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摘要:笔者结合从事水利引水隧洞管理的实践工作,对如何确保水工隧洞安全,延长工程寿命,提出了运行期的管理要点,为相关水工程管理单位提供借鉴和参考意义。
关键词:马兰引水隧洞;运行管理
中图分类号:C93文献标识码: A
马栏隧洞引水工程是为了增加桃曲坡水库水源,解决铜川水荒的跨流域引水工程,是“八五”期间陕西省20项兴陕工程之一。工程由引水枢纽、隧洞、出口连接渠道三部分组成,工程全长11.491km,设计流量3.0m3/s,校核流量4.0m3/s,正常水深0.85m,设计比降1:400,隧洞埋深65~400m,为无压洞,城门洞型,断面尺寸为2.0×2.1m,拱顶圆弧变径为1.05m,采用C15砼衬砌,厚度为0.25~0.60m,是典型的软岩深埋小断面超长隧洞。该工程于1992年10月兴建,1998年9月建成通水,为铜川地区的工农业快速发展发挥了重要作用。
工程建设期间国家投入了巨大的财力、人力、物力,运行期必须采用合理的管理措施和方法,确保各部位设计功能能够正常发挥,如何使工程建为所用,通过怎样的运行管理和调度,能够保障工程始终处于正常运行状态,并能够长期发挥工程效益,甚至延长工程寿命,是值得我们探索和深思的。
一、掌握工程各部位的建设质量
良好的施工质量是工程正常运行的基本保证,管理者要熟悉工程设计、施工、验收各阶段文件、鉴定报告,比如:引水枢纽施工、闸门安装、水工隧洞开挖、支护、衬砌等环节的内在质量,熟悉哪些是一次性施工合格的部位、哪些是质量优良的部位、哪些是经过返工加固处理的部位,哪些是有质量缺陷的部位等等;施工时哪段的地质条件差,哪段出现过涌水、塌方;明确工程运行管理的重点和难点。
二、制定科学合理的运行调度预案
咸阳市、铜川市均属渭北水资源短缺地区,马栏跨流域引水工程的运行,既要保证桃曲坡水库水源,又要兼顾当地必要的生态水,我们在运行之初就确定了“防、抢、引、泄”的工作原则,来洪时既要保证最大能力引水,又要保证工程运行安全,科学严密的运行调度预案就显得十分重要。2013年7月22日14时,马栏管理站遭遇了建站以来最大的洪峰,河水水位达2.8 m,流量超过173m/s3,照预案分级,调度中采用实时调度,随时根据河道水量、上游水位調整闸门开启高度,确保了引水流量始终保持在4.0m3/s,最大限度地发挥了工程效用,洪水过后,经检查工程各个部位运行良好。
三、严格执行检查、巡查制度
规范的检查、巡查制度是保障工程正常运行,及时发现问题的必要手段,我们主要采用以下四种方式。
1.日常巡查
主要检查工程的引水枢纽、交通桥、引水隧洞、进水闸门、启闭设备和库区岸坡等水工设施,发现异常迹象或变化,详细记录,研究制定处理措施。
2.年度检查
每年汛前,组织专业技术人员徒步穿越11.491 km的引水隧洞,对工程进行全面检查。检查的主要内容为是否存在堵塞、淤积、崩塌、变形;是否存在裂缝、空蚀、渗水、冲淘;结构缝、沉陷缝、排水孔是否正常等。
3.特种检查
是在特殊情况下,对整个引水工程或重要部位的重大安全问题的检查:
①在发生特大洪水、暴风雨、强烈地震或重大事故等非常事件后,或发生异常现象对整个工程运行安全有怀疑时,立即组织安全特种检查。
②聘请有关专家成立安全检查领导小组,制定检查计划,组织相关单位及人员进行检查。
③检查范围视异常事件的严重程度和所担忧的事件后果有针对性的确定,最后提出整个工程运行安全特种检查报告。
四、工程运行过程中应着力避免的事项
引水隧洞常见的损坏现象是衬砌出现蜂窝、裂缝、断裂和永久缝止水失效等;有的损坏现象是衬砌连同围岩被空蚀、冲刷或在动水压力作用下被整块掀起。针对马栏引水隧洞的工作特点,应尽量避免满流过渡状态下运行;每次充水或放空过程应缓慢进行,切忌使流量猛增或突减,以免洞内产生超压、负压、水击等现象而引起工程损坏。
五、日常维修养护及除险加固
马栏引水工程建筑物大部分为混凝土结构,经多年运用以后,个别部位会发生淤积、冲蚀、脱壳、裂缝等缺陷或不同程度的损坏,根据破坏程度不同,分别采用了以下维护、修补和加固办法。
1.日常维护
坚持每日对引水工程进行巡查,观测河道水位、流量,引水流量、闸门开启高度,查看渠道是否有渗流现象,是否有淤积;查看闸门门槽有无堵塞,闸门吊点结构是否牢固,止水设备是否完好;观察启闭设备,运转是否正常,有无异常声响,传动机件和承重构件有无磨耗损坏,齿轮咬合是否符合要求,连接螺丝及地角螺丝是否松动,润滑油是否充足,安全防护设备如电机、控制箱防雨是否完好。定期进行除尘、除锈、刷漆、加油及渠道隧洞淤积清理,确保工程运行状态良好。
2.修补处理
①水泥砂浆修补
对于脱壳、掉皮的部分,可用水泥砂浆进行修补,修补前应将有缺陷和损坏了的混凝土凿除,凿出新面,冲洗干净后,在润湿的表面上铺砂浆震实,压光后,按普通混凝土的要求进行养护。
②环氧树脂材料的修补
较小或未贯穿的混凝土裂缝,可采用环氧树脂材料修补,修补时,混凝土面应先进行凿毛,以增加粘结力。一般沿裂缝嵌槽,要求平整而粗糙,其形状为V形,宽度,浓度视裂缝大小而定。
3.维修加固改造
对于个别地段由于地质变化造成砼较大贯穿裂缝、移位或损坏范围较大,就要采取加固措施,应研究确定专项加固设计方案,落实资金,由专业队伍进行除险加固。
总之,马栏引水工程经过近十六年的运行,年平均引水量1200~1500万m3,达到了设计能力,为解决铜川水荒发挥了重要作用,至今工程运行情况良好,这与在实践中不断摸索出的管理方法和经验是分不开的。
关键词:马兰引水隧洞;运行管理
中图分类号:C93文献标识码: A
马栏隧洞引水工程是为了增加桃曲坡水库水源,解决铜川水荒的跨流域引水工程,是“八五”期间陕西省20项兴陕工程之一。工程由引水枢纽、隧洞、出口连接渠道三部分组成,工程全长11.491km,设计流量3.0m3/s,校核流量4.0m3/s,正常水深0.85m,设计比降1:400,隧洞埋深65~400m,为无压洞,城门洞型,断面尺寸为2.0×2.1m,拱顶圆弧变径为1.05m,采用C15砼衬砌,厚度为0.25~0.60m,是典型的软岩深埋小断面超长隧洞。该工程于1992年10月兴建,1998年9月建成通水,为铜川地区的工农业快速发展发挥了重要作用。
工程建设期间国家投入了巨大的财力、人力、物力,运行期必须采用合理的管理措施和方法,确保各部位设计功能能够正常发挥,如何使工程建为所用,通过怎样的运行管理和调度,能够保障工程始终处于正常运行状态,并能够长期发挥工程效益,甚至延长工程寿命,是值得我们探索和深思的。
一、掌握工程各部位的建设质量
良好的施工质量是工程正常运行的基本保证,管理者要熟悉工程设计、施工、验收各阶段文件、鉴定报告,比如:引水枢纽施工、闸门安装、水工隧洞开挖、支护、衬砌等环节的内在质量,熟悉哪些是一次性施工合格的部位、哪些是质量优良的部位、哪些是经过返工加固处理的部位,哪些是有质量缺陷的部位等等;施工时哪段的地质条件差,哪段出现过涌水、塌方;明确工程运行管理的重点和难点。
二、制定科学合理的运行调度预案
咸阳市、铜川市均属渭北水资源短缺地区,马栏跨流域引水工程的运行,既要保证桃曲坡水库水源,又要兼顾当地必要的生态水,我们在运行之初就确定了“防、抢、引、泄”的工作原则,来洪时既要保证最大能力引水,又要保证工程运行安全,科学严密的运行调度预案就显得十分重要。2013年7月22日14时,马栏管理站遭遇了建站以来最大的洪峰,河水水位达2.8 m,流量超过173m/s3,照预案分级,调度中采用实时调度,随时根据河道水量、上游水位調整闸门开启高度,确保了引水流量始终保持在4.0m3/s,最大限度地发挥了工程效用,洪水过后,经检查工程各个部位运行良好。
三、严格执行检查、巡查制度
规范的检查、巡查制度是保障工程正常运行,及时发现问题的必要手段,我们主要采用以下四种方式。
1.日常巡查
主要检查工程的引水枢纽、交通桥、引水隧洞、进水闸门、启闭设备和库区岸坡等水工设施,发现异常迹象或变化,详细记录,研究制定处理措施。
2.年度检查
每年汛前,组织专业技术人员徒步穿越11.491 km的引水隧洞,对工程进行全面检查。检查的主要内容为是否存在堵塞、淤积、崩塌、变形;是否存在裂缝、空蚀、渗水、冲淘;结构缝、沉陷缝、排水孔是否正常等。
3.特种检查
是在特殊情况下,对整个引水工程或重要部位的重大安全问题的检查:
①在发生特大洪水、暴风雨、强烈地震或重大事故等非常事件后,或发生异常现象对整个工程运行安全有怀疑时,立即组织安全特种检查。
②聘请有关专家成立安全检查领导小组,制定检查计划,组织相关单位及人员进行检查。
③检查范围视异常事件的严重程度和所担忧的事件后果有针对性的确定,最后提出整个工程运行安全特种检查报告。
四、工程运行过程中应着力避免的事项
引水隧洞常见的损坏现象是衬砌出现蜂窝、裂缝、断裂和永久缝止水失效等;有的损坏现象是衬砌连同围岩被空蚀、冲刷或在动水压力作用下被整块掀起。针对马栏引水隧洞的工作特点,应尽量避免满流过渡状态下运行;每次充水或放空过程应缓慢进行,切忌使流量猛增或突减,以免洞内产生超压、负压、水击等现象而引起工程损坏。
五、日常维修养护及除险加固
马栏引水工程建筑物大部分为混凝土结构,经多年运用以后,个别部位会发生淤积、冲蚀、脱壳、裂缝等缺陷或不同程度的损坏,根据破坏程度不同,分别采用了以下维护、修补和加固办法。
1.日常维护
坚持每日对引水工程进行巡查,观测河道水位、流量,引水流量、闸门开启高度,查看渠道是否有渗流现象,是否有淤积;查看闸门门槽有无堵塞,闸门吊点结构是否牢固,止水设备是否完好;观察启闭设备,运转是否正常,有无异常声响,传动机件和承重构件有无磨耗损坏,齿轮咬合是否符合要求,连接螺丝及地角螺丝是否松动,润滑油是否充足,安全防护设备如电机、控制箱防雨是否完好。定期进行除尘、除锈、刷漆、加油及渠道隧洞淤积清理,确保工程运行状态良好。
2.修补处理
①水泥砂浆修补
对于脱壳、掉皮的部分,可用水泥砂浆进行修补,修补前应将有缺陷和损坏了的混凝土凿除,凿出新面,冲洗干净后,在润湿的表面上铺砂浆震实,压光后,按普通混凝土的要求进行养护。
②环氧树脂材料的修补
较小或未贯穿的混凝土裂缝,可采用环氧树脂材料修补,修补时,混凝土面应先进行凿毛,以增加粘结力。一般沿裂缝嵌槽,要求平整而粗糙,其形状为V形,宽度,浓度视裂缝大小而定。
3.维修加固改造
对于个别地段由于地质变化造成砼较大贯穿裂缝、移位或损坏范围较大,就要采取加固措施,应研究确定专项加固设计方案,落实资金,由专业队伍进行除险加固。
总之,马栏引水工程经过近十六年的运行,年平均引水量1200~1500万m3,达到了设计能力,为解决铜川水荒发挥了重要作用,至今工程运行情况良好,这与在实践中不断摸索出的管理方法和经验是分不开的。