概率較高。調查顯示,引起潰壩的原因主要有壩坡失穩、滲流破壞、洪水漫頂等,其中地震涌浪、地震、泄洪時閘門失靈、泥石流、泄洪能力低、庫區滑坡涌浪、遭遇超標洪水等屬于導致潰壩的因素。4)洪水與地震的綜合作用下重力壩、堆石壩和拱壩的排險。實踐表明,面板堆石壩、重力壩和拱壩的抗震性能較好,但許多大壩或多或少的具有一定缺陷,在洪水與地震的共同作用下極易引起潰壩或重大險情。例如,服役年限較長的漿砌石包殼堆石壩、建設于軟巖地基或覆蓋層上的重力壩、壩肩巖體較差的拱壩及早期建成的面板堆石壩等。5)閘門、效能設施、溢洪道和泄洪洞失事的排險。水利工程中泄水系統作為重要的安全設施,若發生險情將直接影響著大壩安全。泄洪洞與導流洞相結合、出口被淹沒以及進水流態不好的情況下,極易發生險情。超設計標準洪水對兩岸山體、下游河道及消力池產生明顯的沖刷破壞,閘門開啟受阻的情況下很容易引發洪水漫頂潰壩。6)輸電設備、開關站、地面廠房、進水口的排險。飛石、崩塌、滑坡、滾石、泥石流、地震等災害很容易對電氣設施及地面建筑物產生破壞,其中深山峽谷地區的破壞作用更加嚴重。例如,汶川地震中輸電設備、開關站、地面廠房和進水口發生明顯的損壞。

  2.2研究內容

  1)快速勘查險情。搶險作業成功實施的重要環節是快速勘查險情,主要包括以下內容:收集整理工程的運行、施工和設計資料;掌握水利設施的受損程度與具體部位;明確搶險作業的處置要求與實施部位;勘查自然災害的相關信息和威脅設施安全的因素;了解搶險作業條件與設施周邊環境。為解決工程實踐中遇到問題,運用先進的方法和設備快速勘查險情,通過加強便捷性、及時有效的險情勘查技術研究,由此實現工程險情的快速勘查和新技術的推廣應用。2)快速進場到位。保證搶險設備、人員和物料的快速進場到位屬于成功實施搶險作業的基本前提,水利設施受自然災害影響發生險情,對其除險施工時可能受泥石流、道路塌陷、崩塌、山體滑坡等作用而中斷交通,特殊情況下還要對搶險作業點修筑臨時道路。其中,快速搶通道路是施工重點,主要涉及直升機吊運、臨時橋梁架設、隧洞塌方清除貫通、清除滾石、水上交通運輸、橋梁緊急加固、緊急修復塌陷段道路、快速挖除滑坡體等。3)快速搶險施工。此環節為實現除險處置方案的核心,充分考慮技術方案明確時限要求與施工任務,快速制定科學可行的技術方案,工程實踐中需要解決的問題包括:(1)搶險方法的優選。根據工程地質、周邊地形、交通條件、水文氣象及流域等因素,考慮搶險對象的特性特征快速、有效的比選確定施工方法。(2)技術難點的處理。深入分析與正常施工相比搶險時可能遇到的技術難點,在此基礎上提出有效的解決方法,并保證搶險作業的按預期開展。例如,選用路基箱鋪墊法搶險疏通舟曲泥石流,對處理反鏟沉陷問題具有明顯成效。(3)資源的合理配置。搶險施工具有作業條件特殊、時效性強、任務重等特點,許多不確定因素均可對險情控制產生不利作用,按照惡劣環境條件下保證工程搶險作業提前完成施工任務的原則,合理配置資源。(4)搶險作業的有序組織。合理規劃施工程序、道路和作業面是搶險作業的重點,由此確保現場組織的高效指揮與通信暢通。4)安全控制措施。總體上可以將搶險安全劃分為如下方面:(1)施工設備與作業人員的安全。一般情況下,搶險作業的安全風險較高,為了避免發生更大的安全問題以及按時完成搶險作業,非常有必要快速排查各類險情。充分考慮工程搶險作業條件,運用先進的安全預警和安全監測技術查清重大危險源,加強搶險作業安全管理減少其安全威脅。(2)合理控制水利設施受搶險作業的不利影響,如溢洪道開挖時選用爆破作業法,而土石壩自身安全受爆破震動影響明顯。因此,工程搶險時必須全面分析各方面不利因素,采取切實可行的技術措施防止搶險作業進一步加劇已受損水利設施的險情。

  2.3研究方法

  1)工程類型劃分法。根據不同的搶險施工重點及其工程類型,將水利工程搶險施工技術分為引水發電系統、泄洪系統、拱壩、重力壩、面板堆石壩、土石壩和江河堤防。其中,中小型水利工程的抗風險能力低且數量較多,此類工程作為一類災害除險分類,將堰塞湖、泥石流和滑坡等地質災害歸入三類除險。采用以上分類方法,能夠比較全面系統的研究工程搶險施工技術。2)施工專業法。水利工程按照搶險施工專業類型分為機電設備與金屬結構除險、混凝土作業、鉆灌、鉆爆、開挖等作業。采用該分類方式,可以較為深入的研究搶險施工的某一專業技術,并且有利于提高工程搶險隊的專業技能。3)技術路線法。收集整理某一項或某一類搶險施工技術的資料信息,通過對工程搶險施工與現有技術方法、安全控制措施的適用性分析,在搶險施工作業中引入有效的、快速搶險“四新”技術,加強各方技術合作和新型搶險設備的研發。

  3結語

  水利工程受自然災害影響往往具有較大的安全隱患,所以安全性評價為受損工程除險的基本前提,對此要選取規范的評價方法;工程除險技術決策的核心是處置方案的科學確定,需要加強應急預案的深入研究。通過研究搶險施工技術,明確自然災害的危害程度及其破壞形式,合理確定加固整治的對象,同時要實施分類研究和技術路線系統分析。隨著科技的發展以及應急響應機制的完善,水利工程除險技術將得到深入研究,未來將更加及時、有效的防控各類險情。

  參考文獻

  [1]馮志強.生態水利工程設計中常見的問題及對策分析[J].黑龍江水利科技.2017.(12):227-228+23.

  [2]倫秀梅.水利工程管理中存在的問題與對策研究[J].黑龍江水利科技.2017.(03):163-165.

  [3]鄒來友.基于水利工程項目施工管理問題及創新措施分析[J].黑龍江水利科技.2016.(06):77-79.

  [4]游學力.淺析“水利工程之水走向市場”[J].水土保持應用技術.1994.(04):45-47.

  [5]王富強.水利工程施工管理中常見問題及對策探析[J].地下水.2019.41(4):257-258.

  《談水利工程除險施工技術》來源:《地下水》,作者:劉若華

文章標題:談水利工程除險施工技術

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