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关键词:病害成因;地质勘查
Abstract: the jiangxi province is reservoir, reservoir in the number came second in the decades of use, many "senile" reservoir dam there are unstable and leakage problems, the author of the problems involved in the reinforcement of the reservoir in recent years work experience summary for reservoir puts forward some safety problems in the survey scheme, so that water conservancy workers are discussed and using for reference.
Keywords: disease causes; Geological exploration
中图分类号:TV62文献标识码:A 文章编号:
一、水库病害成因分析
水库病害主要受运行条件、气候、地理、地质条件以及建设时期的特定环境影响,各水库工程就存在各种各样的病害,使得水库达不到设计蓄水量,甚至许多水库空库运行,有效灌溉面积减少。不仅如此,由于水库存在不安全隐患,对下游人民生命财产安全也带来严重威胁。如何兴利除弊,首先就必须及时准确地分析水库病害成因,为水库除险加固工程的必要性和设计提供可靠依据。在对全区病险水库实地踏勘和室内分析整理,病险水库病害成因主要是以下几种。
1.1 库岸不稳定
很多病险水库中是因水库的水下岸坡存在不稳定体,在水库建设的蓄水前期则已产生一定的基料位移或滑塌,在建水库时未进行处理。建成使用蓄水后,由于地下水环境的改变而加剧其不稳定性,尤其是近坝不稳定体,对水库的安全影响最大。库岸滑坡主要受岸坡第四系松散堆积物厚度、岩体风化程度、岩体软弱结构面的优势面、岸坡坡度和地下水环境改变的控制和影响。不稳定体滑动面一般是第四系松散堆积物与基岩接触带,或岩体软弱结构面的优势面,或全、强风化岩体中的应力集中接带。山高坡陡,基岩裂隙水位较高,地下水多从谷坡裂隙渗出,并经松散堆积物与基岩接触带排泄于谷底,同时软化和接触口,这些因素导致接触口抗剪强度降低,从而引起坡积层沿基岩面的滑动,危及大坝安全。
1.2 土石坝沉降
在小型水库中,坝体均为土石坝,由于当时的施工条件限制,这些土石坝坝基不同程度的保留了第四系松散堆积物,堆积厚度一般是2~4m,软弱层极少见,但这些堆积物的天然密度多大于坝体填筑密度,同时在坝体土自重多年作用下已逐渐压密固结,坝基土的压缩变形是极有限的。因此土石坝的沉降问题主要来自于土石坝坝体本身因填筑物的不密实而产生的自重固结变形。
1.3 土石坝裂缝
常见的土石坝裂缝是平行坝轴线方向的纵缝和垂直坝轴线方向的横缝。土石坝背水坡的纵缝多由坝坡偏陡、上下游差异沉降、坝体土粘粒含量太高产生干缩和坝体向下游的渗透动水压力作用所引起的。但多数土石坝背水坡较为平整,且布有贴坡或棱体反滤排水,因此土石坝背水坡的纵缝一般不多见。土石坝迎水坡或坝顶的纵缝多由坝坡偏陡、坝体向上游的渗透动水压力作用和坝体土粘粒含量太高产生干缩所引起的。由于水库的不断蓄水和放水,使土石坝迎水坡的坝体土频繁出现饱水和失水过程,尤其是在库水位发生骤降情况下,这种纵缝更容易产生,严重时还会产生坝体滑坡。土石坝的横向裂缝除了坝体土粘粒含量太高产生干缩外,另外的原因就是坝体在分段填筑时施工缝处理不当,坝体产生差异滑动与沉降所造成的。
1.4 土石坝渗透稳定
土石坝渗透的不稳定渗漏原与防渗体在建造期间空隙过大或穿坝涵洞设计及其他构筑物差异变形产生的渗漏缝隙。当渗透流速大于砂、土的涌动流速时,土石坝则产生渗透破坏,还有因生物作用而产生渗透破坏的。
1.5 坝基抗滑稳定
除了上述情况外,有些水库大坝是坝底宽度较小的刚性坝,由于接触面抗剪强度不足、基岩优势面抗剪强度不足、坝基扬压力太大等原因使大坝发生险情。
1.6 坝基渗透稳定
已建大坝的坝基出现的渗透稳定问题,分析其原因主要是由于松散岩土孔隙、断层软弱破碎带、软弱破碎夹层和岩溶洞穴存在所引起的。库水通过这些薄弱带侵蚀坝基,促使坝基发生渗透破坏,这种情况多发生在贯通土石坝基的砂砾石层及风化破碎岩体上部。
1.7 绕坝渗透稳定
水库在长时间的运用成为病险库的情况下,绕坝渗透破坏也是一个经常发生的问题,其主要表现在两个方面: 一是近坝肩处断层破碎带管涌影响坝肩抗水稳定;二是绕坝渗漏引起坝肩下游深风化岩坡或土坡的滑坡,进而影响坝肩稳定。
二、病险水库地质勘察
水库除险加固工程的实施能否起到兴利除害的目的,使水库能充分发挥其作用,前期地质勘察工作有着至关重要的作用。由于病险水库为已建工程,所以其地质勘察与新建工程的工程地质勘察有比较明显的区别。首先是坝基地质情况呈隐蔽性,资料记录不完全,水库蓄水后地质情况发生改变;其次是对一些构筑物的质量和位置需要进行勘探和测试,所以称之为病险水库地质勘察,而不单纯是病险水库的工程地质勘察;三是地质勘察工作集中在安全鉴定勘察和除险加固初步设计勘察阶段,安全鉴定勘察时,无可参照的规程或规范,需根据现场勘察情况及经验得出结论和建议。就病险水库安全鉴定勘察的精度问题,现行可以参照《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50487-2008)和《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL 55-2005)所规定的“初步设计阶段工程地质勘察”和“技施设计阶段工程地质勘察之专门性工程地质问题勘察”精度实行。结合病险水库的前期建设资料和后期成为病险库时勘察的地形地质条件,工程地质勘察一般采用施工、运行调查与地质勘探、地质测试相结合的方法,才能使地勘工作有的放矢,同时查明其他存在的病害隐患,确保地质勘察成果的全面性和可靠性。病险水库地质勘察的原则是以病险工段作为重点勘察,必要时做专门勘察,一般工段做常规勘察。
2.1 库区地质勘察
病险水库地质勘察的主要内容是库岸稳定、水库渗漏和水库淤积问题。其中水库渗漏和水库淤积问题的地质勘察,视病险的实际情况进行。而库岸稳定的地质勘察,不管病险是否存在,均要进行,尤其是要对近坝库岸的潜在危险进行研究。勘察方法一般采用地质测绘和槽坑探的地表研究以及必要的工程钻探或硐探的深层研究。
2.2 坝区地质勘察
坝区地质勘察分坝体勘察和坝区工程地质勘察
2.2.1 坝体勘察。
勘察的主要内容是了解坝体的填(浇) 筑质量,裂缝位置、宽度、性状,渗漏通道、范围、性质,浸润面分布状况,滑坡体范围、滑移面宽度、性状,施工缺陷,结构体材料的性质及其他病险特征和相关问题。勘察方法一般采用钻探、坑探、井探和物探等地质勘探手段,标准贯入试验、动力触探试验、结构体的岩土试验和压(注、渗)水试验、连通试验、示踪试验、波速测试、堤坝病险探测、孔内电视等观测手段对坝体病害进行综合勘察。对于不同水库的病险工段的勘察,宜针对病险情况,选择合适的勘察手段和测试方法,勘探点的间距视需要而定;对于一般工段的常规勘察,宜结合坝基工程地质勘察范围布置勘探点,勘探点的间距参照《水利水电工程地质勘察规范》( GB 50487-2008)和《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL 55-2005)所规定的“初步设计阶段工程地质勘察”的要求布置。
2.2.2 坝基工程地质勘察。
工程地质勘察内容是在分析前期相关工程地质勘察成果的基础上,通过地质踏勘,了解工程区地形条件,调查施工和运行期间的坝基险情及隐患,查明坝基清基情况和坝基工程地质条件,分析坝基工程地质问题,评价坝基工程地质问题对坝基稳定的影响程度。勘察方法一般采用地质测绘、钻探、槽探、坑探、井探和物探等地质勘探手段,以及标准贯入试验、动力触探试验、岩土试验、压(注)水试验、坝基承压水头(扬压力)观测、连通试验、示踪试验、声波测井、孔内电视等观测手段对坝基进行工程地质勘察。重点勘察坝基前期及调查了解的险情及隐患。对其他坝基的勘察手段和测试方法以及勘察范围和勘探点间距可参照《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)和《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005)所规定的初步设计阶段工程地质勘察的要求。
2.3 涵洞工程地质勘察
穿坝输水涵地质勘察。混凝土坝中的穿坝输水涵病害勘察内容主要是了解涵管裂缝。通过管内检查、工程钻探、压(注)水试验和声波测井、孔内电视等,查明裂缝宽度与分布状况;土坝中的穿坝输水涵病害勘察内容主要是了解涵管裂缝、位移以及管周坝体土的性状与浸润线高程。一般通过管内检查、工程钻探手段,以及标准贯入试验、土工试验和注水试验等测试方法,查明涵管位移和裂缝状况,评价管周坝体土的渗透稳定性和抗冲稳定性。
总结
病险水库特别是小型病险水库的除险加固,是保障农业灌溉、农村饮水安全、农村经济发展的重要民生工程,对于病险水库治理工程要充分地分析工程所在地的地质条件,得出初步适合的防渗加固措施,并根据所选防渗措施的技术可行性、效果可靠性、工程安全性、经济合理性等方面进行综合论证研究,以找出适用于所治理病险水库地质条件的最优防渗加固方案。
参考文献
关键词:岩土 工程 勘察 报告 编写 质量 控制
一、有关岩土工程勘察
1.岩土工程勘察定义。岩土工程勘察,英语为geotechnical invesigation,就是根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。
2.岩土工程勘察阶段。按其进行阶段可分为:预可行性阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段、补充勘察、施工勘察等。
3.岩土工程勘察对象。根据勘察对象的不同,可分为:水利水电工程(主要指水电站、水工构造物的勘察)、铁路工程、公路工程、港口码头、大型桥梁及工业、民用建筑等。由于水利水电工程、铁路工程、公路工程、港口码头等工程一般比较重大、投资造价及重要性高,国家分别对这些类别的工程勘察进行了专门的分类,编制了相应的勘察规范、规程和技术标准等,通常这些工程的勘察称工程地质勘察。因此,通常所说的“岩土工程勘察”主要指工业、民用建筑工程的勘察,勘察对象主体主要包括房屋楼宇、工业厂房、学校楼舍、医院建筑、市政工程、管线及架空线路、岸边工程、边坡工程、基坑工程、地基处理等。
4.岩土工程勘察内容。岩土工程勘察的内容主要有:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终根据以上几种或全部手段,对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
5.岩土工程勘察的方法与技术。岩土工程勘察的方法或技术手段,有以下几种:(1)工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。(2)勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。(3)原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。(4)现场检验与监测。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,并以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行,但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象,应在建筑物竣工运营期间继续进行。
二、努力提高报告的编写能力
1.要具备牢固的地质地貌和工程理论地质基础理论方面,主要是岩石学、构造地质学、第四纪地质学和地貌学;工程地质方面,主要是土质学、土力学、工程地质分析、工程动力地质学、工程地质勘察。
2.要熟悉和把握有关的规范规程规范规程既是经验的总结,又是技术的指南,具有很强的勘察工作指导性。对于国家的、行业的、省和地方的有关规范规程,必须熟悉把握,并在具体勘察工作中认真执行。
3.要了解工作区的地质情况对于勘察地段的区域地质、水文地质、工程地质资料,应尽可能地搜集并熟悉。对于邻近地段已有的工程地质勘察资料,也要尽可能了解,以便在勘察工作中发挥其参考作用。
4.要把握工程设计的基本要求和基础施工的技术要点只要明确了工程设计的基本要求和基础施工方法,作出的工程地质评价才能有的放矢、正确客观,提出的建议才能合理适用。
5.要切实保证第一手资料的质量岩土工程勘察报告是工程地勘察的最终成果。一份高质量的勘察报告,必须来自于高质量的第一手原始资料。
6.提高综合知识方面的技能。如基本的数理统计知识、文字表达能力、编图技巧、综合分析能力。
三、确保岩土工程勘察质量
1.严格按基本建设程序办事,先进行地质勘察后设计。对无地质勘寒资料工程的设计应不予报建,对(未能按照相应的等级)降级进行地质勘察的工程不予报建。
2.提高地质勘察单位员工的质量意识,加强职业道德教育,健全岗位责任制度,培养良好的认真负责的工作作风,避免出现地质勘察资料的失误。
3.建立审查、复核制度,对室内室外技术资料要有资深的专业人员进行审查和复核,敢于对钻探、土工试验结果提出质疑,并通过对相近建筑物的钻探资料对照分析,确保资料的准确性。必要时可重探可疑探点、可重做相关试验。
4.要根据建筑物的安全等级与场地类别,并结合地质历史(注意收集相关资料)与地形特色进行探点的布设,并按规范进行相应比例和数量的取土探孔和原位测试探孔的布置,避免漏探特殊地质现象。
5.勘察布孔。勘察与设计的接口:收到设计人的勘察任务书后,应认真阅读,仔细分析,充分了解设计意图,不明白的地方及时与设计人沟通,存在疑虑的地方需向设计人提出。设计人往往有偏于保守的倾向,如对地基承载力要求过高、要求一桩一钻、对桩基承载力提出过高要求等。由于岩土体始终是一个灰箱,无法彻底查清岩土体的分布及其物理力学参数,在做与岩土相关的工程设计时固然要留有一定的安全富余度,但是必须在了解场地岩土条件的情况下才能准确把握安全的尺度,采用过于保守的岩土参数,过高的安全系数将不可避免的造成工程建设的极大浪费。做岩土工程勘察的人一般比做结构设计的人更清楚或者更容易把握场地的岩土条件情况,因此岩土工程师应当,也有必要提出意见供设计人参考。在勘察任务书与工程平面布置图确认无误后,勘察人员应到现场踏勘,了解场地情况,并提出勘察纲要供钻探等供外业使用。
参考文献:
关键词:水工建筑;建筑荷载;设计规范;
前言:水工建筑荷载设计的规范必须与按照水利水电工程结构可靠度设计统一标准制订的其他水工结构设计规范配套使用。这是有非常严格的规范体系的。无一规矩不成方圆,水工建筑荷载设计的规范也是这样的道理。水工建筑荷载设计中的美哟个方面都要在设计规范的范围之内。只有这样,水工建筑荷载设计才能做的更好。下面笔者就简单针对水工建筑荷载设计的规范做一个简单的阐述。希望能对大家理解水工建筑荷载设计有一定的帮助。
1.水工建筑的简单介绍
什么是水工建筑物?百度解释是水工建筑物是控制和调节水流、防治水害,开发利用水资源的建筑物。很显然,水工建筑中的很大程度上都是在进行荷载的工作。这样也就非常明显的感觉到了水工建筑的重点就是在水工建筑荷载的设计上。如果说水工建筑是各项水利工程的重要组成部分,而荷载的设计就是水工建筑的重要组合成部分。
1.1什么是水工建筑
水工建筑物就是在水的静力或动力的作用下工作,而它的荷载设计是否良好,决定了水工建筑物的好坏。工建筑荷载设计的规范是对水工建筑的一个非常好的把关。其中水工建筑中的控制和调节水流、防治水害以及开发利用水资源都是水工建筑设计的一些必不可少的一些要素。如何将整个的工程做好就需要考虑到水工建筑荷载设计的规范了。很显然因为水工建筑物涉及许多学科领域,除基础学科外,还与水力学,水文学,工程力学,土力学,岩石力学,工程结构,工程地质,建筑材料以及水利勘测,水利规划,水利工程施工,水利管理等密切相关。
1.2水工建筑的特点
水工建筑的特点有很多,主要有受自然条件制约多,工作条件复杂,施工难度大等三个方面。要解决这些问题,很显然有一个比较重要的方面,那就是在受力方面。很多时候大家都会对其质量进行加固,这其实也是在荷载方面的一个非常重要的因素。针对水工建筑的特点,也在一定程度上显示了水工建筑荷载设计的重要性。如果荷载设计不合理,将导致整个工程的质量不合格。其实最终的结果相信就不言而喻了。
1.3水工建筑的设计
水工建筑物设计包括:大小六个方面。选址,即坝址、闸址、洞线、渠线等的选择,选型,即选定建筑物的结构形式,枢纽布置,即确定枢纽中各个建筑物之间的合理位置,水力计算,即校核过流能力、计算水面曲线或压坡线等,结构计算,即计算建筑物的强度、稳定和刚度等,进行工程细部设计、确定地基处理方案和观测设计等。这只是一般规模的水工建筑设计。在对大中型工程时,还应有水力模型试验与结构试验配合验证。这样就能最大限度的保证了水工建筑设计的合理性。但是不可忽略的就是对于荷载的设计。不难发现这几项设计中,多少都涉及到了一些荷载的设计。可以说水工建筑的设计中有一大部分是对于荷载的设计。
2.水工建筑荷载
水工建筑荷载的范围包括很多的方面,其中比较主要的是建筑物自重及永久设备自重,静水压力,扬压力,动水压力,地应力及围岩压力,土压力和淤沙压力,风荷载和雪荷载,冰压力和冻胀力等等。但凡会遇到的水工建筑的受力,水工荷载都是需要考虑到的。不难发现水工建筑荷载的范围是非常广的。下面笔者主要从两个方面对水工建筑荷载进行研究。这两个方面是水工建筑荷载的重要性与水工建筑荷载的规范。
2.1水工建筑荷载的重要性
水工建筑荷载的重要性是不言而喻的。比如说同样一项水工建筑,一个是没有考虑荷载问题的。一个是考虑的非常全面。当遇到冰雪天气或者是地震灾害的时候,非常明显的发现前者就会出现各种问题的。比如建筑变形或者建筑损坏,甚至会导致水工建筑的应用方面会受到非常大的影响。
2.2水工建筑荷载的规范
水工建筑荷载的规范是非常重要的。它是针对水工建筑的一个重要的标准之一。一般情况下,水工建筑荷载都是需要考虑到位的。主要包括对于外力作用下,水工建筑的承载情况来进行判断的。很多情况下,水工建筑荷载是有非常严格的规定的。它的规范要求是需要每个相关企业的通力合作才能完成的。相关的水工建筑荷载规范是一个比较重要的标准,只有这样才能保证水工建筑的合理进行。
3.水工建筑荷载规范的一般要求
水工建筑荷载规范的一般要求其实非常繁琐。它其中包括了非常多的问题。下面笔者主要从水工建筑荷载的规范,水工建筑荷载规范的重要意义,水工建筑荷载规范的现阶段的问题,水工建筑荷载规范的问题解决办法,水工建筑荷载规范的未来展望五个方面进行简单的阐述。
3.1水工建筑荷载的规范
水工建筑荷载的规范是有一定的标准的。而且这一标准现在来说也在进行着一些细节的更新。对于现阶段的出现的一些规范性性的标准还是需要不断的进行完善与更新的。相关的标准非常明确,相关的部门要严格按照此标准执行。这样就会形成一个硬性的标杆。
3.2水工建筑荷载规范的重要意义
对于水工建筑荷载规范的重要意义自然是不言而喻的。大家都知道一项建筑工程要有一定的指标。一项工程的合理运用也是得有一定的标准。人们在相关情况不明晰的情况下,水工建筑荷载的标准方面的规范就是一个比较好的规范。对于知道相关的水工建筑工作的合理进行有着非常重要的意义。
3.3水工建筑荷载规范的现阶段的问题
水工建筑荷载规范的现阶段的突出问题就在于相关的规范范围不尽全面。这就需要相关的部门进行更加全面的考虑进行相关规范的制定。在水工建筑荷载规范制定的现阶段,尽可能的建立完善的水工建筑荷载规范整体来说是非常重要的。
3.4水工建筑荷载规范的问题解决办法
水工建筑荷载规范的问题的解决办法其实比较明晰。就是尽可能的对相关的问题进行统一概括,对相关的规范条例进行更加完善的制定。尽可能全面的考虑相关的问题。这样才能建立起完整的水工建筑荷载规范体系。使得整个的水工建筑荷载规范问题得以充分的解决。
3.5水工建筑荷载规范的未来展望
水工建筑荷载规范的未来展望是相对比较好的。只要建立了比较完善的水工建筑荷载规范的体系,相关的工作就会非常容易,这样不难发现相关的部门在对于荷载规范上的问题就会减少。可以想象到,未来的水工建筑规范就会越来发挥到本应有的作用。相关部门的行为得到规范之后,相关的水工建筑也就会有非常好的一个提升空间。
结束语:水工建筑荷载设计的规范对水工建筑物的设计是非常好的一个硬性条件的把关。有了一定的规范条件之后,不难发觉水工建筑荷载设计的标准性得到了非常好的统一。本文通过对水工建筑荷载设计的规范的一个简单的介绍,相信大家对于水工建筑荷载设计的规范概念以及作用已经不再陌生。而相关的技术人员也应该有一个更加完善的规范条件与处理办法。工建筑荷载设计的规范是实现各项水利工程目标的重要组成部分。而水工建筑物涉及许多学科领域,也是需要特殊重视的一个方面。
参考文献:
【关键词】 计量认证 物探 仪器 自检方法
前言
中华人民共和国计量法规定,一切为社会提供公证数据的产品质量检验机构(单位),必须经省级以上人民政府计量行政部门对其计量检定、测试的能力和可靠性考核合格。这就要求从事产品质量检验的机构(单位)必须进行计量认证,并取得计量认证合格证后,方能开展产品质量的检验工作。而计量认证的主要内容是:①计量检定、测试仪器设备的性能;②计量器具的工作环境;③考核检测人员的素质;④保证量值统一、准确的措施及检测数据公正可靠的管理制度。由此可见,由于在产品质量检测中所使用的计量器具品种繁多,只有对这些计量器具进行检定、校验或检验且合格后,才能保证所用计量器具的量值准确可靠、性能完好,从而保证了检验结果的正确,即可实现全国范围内的检验结果具有统一可比性。这说明产品质量检测是一项以数据说话,数据面前人人平等的公证性工作,培养和造就高素质上水平的检测队伍,选择切实可行的检测手段,使用先进可靠的检测设备,制订完善的质量保证体系,是保证检测工作质量的重要方面。而仪器设备满足检测技术要求、检测数据准确可靠,又是全部检测工作质量的基础保证。对于计量器具的检定可分为强制检定和自行定期检定,而物探仪器多属于专用计量器具一类,所以一般以自检为主,为此就要首先选择并制订“物探仪器自检方法及操作规程”以满足物探仪器定期自检的要求。本文就是基于此点,与计量检定同行共同探讨仪器自检方法的选择问题,鉴于水平所限,不妥之处敬请指正。
自检方法
物探仪器设备的计量检定一般无现成校验规程可循,此时应按照计量认证考核合格的自编校验方法或者应用对比的方法进行校准。而自编的校验方法是对计量器具受检项目进行检验时,所规定的具体操作方法和步骤,它应具备明确、科学、具体、简便、实用、可操作的一般原则,且所用公式及其使用常数和系数都必须有可靠的依据或来源。
1. 弹性波类仪器自检方法
该类仪器可选用空气纵波速度标准值与实测空气纵波速度值对比的方法进行自行定期检验。具体操作如下:
1.1将拾震器及波源发生器按一定的间距一字排开并置于空气中,通过观测仪器记录空气中拾震器所接收的由波源发生器产生的震动波。
1.2以拾震器到波源发生器之间的一系列间距为横坐标,空气中纵波传播旅行时为纵坐标绘制“时——距”曲线,并按最小二乘法求出实测空气中的纵波传播速度(Vc)。
1.3计算空气纵波速度标准值Vo,
TO为校验时大气温度(℃)
1.2计算空气纵波速度标准值Vo和空气纵波速度测量值Vc之间的相对误差δ。
1.5判定标准:δ≤±0.5%,即认为合格,反之则认为不合格。
此类仪器还可以用标准钢棒、纯水的纵波速度作为对比标准进行自检,但这些方法均较空气纵波速度的自检方法相对烦琐或困难。
2. 直流电法类仪器自检方法
2.1该类仪器自行定期检验可按《水利水电工程物探规程》中有关规定,首先对该仪器在同一测点、同一电位差两次观测数据的相对误差进行检验,同时满足①1~3mV测程:相对误差小于3%;②大于4mV测程:相对误差小于1.5%,即为合格,此后再按下列方法进行自检。
2.2实测纯水和已兑制不同矿化度水溶液(如NaCl溶液)电阻率值。实际应用表1时,由于矿化度较高时(如矿化度≥10g/l),水溶液的电阻率较小,难以测试,且误差较大。所以一般取水溶液的矿化度范围为0~1.0g/l即可满足自检要求。
2.3计算水溶液单一矿化度时表1中标准电阻率与实测电阻率之间的相对误差。
ρo为标准值;ρc为实测值。
2.4计算n个矿化度水溶液的观测均方误差M。
2.5判定标准:M≤±3.5%,即认为合格,反之则认为不合格。
此类仪器设备还可以用标准电阻等作为对比标准进行校验,但标准电阻也要进行定期强制检验,故一般不予采用。需要说明的是此类仪器的自行校验还是比较烦琐的,实测时也较困难,不知同行有无简便明了的自校方法,可以探讨和共享。我注意到有的公司采用一台仪器在同一测点的二次测量结果进行对比校验是不科学的,因为如果该台仪器存在系统误差时,一般不易通过自检查出该仪器存在的问题,应引起注意。
3. 地质雷达仪器自检方法
该类仪器可选用空气电磁波速度标准值与实测空气电磁波速度值对比自行定期检验的方法来实施。具体如下:
3.1选择一处空旷的地方,其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质,在适当位置竖立放置一定面积的金属板(如铁板、钢板等)。
3.2在金属板面中垂线方向的一定距离处设置地质雷达发射天线和接收天线。
3.3观测并记录电磁波通过空气遇金属板后反射的雷达波形图。
3.4由原始记录的雷达波形图,读取金属板反射的双程历时t,进而计算空气电磁波传播速度Cc。
d为天线至金属板之间的距离。
3.5根据空气电磁波速度标准值(Co=0.3m/ns),计算空气电磁波速度标准值Co和空气电磁波速度测量值Cc之间的相对误差值β。
3.6判定标准:β≤±0.5%,即认为合格,反之则认为不合格。
此类仪器还可以用标准延时光纤等时基延迟作为对比标准进行自检,但其延时光纤的标准传输数据及其长度应经过严格的定期强检,才能使用,采用时应予注意。
结束语
Abstract: The article analyzes the causes and types of dangerous sluice, and combined with construction project, puts forward the reinforcement measures.
关键词: 蒋家嘴水闸;病险水闸;除险加固;成因;措施
Key words: Jiangjiazui sluice;dangerous sluices;reinforcement;cause;measure
中图分类号:TV697.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)32-0073-02
作者简介:张凯倩(1975-),女,湖南澧县人,常德市水利水电勘测设计院,主任,工程师,本科,研究方向为病险水库除险与加固。
0 引言
我国大部分水闸均存在不同程度的安全隐患。据不完全统计,截止至2008年5月,全国共有大中型病险水闸2600多座,占全国大中型水闸总数的33%左右。建成于1958年的蒋家嘴水闸是一座位于湖南汉寿沅水防洪大堤上的大(2)型水闸,原设计流量1665m3/s,该水闸安全鉴定类别为IV类,需要进行除险加固。
1 水闸病险成因分析
根据2008年的全国水闸安全状况普查资料,经统计分析后得出目前我国病险水闸成因主要包括以下几个方面。
1.1 自然原因 自然因素的影响会对水闸造成一定程度的破坏。自然因素中一部分为不可抗力,包括地震、海水侵蚀、超标洪水的发生、泥沙淤积等,另一部分为人类影响自然界后间接对水闸产生影响,如水体污染等,这些因素均会加速水闸结构的老化过程,危及闸体结构安全。
1.2 历史原因 我国大部分水闸均修建于“”、“”等特殊的历史年代,其中许多水闸都是边勘测、边设计、边施工的“三边”工程,而且许多水闸根本没有经过验收就投入了运行。当时中国社会经济和技术水平较低,水闸施工采用的材料质量较差,施工设备落后,致使许多水闸建设期就存在大量的问题,达不到标准要求。
1.3 技术原因 现代水闸设计之前,需收集河流较长系列的水文资料和数据,精确计算设计洪水的洪峰流量和可能发生的变化,才能准确的确定水闸的设计标准。大部分病险水闸建设时,由于技术条件的原因,能够获得的气象、水文资料很少,系列短,存在较大的局限性,导致当时的设计标准偏低,水闸防洪标准不够。由于建设时间较早,大部分水闸已接近或超过设计使用年限,水闸结构老化严重,其安全性和使用功能日益衰退。另外,由于流域或河流的防洪规划改变,许多河道已进行了扩挖和深浚,但是水闸并没有进行相应扩建或改建,致使其设计标准已无法满足现有使用要求。
1.4 管理原因 长期以来,轻视工程维护和管理的思想比较普遍。大部分水闸管理设施陈旧,管理经费不足,手段落后,难以适应管理工作的需要。一些水闸管理单位难以维持自身的生存与发展,根本无力担负病险水库的安全鉴定和除险加固费用,导致大部分病险水闸长期处于年久失修的状态,工程和设备的安全状况每况愈下。
2 水闸病险常见类型
2.1 原设计防洪标准偏低 大部分病险水闸设计时没有统一的技术标准、水文资料缺失,导致产生了防洪标准偏低的问题。例如蒋家嘴水闸工程设计是以1954年该地外湖出现的最高水位36.30米设防,水闸闸门顶高程36.00m,水文资料显示近年来水闸所在河道历史最高水位达37.85米,超过闸门顶高程1.85m,且随着河底高程因泥沙淤积不断提高,闸前水位由逐年提高的趋势,原设计防洪标准已完全达不到要求。
2.2 闸室和翼墙整体稳定性及抗渗稳定性不满足规范要求 许多病险水闸设计前期基础地勘资料未充分取得,或由于年久失修,结构遭受水流冲刷严重,产生了不同程度的沉陷和渗流破坏。根据蒋家嘴水闸的安全鉴定数据来看,1#闸墩基础遭水流掏空,地基产生了不均匀沉降,导致闸墩产生了裂缝,闸室稳定性已达不到规范要求。1996年汛期调蓄洪水时,闸墩有明显震动,水面有旋涡,经电法物探表明,闸下基础和消力池底板下的基础遭到破坏,形成漏水通道,对水闸产生严重威胁。
2.3 建筑物结构老化及损坏严重 部分病险水闸由于年代久远,建筑物表面产生了严重的碳化、裂纹甚至裂缝,有的混凝土表面卵石,甚者产生了露筋现象;水闸止水或观测设施老化破损严重;水闸启闭设备老化,缺乏防护装置,闸门锈蚀严重,启闭时有卡阻现象,汛期启闭机不能正常启闭,给防汛带来极大压力。
2.4 消能防冲设施不完善或损毁严重 部分病险水闸由于设计时防洪标准偏低,导致下游消能防冲设施设计标准也偏低,不能满足消能要求。由于年代久远,随着河床演变,部分水闸消能设施不能适应现状河床条件,导致消力池不能正常运行,产生水流冲刷引起海漫及防冲槽破损。还有部分特例,如蒋家嘴水闸运行过程中,发生过运石船翻船事故,大量块石沉入消力池内,导致消力池池深减小,消能防冲能力达不到设计要求。
2.5 其他病险类型 以上问题是大部分病险水闸普遍存在的问题,还有一些其他问题如枢纽布置不合理,铺盖、翼墙、护坡损坏,闸门及机电设备老化失修或严重损坏,观测设施缺少或损坏失效,管理房屋失修,防汛道路损坏,缺少备用电源、交通车辆和通信设施等也普遍存在。以湖南省内病险水闸为例,水闸病险的主要种类及所占比例见图1。
3 水闸除险加固工程措施
①对于闸室整体稳定性不满足规范要求、地基承载能力不足的水闸,需要进行地基处理,使地基承载力达到规范要求。水闸除险加固中的地基处理技术,主要包括水泥灌浆、化学灌浆、粘土灌浆和高压喷射注浆。其中,水泥类灌浆材料结石体强度较高,材料易得,配置方便,但灌浆直径或宽度容易受到水泥颗粒粒径大小的影响。化学灌浆虽然具有较好的可灌性,但是要防止某些化学灌浆材料给周围环境带来的污染。粘土灌浆主要用于充填劈裂或洞穴,恢复土体的完整性,堵塞渗漏通道,同时能够改善应力条件,减小或消除拉应力。高压喷射注浆常用于水闸地基处理工程,主要包括半置换法与完全置换法。对于蒋家嘴水闸,由于其工程量比较大,修复较为彻底,时间充裕,因此可以采用水泥灌浆进行水闸地基处理,这样不但成本较低,其强度与使用年限也与实际需求相吻合。地基处理完成后,可采取增加上部结构重量、加长或加厚底板、增设预应力锚固或抗滑桩等来提高闸室抗滑能力,使其满足整体稳定性要求。
②对于部分结构老化严重的水闸,如果是混凝土表面老化严重,碳化深度过大,需要采取措施修复混凝土。混凝土渗漏修复技术主要有表面粘贴法、化学灌浆法、表面嵌填法和表面喷涂法等,工程中可以采用其中一种方法或者可以多种方法同时使用。对于形态、尺寸及数量均已不再发展的静止裂缝,修补时仅需根据裂缝粗细及渗水情况选择修补材料和方法;而对于活动裂缝,则应该先消除其成因,待确认裂缝稳定后,再依据静止裂缝的修复方法处理。表面粘贴法是在混凝土表面粘贴防水材料,主要适用于龟裂和漫渗等缺陷;化学灌浆法是将高分子化合物的浆液通过一定压力灌入混凝土裂缝中,从而封闭裂缝,化学灌浆法示意图如图3所示,其施工工序为:施工准备裂缝开槽造灌浆孔槽面、孔面清理埋设灌浆嘴、孔口封闭清洗缝面封槽压力灌浆灌浆质量检查面层处理;表面嵌填需要沿着裂缝凿槽,然后在槽中嵌填止水密封材料,封闭裂缝,表面嵌填法示意图如图4所示,其施工工序为:施工准备裂缝开槽槽面清理止水材料嵌填封闭。由于蒋家嘴水闸常年蓄水,跨度较大,因此可以采用上述几种方法相结合进行混凝土修复。
③对于部分金属结构损毁严重的水闸,可根据《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》和《水利水电工程金属结构报废标准》进行检测后予以报废或更新改造。水闸金属结构主要指闸门及预埋铁件,其病害主要表现为钢制构件的锈蚀以及钢闸门面板裂缝等。对于蒋家嘴水闸的金属结构变形及锈蚀问题,需要更换的一定要严格进行更换,需要进行加固的部位,一定要注意尽量不要改变原结构的受力形式,以免对加固构件造成损坏;并且不宜采用焊缝与铆钉或螺栓共同受力的混合连接方法;在焊接时,应该避免连续焊接较长的焊缝,以免加固构件发生变形。
④对于下游消能防冲设施损毁严重、达不到规范要求的水闸,应分析其损毁的原因,有针对性的提出改善设计方案。一般来说,水闸实际过闸单宽流量大于消能防冲设施设计单宽流量,是导致其损毁的主要原因。在消能防冲设施设计前,应仔细校核过闸单宽流量,对于消能防冲设计单宽流量不满足要求的水闸,应重新设计消力池和海漫,采取增加消力池长度、深度、增设二级消力坎、加大海漫长度、宽度、扩散角等措施,使其满足防冲要求。
4 结语
目前我国水闸的病险问题和种类较多,针对不同类型及原因的水闸病险,要进行有针对性的加固措施,根据实际情况进行最合理的设计,同时需要合理安排修复工艺,避免因修复工艺不合理而带来不良后果。
参考文献:
[1]刘海声.21世纪水利可持续发展管理目标与措施[Z].安徽水利年鉴,2006.