密云水库大坝安全鉴定的工作重点及实施方案探讨

发布时间:2022-04-12 09:45:09   来源:作文大全    点击:   
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总结和分析工程管理单位提供的工程建设、施工、运行管理等资料的基础上,对大坝进行了现场地质勘察、现场安全检查、混凝土检测、金属结构检测、物探测试、现场取样和室内试验等工作,按照现行规程、规范对大坝及其主要建筑物的工程质量、运行管理、防洪标准复核、渗流安全、结构稳定、抗震安全和金属结构等方面进行了复核计算分析和安全评价,最终确定了大坝各专项的安全性级别,综合各专项情况确定了大坝安全分类。

(一)工程现状调查分析

组织专家进行安全评价阶段的现场踏勘,实地检查工程的大坝外观状况、坝体结构、溢洪道、闸门、混凝土结构、金属结构和电气设备在抗滑抗倾稳定性、渗透稳定性、消能防冲、抗震稳定性和安全监测等各方面的情况;与管理单位进行座谈,了解水库运行过程中存在的主要安全隐患问题;收集工程设计、施工和运行管理等各方面的資料。在工程现状调查的基础上,合理制定工程的地质勘察、现场安全检测,

(二)现场检查与现场检测

主要包括现场检测、地质勘察、混凝土检测和金属结构检测。

1工程地质勘察

密云水库大坝建于1958年,1960年开始投入使用。受建设年代、建设条件的限制,施工过程质量控制很难留下满足现行安全评价要求的完整资料。地质勘察可以对大坝坝体填筑质量以及大坝坝基等现状进行充分了解,为安全评价的各类复核计算提供可靠的计算条件和计算参数。

地质勘察另一个重要作用是取得室内土工试验所需要的各种地基材料、坝体材料的样品,以便通过试验得到各项复核计算分析所需的计算参数。水库地区地震基本烈度为7度,土坝及溢洪道按8度设防,南石骆驼副坝由于有二甲峪大断层穿过,设防烈度为8.5度,其它建筑物为7~7.5度。因此,力学试验除了安排静力强度试验外,还需要安排动力变形试验和动力残余变形试验,为抗震稳定计算分析提供依据。

2大坝外观质量检测

外观质量检测是现场检测的第一步,通过细致的外观检测,初步分析各建筑物的当前情况,为制定合理的各项检测方案提供依据。外观检测从本次安全评价的7座大坝入手,分别检查现状外观尺寸、渗流状态、外观表现、各大坝结构的沉降、倾斜、滑移等情况。

3混凝土结构检测

混凝土结构主要包括3座溢洪道、8条输泄水隧洞和1座调节池及其附属结构,它们的现状健康情况对保障水库的安全运行十分重要。从溢洪道和隧洞的数量、规模看,混凝土结构需要检测的工作量巨大,且检测环境恶劣,对溢洪道、输泄水隧洞及其各种闸门的检测还需要一定的安全保障措施。

4金属结构安全检测

本工程闸门众多,其中有些闸门跨度大,这些闸门的工作状态是否安全,是关系到水库兴利和防洪能力的重要方面。现场检测应按下列项目进行:

★ 钢闸门检测:包括外观检测、材料检测、无损检测、结构应力和闸门振动等项内容,其中外观检测为必检项目,主要包括外观形态检测和腐蚀状况檢测等内容,检测闸门面板和纵横梁等构件的锈蚀厚度、蚀余厚度、止水老化情况和焊缝探伤等。

★ 启闭机和电气设备检测:包括外观形态检测、腐蚀状况检测、电气检测和启闭机安全性能检测、电气设备的老化和接地、动力线路和电气设备的绝缘性检测。

(三)安全监测资料分析

大坝安全监测资料分析内容包括监测系统完备性评价、监测资料可靠性分析、监测资料正反分析以及大坝安全性态评估。

通过水位、气温、降雨量等环境量与变形、裂缝开度、应力应变、渗流压力、渗流量等效应量监测资料的分析,评估大坝安全性态是否正常或发生转异。重点分析第一溢洪道扬压力偏高的原因。

(四)工程质量评价

对设计、施工、验收、运行资料齐全的水库大坝,应在相关资料分析基础上,重点对施工质量缺陷处理效果、验收遗留工程施工质量及运行中暴露的工程质量缺陷进行评价。对缺乏工程质量评价所需基本资料,或运行中出现异常的水库大坝,应补充补充钻探试验与安全检测(查),并结合运行表现,对大坝工程质量进行评价。

密云水库自建成以来于1996年做过一次安全检查,但建设当年施工质量控制、近20年前安全检查时的规范与现今采用的要求都有调整,因此除近几年的改扩建部分外,还有很多工作需要补充。本次安全评价中的工程质量评价部分以勘探、现场检测、物探普查和实际测量的成果为主要依据。

(五)运行管理评价

大坝运行管理评价包括对水库运行管理能力、调度运用、维修养护、安全监测的评价。包括大坝运行、维修和监测,运行管理包括整个运行期的情况,但重点在于工程现状。

(六)防洪能力复核

防洪能力复核包括防洪标准复核、设计洪水复核计算、调洪计算及大坝抗洪能力复核。根据水库设计阶段采用的水文资料和运行期延长的水文资料,并考虑建坝后上下游地区人类活动的影响以及水库工程现状,进行设计洪水复核和调洪计算,评价大坝现状抗洪能力是否满足现行有关规范要求。

(七)渗流安全评价

在现场安全检查基础上,根据工程地质勘察、渗流监测、安全检测等资料,综合监测资料分析与渗流计算对大坝渗流安全进行评价。对有渗流监测资料的大坝,首先应进行监测资料分析;对运行中暴露的异常渗流现象应作重点分析;对设有穿坝建筑物的土石坝,还应重点分析穿坝建筑物与坝体之间的接触渗透稳定是否满足要求。

(八)结构安全评价

结构安全评价的主要内容主要为大坝等建筑物的强度、变形与稳定复核。土石坝的重点是变形与稳定分析;输泄水建筑物的重点是强度与稳定分析。

采用现场检查法、监测资料分析法和计算分析法。应在现场安全检查基础上,根据工程地质勘察、监测、安全检测等资料,综合监测资料分析与结构计算对大坝结构安全进行评价。对有变形、应力、应变及温度监测资料的大坝,首先应进行监测资料分析;对运行中暴(揭)露的影响结构安全的裂缝、孔洞、空鼓、腐蚀、塌陷、滑坡等问题或异常情况应作重点分析。

(九)抗震安全复核

本次密云水库地区地震基本烈度为7度,大坝按8度设防,南石骆驼副坝按8.5度设防,其它建筑物按7~7.5度设防。因此,需对其相关的水工建筑物进行抗震稳定复核,重点关注地震液化问题,并按现行规范检查大坝工程现状是否满足抗震要求,包括挡水建筑物、泄水、输水等建筑物以及地基和近坝库岸。现状的抗震稳定复核计算结合以往不同时期及本次安全检测、地勘和相关土工试验的成果综合考虑,当不同时期复核计算参数差别偏大时,以本次实测数据作为主要参考。

(十)金属结构安全评价

金属结构安全复核应包括三部分内容:闸门和启闭机现场检测,闸门和启闭机复核计算,闸门和启闭机安全评价。

复核水库溢洪道闸门、输泄洪建筑物的闸门、启闭机和电气设备等在现状下能否按设计条件安全运行。根据闸门、启闭机及电气设备安全检测与复核计算的成果,参照相关的规程、规范进行安全状况综合评价分析,给出最终的安全评价结论;明确指出闸门及启闭机是否存在安全隐患,并提出消除安全隐患的具体措施。

六、结论

密云水库已投入运行55年,部分建筑物没有采取过大的加固措施,目前的混凝土强度和结构上是否符合现行混凝土结构要求需要特别关注,而且,大部分现行设计规范与原设计期间及1996年安全检查采用的规范都有了不同程度的改变。针对密云水库的工程现状,探讨了开展大坝安全鉴定需要关注重点问题以及实施方案,并于2015年~2017年实施大坝安全鉴定,及时掌握了密云水库各建筑物的安全性态及工程隐患,后续分阶段采取加固措施,保证大坝的正常运行。

参考文献:

[1] 中国水利水电科学研究院,密云水库大坝安全评价报告[R].2017

[2]水库大坝安全评价导则:SL258-2017[S],中国水利水电出版社,2017

[3]水利水电工程等级划分及洪水标准:SL252-2017[S],中国水利水电出版社,2017

[4]清华大学水利水电工程系,密云水库安全检查总报告[R].1996