简介:关于工程大坝方面的论文题目、论文提纲、工程大坝论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
鲁晓哲
(辽宁省东水西调工程建设局 辽宁阜新 123000)
摘 要:通过安全鉴定,确定大坝、输水涵洞存在许多安全隐患,采取除险加固工程措施,消除了工程隐患,改善了大坝的安全水平.
关键词:闹德海水库 除险加固 工程措施 工程质量 运行效果
中图分类号:TV697 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(b)-0055-02
1. 工程概况及存在的主要问题
1.1 工程概况
闹德海水库位于辽河支流柳河上游,辽宁省彰武县境内,是一座以防洪滞沙、工业供水、农业灌溉等综合利用的大(二)型水库.工程始建于1938年,建成于1942年建库后经过1965年加固,1970年改建以及1991年至1994年的消险加固工程.水库主体工程由挡水坝、溢流坝及泄洪排沙孔组成.大坝高44.5 m,坝长167 m.大坝按百年一遇洪水设计,千年一遇洪水校核.设计洪水位为189.56 m,相应库容为1.368亿m3,洪峰流量7630m3/s,校核洪水位为193.11 m,相应库容2.227亿m3,洪峰流量12900 m3/s,兴利水位为181.50 m,相应库容0.5亿m3.
1.2 存在的主要问题
大坝安全鉴定结论为:(1)工程质量评价:本工程系伪满时期建成,由于年代久远,加上政府更迭,已无处查找当时大坝施工建设资料.(2)防洪标准校核:在水库现有运行方式下,水库实际防御洪水能力不能满足要求,现状坝顶高程低于计算坝顶高程,不满足规范要求,在现有运行方式情况下,闹得海水库防洪安全性分级为C级.(3)渗流安全评价:1999年至2002年绕坝渗流观测资料表明,两岸岸坡沿垂直坝轴线方向的水力坡降小,防渗帷幕作用不大,绕坝渗漏严重.现场检查发现大坝下游左右岸岸坡渗流严重,渗流点密布,部分岸坡因渗流冲刷形成孔洞.由于岸坡坝段渗流和绕坝渗流严重,大坝渗流部分评价为C级.(4)结构安全评价:受高速水流冲刷及冻融剥蚀严重破坏,溢流堰面混凝土已出现严重剥蚀现象,普遍出现麻面,骨料裸露,平整度不够.溢流坝护坦长度不足20 m,且无其它效能设施,其下游冲坑经过洪水冲刷,冲坑深度近10 m,深坑面积达1200 m2,且呈不断加深、加大趋势,已对大坝的安全构成威胁.大坝表面及廊道内裂缝严重,4#、5#、6#桥墩产生贯穿性裂缝,大坝上游岸坡岩体风化冻融严重,已出现坍塌、滑坡趋势.由于以上诸多问题,大坝主体结构安全评价为C级.(5)金属结构分析评价:排沙孔1#、2#、4#、6#、7#启闭机的启闭容量不足及超过使用年限等,不能满足闸门启闭的正常运行,存在重大安全隐患,输水洞闸门因腐蚀条件需要更换的构件数不满足规范要求,启闭机容量不足,不能满足闸门正常运行,存在重大安全隐患.金属结构安全性评价为C.水利部大坝安全管理中心坝函[2005] 989号文《关于柴河等六座水库三类坝安全鉴定成果的核查意见》,确定闹德海水库为Ⅲ类坝,应及时对大坝进行除险加固.闹德海水库除险加固工程主要项目有:坝下消能工程、帷幕灌浆工程、不稳定岸坡喷锚工程、增设排沙底孔和中孔检修闸门配套工程、输水洞改造工程、坝体缺陷裂缝处理工程、工程观测系统.工程设计总投资6328.02万元.
2. 除险加固工程措施
2.1 坝下消能工程
2.1.1 工程现状
闹德海水库溢流坝施工到护坦时,处于日伪投降,工程没有按照预定的图纸施工,坝下消能施工搁浅.现有的水库溢流坝下护坦长不足20 m,没有任何消能工程.本次初设实测坝前冲坑最深处高程145.2 m,冲坑深度近6 m,面积达1200 m2,上述问题直接威胁大坝的安全.
2.1.2 工程措施
本次设计坝下消能方式采用底流消能中的消力池方案,由于溢流坝下护坦已经断裂,先拆除此护坦,在新设计10 m长、2 m厚护坦后接消力池,消力池斜坡段长13 m,坡比1∶4.0,池长37 m,池宽45 m,池深3.5 m,池底高程147.7 m,底板厚度2.0 m.消力池接原天然河道.消力池混凝土采用C25、F200,为了防止高速水流对消力池混凝土的冲刷破坏,在底板表层采用0.65 m厚的聚丙烯纤维二级配抗冲耐磨混凝土,聚丙烯纤维掺量1 kg/m3.底板下设直径25 mm锚筋,锚筋间距2.0 m,面层配直径16 mm、间距0.2 m的钢筋网,锚筋下部插入新鲜岩石2.0 m,上部与钢筋网焊接.对于坝后冲坑和底板下超挖部分,采用C10混凝土回填.消力池底板设直径0.1 m的排水孔,呈梅花形布置,间距3.0 m.
底板向两岸护砌至153 m高程.对消力池范围内的两岸岸坡,清除表层强风化岩并敲掉活动岩石,确保岸坡稳定.
2.2 帷幕灌浆工程
2.2.1工程现状
闹德海大坝每年蓄水后,两岸绕渗现象很严重,两岸绕坝渗流出露点较多,主要分布于坝下游150 m范围内,左岸多于右岸,出露高程一般在155.0 m以下.产生绕坝渗漏的原因主要还是坝基岩体完整性差,库水沿裂隙渗漏,渗漏量加剧不利于大坝的安全与稳定.虽然1994年对坝基和岸坡进行了灌浆处理,但岸坡布孔为单排,效果较差.
2.2.2 工程措施
由于绕坝渗漏现象比较严重,所以帷幕灌浆孔布置成双排孔,排距1.7 m,孔距2 m,其中,下游排灌浆起止高程从岩面线向下至150 m高程,下游排孔深40～50 m,上游排孔深为设计深度的1/2.设计防渗标准:ω≤3Lu.
2.3 不稳定岸坡处理
2.3.1 工程现状
经现场测绘调查,坝址区可能存在的不稳定岸坡主要有两处.
(1)右坝端至输水洞进口不稳定岩体.
主要为近直立的岸坡,顶部为第四系松散堆积物论文范文粉土,较厚,一般厚约2～5 m,岩体主要岩性为红褐色火山集块岩及灰色安山岩,节理较发育,个别节理已张开,宽度超过1 cm,且有泥质冲填.目前岸坡稳定,存在不稳定因素.
(2)右岸下游不稳定岩体.
该处山体较陡,主要岩性为红褐色安山岩.已有垂向裂隙张开,宽度约2～3 cm.为不稳定岩体.目前岸坡较陡,近直立,库水位以上坡面以强风化为主,局部为弱风化,该部位岸坡受河水冲刷力较大,岩质脆,抗冲能力弱.
2.3.2工程措施
(1)上游右坝头至输水洞进口间岸坡处理.
此段不稳定岸坡采用削坡处理,由现近直立的坡放至1∶0.75.岸坡石方开挖采用梯段爆破开挖,边坡采用预裂爆破.处理范围分为以下两部分施工.其中山体开挖面190.0 m高程以下全部进行钻孔、打锚杆、挂钢筋网、喷混凝土处理.锚杆为二级Ф28钢筋,锚杆长度5 m,孔距、排距均为2.5 m,喷15 cm厚C20混凝土.喷射混凝土范围内均布设排水孔,排水孔布置在153.5 m、159.5 m、165.5 m高程,水平间距8 m,孔深3 m,直径为Ф10 cm.
（2）下游左岸150 m处岸坡处理.
此段不稳定岸坡采用削坡处理,岸坡石方开挖采用梯段爆破开挖,边坡采用预裂爆破.开挖随着覆盖层开挖的阶段性进行,由现近直立的坡放至1∶0.6,处理长度约40 m,高度50 m左右.
2.4 增设排沙底孔和中孔检修闸门配套工程
2.4.1 工程现状
闹德海水库运用从1942年至1969年为滞洪运用阶段,底孔、中孔均不设闸门,全年敞泄,无兴利效益.从1970年又对大坝进行改建,5个底孔和2个中孔安装了平板钢闸门,5个底孔(1、2、3、4、5号)和2个中孔(6、7号)闸门尺寸相同,均为1.7 m×2.35 m,5个底孔闸门门槽的底坎高程为151.02 m,2个中孔闸门门槽的底坎高程为163.50 m.现有工作桥高度不够,工作闸门吊起的最大高度低于设计洪水水位线.
2.4.2 工程措施
根据工作闸门起吊要求,并且为了方便工作门槽检修,本次除险加固增加所有底孔和中孔检修闸门及配套工程.将现有倾斜式工作门槽拆除,改为直立式,同时原有工作桥和启闭机房也一并拆除,在闸墩上布置排架结构,排架上设工作桥,工作桥上设启闭机室,启闭机室顶端设工字钢轨道,起吊检修门.
2.5 输水洞改造
2.5.1 工程现状
水库自2000年经批准增加供水功能,水库改为蓄水运行后,需要增加拦污栅启闭设备.输水洞检修闸门原设计是静水启闭,水库改为蓄水运行后,原检修闸门改为事故检修闸门,要求动水启闭.配合金属结构闸门、拦污栅改造,水工建筑物也需要进行相应改造.闹德海水库1974年增建直径3 m、长450 m的输水洞.洞内壁只做了厚30 cm的混凝土衬砌,未做回填灌浆和固结灌浆,输水洞运行时,大坝下游右岸渗流明显,右岸坝头下部的岩石已产生了冻融破坏,有坍塌、滑坡趋势,严重影响右坝头的安全稳定.输水洞进口处为大面积的风化岩石,汛期经常有岩石滑落现象,淤积库区和淤堵输水.
2.5.2工程措施
拆除原闸门槽混凝土、进口扩散段、检修层和启闭机室.启闭机室重修,面积25 m2.由于平台低于校核水位,须将顶面平台抬高至193.5 m.引水隧洞进口拦污栅槽坡度为1∶0.6,进口采用三面扩散,均为椭圆曲线,以原进口顶点位置不变,布置新的进口.输水洞全线做回填灌浆,部位在顶拱120范围内,排距4 m,每排3孔,穿越混凝土结构进入岩石10 cm.输水洞全洞做固结灌浆,灌浆孔孔深由衬砌内表面算起为5 m,排距3 m,每排8孔,全洞线对称布置.
2.6 坝体缺陷、裂缝处理
2.6.1 工程现状
根据辽宁省水利水电质量检测中心提供的《辽宁省闹德海水库工程安全检测报告》可知,闹德海水库大坝下游坝面混凝土出现多处竖向或近似竖向的裂缝,总数量近百条.下游侧溢流坝面混凝土表面冲刷和冻融剥蚀严重,混凝土表面普遍出现麻面,骨料裸露,表面凸凹不平.左右挡水坝段、溢流坝段混凝土碳化深度均较深,达到43.0～45.0 mm.观测廊道内在顶拱上有一条与廊道平行的连续裂缝,侧墙有100余条垂直裂缝,一般缝宽0.2～0.5 mm,最大达到0.7 mm,局部沿缝有大量的钙质析出,形成宽10 cm、厚5～8 cm的钙质晶体.
2.6.2 工程措施
大坝下游表面裂缝对于缝宽<,0.2 mm的裂缝,在裂缝表面采用PCS－3柔性抗冲磨涂料进行表面封闭处理,对于缝宽0.2 mm<,δ<,0.4 mm的裂缝,在裂缝部位进行凿槽,嵌填GBW遇水膨胀橡胶,用柔性论文范文物水泥砂浆回填.大坝下游面表面剥蚀的混凝土全部进行“凿旧补新”法进行修补,采用在裂缝部位开槽嵌填柔性止水密封材料,用论文范文物水泥砂浆表面覆盖,内部进行化学灌浆处理的方法.对溢流坝段工作桥桥墩与堰顶面连接处裂缝损坏混凝土凿除、钢筋除锈、填充混凝土,桥墩裂缝采用SK-E改性环氧树脂灌浆的处理方法.
2.7 工程观测及水情自动化系统
2.7.1工程现状
目前水库开展的大坝表面位移观测采用的是视准线法及水准测量法、绕坝渗流及扬压力观测采用的是测深钟法、这种传统的人工观测方法,其观测强度大,精度低,而且有些观测设施已老化破坏,溢流坝段未设表面位移观测点.水库现有雨量站的仪器设备已不能正常工作,观测水位需通过水尺进行库观测.
2.7.2 工程措施
按照《混凝土大坝安全监测技术规范(试行)》SDJ336-89的要求,对观测设施进行更新改造,实现观测自动化.本工程坝顶水平、垂直位移观测采用真空激光准直法.真空激光测点在溢流坝段,布置在每个闸墩上,位置在新建交通桥上游侧.共计6个坝段,6个闸墩,12个测点.扬压力观测断面设于坝基灌浆廊道内,共计14个测点.采用弦式渗压计进行观测,廊道内,将全坝段划分为两个区,每个分区设量水堰,采用量水堰测量仪进行观测坝基、坝体的渗漏量.在两岸坝头的10个绕坝渗流观测孔内放入压阻式渗压计测头,测头引出电缆接入DAU测控单元,通过光缆与设置在观测房内的电子计算机组成自动化观测系统观测绕坝渗流量.对雨量站的仪器设备进行更新,建成遥测雨量站,自动采集后的数据通过无线通讯等方式传向大坝监测控制中心.在右侧挡水坝段上游侧设一个超声波水位计,精确测量坝前及坝后水位.
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3. 工程质量
闹德海水库除险加固工程严格按照SDJ249-88《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准(一)》和SL176-1996《水利水电工程施工质量评定规程》的规定,对每个分部工程中的每个单元工程质量进行单元工程、分部工程和单位工程检查验收.4个单位工程全部优良,303个单元工程全部合格,单元优良率为81.5%.
4. 工程运行效果
闹德海水库除险加固工程竣工后,随着消能工程投入使用,大大减小了行洪水流对河道及两岸山体的冲刷,两岸绕坝渗漏现象得到较大改善,两岸绕坝渗流出露点基本消失,排沙底孔和中孔检修闸门配套工程完工后7台启闭机均可以在任何水位下进行启闭操作,工作桥高度提高后,工作闸门吊起的最大高度满足了设计洪水水位线.上下游不稳定岸坡经过喷锚处理后不稳定隐患已经消除,输水洞改建并进行回填灌浆、固结灌浆后,输水洞闸门满足动水启闭的条件,灌浆效果良好,运行期间对绕坝渗的影响基本消失,工程观测和水情自动化系统改照后实现了观测自动化.
5. 结语
闹德海水库除险加固工程完工后,彻底解决了大坝的渗漏和稳定等诸多问题,通过水库不同运行阶段的观察和观测,未出现任何异常现象,各项运行指标均达到了设计要求,达到了除险加固的目的.
参考文献
[1]辽宁省闹德海水库安全鉴定报告[R].
[2]辽宁省闹德海水库初设报告[R].
[3]辽宁省闹德海水库工程安全检测报告[R].
[4]辽宁省闹德海水库除险加固工程竣工验收鉴定书.
总结：本论文为您写工程大坝毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
中国大坝工程学会引用文献:
[1] 优秀中国电机工程学报论文题目 中国电机工程学报论文题目如何取
[2] 热门中国机械工程论文题目 中国机械工程论文题目怎样取
[3] 中国电机工程学报学论文参考文献 中国电机工程学报核心期刊参考文献哪里找
