水庫安全運(yùn)行觀測(cè)及常見險(xiǎn)情處理

冀春艷

摘要 水庫工程設(shè)施的觀測(cè)分析是水庫工程安全運(yùn)行管理的重要基礎(chǔ)，基于水庫安全運(yùn)行的基本要求，介紹了水庫工程一般性常規(guī)觀測(cè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，并通過觀測(cè)對(duì)常見的幾種水庫險(xiǎn)情發(fā)生及處理進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 水庫觀測(cè)項(xiàng)目；安全運(yùn)行；常見險(xiǎn)情；分析處理

中圖分類號(hào) P343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2015）12-0204-01

1 水庫主要觀測(cè)項(xiàng)目

1.1 水庫水位觀測(cè)

水庫水位觀測(cè)內(nèi)容為壩前水位及水工建筑物上、下游水位觀測(cè)。通過壩前水位觀測(cè)，能夠有效掌握進(jìn)出庫水量、水庫蓄水量。水工建筑物上、下游水位觀測(cè)是為測(cè)定上、下游水位變化情況，通過水位—流量關(guān)系推求泄放流量。

水位觀測(cè)一般每日8：00定時(shí)觀測(cè)1次，當(dāng)水庫上游降雨，來水加大，庫水位上升，從水位上升時(shí)起每隔2 h觀測(cè)1次；遇暴雨時(shí)，應(yīng)在水位起漲及漲幅增加時(shí)加密測(cè)次；水庫水位已上漲到設(shè)計(jì)洪水位（如50年一遇洪水位），應(yīng)每1 h觀測(cè)1次庫水位；水庫開始放水，停水，調(diào)整放水閘門孔數(shù)，或調(diào)整閘門開度的前后，各加測(cè)1次；水庫開始溢洪前及停止溢洪后加測(cè)1次；在溢洪過程中，每隔一定時(shí)間觀測(cè)1次；在調(diào)整溢洪閘門孔數(shù)和開度的前后各加測(cè)1次。

1.2 進(jìn)出庫流量測(cè)驗(yàn)

對(duì)于一些小型水庫未設(shè)進(jìn)庫流量觀測(cè)站，進(jìn)庫流量主要依靠水庫水量平衡推算，出庫流量一般據(jù)水工建筑物泄流曲線查算，有條件的也可以實(shí)測(cè)出庫流量。

進(jìn)庫流量推算方法主要根據(jù)水庫水量平衡原理反推進(jìn)庫流量，即根據(jù)某一時(shí)刻始、末庫容之差求出時(shí)段內(nèi)庫容的增量，庫容增量再除以時(shí)段秒數(shù)加上出庫流量，即為該時(shí)段平均進(jìn)庫流量。出庫流量一般為放水涵洞放水流量和溢洪道（或放水涵洞）泄水流量[1-2]。觀測(cè)出庫流量用流速儀或經(jīng)測(cè)段上的水位流量曲線查得。

1.3 大壩浸潤(rùn)線觀測(cè)

水庫壩體填筑材料類型較多，但大部分是土壩土料建筑，土料能夠透水，水庫水面以下，水體會(huì)滲入土壩內(nèi)，壩體形成上干下濕層面，干濕層面分界線為土壩浸潤(rùn)線。浸潤(rùn)線是檢測(cè)大壩安全的重要指標(biāo)，能夠觀測(cè)壩體滲透水能力，對(duì)大壩安全運(yùn)行維護(hù)起到重要作用。在日常觀測(cè)中，據(jù)庫中水位變化情況，一般3 d觀測(cè)水位變化1次，漲幅大時(shí)要增加觀次。

1.4 溢洪道瀉流量觀測(cè)

水庫溢洪道多為寬頂堰、實(shí)用堰，一般為自由出流，小型水庫多為開敞式溢洪道，也有閘門控制的，溢洪道分堰流和孔流。當(dāng)閘門（或胸墻）對(duì)水流不起作用時(shí)，水流過堰頂是連續(xù)的，狀態(tài)為堰流。當(dāng)水流受閘門（或胸墻）控制時(shí)，水流從閘門下緣流出，水面不連續(xù)，水流狀態(tài)為孔流。溢洪道瀉流量觀測(cè)，可按自由出流堰流和孔流公式進(jìn)行測(cè)驗(yàn)計(jì)算[3-4]。

1.5 滲流量觀測(cè)

水庫土石壩蓄水后，必然產(chǎn)生滲水現(xiàn)象，滲流是否屬于正常情況，需安裝設(shè)施測(cè)析滲透是否正常，壩身是否安全。當(dāng)滲流量小于1 L/s，采用容積法，觀測(cè)時(shí)將滲流水全部引入容器內(nèi)，計(jì)時(shí)結(jié)束記取時(shí)間，量出容器內(nèi)水量，計(jì)算滲流量；滲流量為1～70 L/s時(shí)，采用三角形量水堰法，一般設(shè)在集水溝直線段上，上下游溝底及邊坡需要加護(hù)砌，避免繞過量水堰的大量漏水，或建造專門的混凝土引槽。

1.6 變形觀測(cè)

小型水庫大壩變形為水平位移和豎向位移觀測(cè)。小型水庫只要求進(jìn)行橫向水平位移觀測(cè)，一般用視準(zhǔn)線法測(cè)量，可采用經(jīng)緯儀或視準(zhǔn)儀[5]。運(yùn)行期每年水平位移觀測(cè)2～6次，變形性態(tài)趨于穩(wěn)定，觀測(cè)次數(shù)取下限；變形性態(tài)變化速率大，觀測(cè)次數(shù)取上限，如遇高水位、庫水位驟變、特大暴雨、強(qiáng)地震，工程出現(xiàn)不安全征兆時(shí)，應(yīng)增加測(cè)次；豎向位移觀測(cè)，一般用普通三等水準(zhǔn)法測(cè)量，其往返閉合差要滿足符合有關(guān)技術(shù)要求。

2 幾種常見庫壩險(xiǎn)情及處理

2.1 滲水、管涌及流土

在持續(xù)變水位情況下，受施工質(zhì)量、夯壓不密實(shí)等因素影響，壩體內(nèi)出現(xiàn)滲透水分增多的現(xiàn)象，浸潤(rùn)線抬高明顯，在背水坡滲水溢出點(diǎn)以下，土體過分濕潤(rùn)發(fā)軟，將影響壩基安全。為減少滲水，保持壩體穩(wěn)定，背水坡用透水性強(qiáng)的材料反濾，使清水流出，土料不流失；臨水坡用篷布或土料、土工膜等透水性小的材料隔滲，上壓土袋降低水體入滲。在一定水力梯度作用下，砂礫中細(xì)顆粒在空隙中發(fā)生移動(dòng)，并被水帶出體外會(huì)發(fā)生管涌，處理采用“反濾導(dǎo)滲，控制涌水，留有滲水出路”方法，降低滲水壓力，使險(xiǎn)情穩(wěn)定。由于滲透水流的水力梯度增大，壩基局部土體表面隆起或大壩土體松動(dòng)，會(huì)發(fā)生流土現(xiàn)象，一般可在隆起部位就地取材，鋪麥稈層厚10～20 cm，如厚度超過30 cm可交叉分層鋪設(shè)，然后在其上壓土袋或塊石。

2.2 壩體滑坡漏洞塌坑

壩體邊坡失穩(wěn)，土體下滑力超過抗滑力，最初在邊坡或壩頂形成裂縫，隨著裂縫逐漸加大，最終出現(xiàn)滑坡。在高水位條件下，壩體坡腳及背水坡附近出現(xiàn)橫貫基礎(chǔ)或壩身的滲漏孔洞。在持續(xù)高水位情況下，壩頂部、迎水坡及坡腳附近會(huì)發(fā)生局部下陷形成塌坑險(xiǎn)情[5-6]。對(duì)因滲流作用而引起的滑坡，采取“前堵后排”措施，對(duì)滑坡?lián)屪o(hù)，應(yīng)以“臨水坡為主，背水坡為輔”，滑坡是土壩重大險(xiǎn)情之一，一般發(fā)展較快，一旦發(fā)現(xiàn)，要立即采取措施，在搶護(hù)時(shí)抓緊時(shí)機(jī)，事前料準(zhǔn)備好，一氣呵成。漏洞處理首先在臨水坡尋找漏洞進(jìn)水口，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)進(jìn)行堵塞，將漏水的來源截?cái)啵瑫r(shí)，在背水坡漏洞出水口采用反濾蓋壓，阻止土料流失，以免險(xiǎn)情擴(kuò)大。塌坑處理根據(jù)具體情況，采用不同的處理方法：翻出塌坑內(nèi)松土，按原壩體部位要求材料回填，如有護(hù)坡，要按照墊層、塊石護(hù)砌要求，將原壩狀恢復(fù)，如塌坑在背水坡，使用的土料透水性要比原壩身大，促進(jìn)水體排滲；在臨水坡出現(xiàn)水下塌坑，當(dāng)水不太深或不能降低水位時(shí)，用麻袋、草袋、編織袋裝黏土直接在水下填實(shí)塌坑[7]。為防止在塌坑處形成滲水通道，可再拋投黏性土，加以封住和加寬；填筑濾料，塌坑發(fā)生在壩的背水坡，伴隨發(fā)生管涌、滲水或漏洞，形成跌窩時(shí)，先將塌坑內(nèi)松土或濕軟土清除，然后在背水坡塌坑處，按導(dǎo)滲要求，鋪設(shè)反濾層，進(jìn)行搶護(hù)。

3 參考文獻(xiàn)

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