漿砌石大壩的歷史悠久，數(shù)量較多，是重要的壩型之一，而我國是世界上建造漿砌石大壩最多的國家，據(jù)統(tǒng)計(jì)壩高15m以上漿砌石大壩的有2000多座，多為建于改革開放前的中、小型大壩，作為一類重要的水利工程類型，漿砌石大壩的安全維護(hù)關(guān)系民生福祉，防洪安危。而受當(dāng)時(shí)修建技術(shù)水平限制和使用年限較長，漿砌石大壩的安全維護(hù)管理工作任重道遠(yuǎn)，近年全球氣候環(huán)境變化，自然災(zāi)害頻發(fā)，洪澇災(zāi)害多見，包括漿砌石大壩在內(nèi)的中、小型大壩安全管理工作愈發(fā)重要。許多年來對于漿砌石大壩的管理維護(hù)，已積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，在原有管理經(jīng)驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)之上，應(yīng)用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)和風(fēng)險(xiǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，將其作為漿砌石大壩管理維護(hù)技術(shù)的強(qiáng)化內(nèi)容，是本文行將探討的問題。
一.常規(guī)安全管護(hù)
漿砌石大壩多為中小型水庫、水電站的攔截蓄水壩，地處鄉(xiāng)野山區(qū)，所以常規(guī)的安全管護(hù)技術(shù)措施仍為漿砌石大壩安全維護(hù)的基礎(chǔ)。常規(guī)的管護(hù)技術(shù)措施包括：①嚴(yán)禁在大壩上放牧、飼養(yǎng)牲畜，對壩體上有牲畜大便，應(yīng)及時(shí)清除以防白蚊生駐；②嚴(yán)禁于壩面及壩坡上堆放石料等重物，防止引發(fā)壩體不均勻沉陷或滑坡；③定期根除壩坡上的雜草等；④嚴(yán)禁在大壩和壩區(qū)建筑物附近進(jìn)行炸魚、挖坑及放炮炸石等危害壩身安全的活動(dòng)；⑤積極預(yù)防壩體滋生白蟻，如發(fā)現(xiàn)有白蚊活動(dòng)，應(yīng)立即開展防治。⑥保證壩區(qū)排洪溝排水暢通，尤其春夏汛期前應(yīng)進(jìn)行檢查；⑦嚴(yán)格按水庫的水位運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃進(jìn)行水位控制，以保證大壩在安全負(fù)載內(nèi)運(yùn)行。
二.大壩安全監(jiān)測與評估
漿砌石大壩安全管理維護(hù)的主要任務(wù)之一是對大壩進(jìn)行安全監(jiān)測和評估，尤其是每年汛前的安全監(jiān)測尤為重要。通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)安全隱患，進(jìn)行評估后，進(jìn)行事故處置、維護(hù)改善，同時(shí)也為大壩整體的風(fēng)險(xiǎn)評級與預(yù)警提供依據(jù)。漿砌大壩安全監(jiān)測以儀器觀測為主,以目視巡查為輔。
儀器監(jiān)測主要使用滲壓計(jì)、滲流觀測儀、水準(zhǔn)儀、測縫儀以及水位計(jì)，對大壩的滲壓、滲流、位移等進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容主要包括大壩滲壓、滲流量、垂直位移、壩段的張合度和壩前水位等。儀器的數(shù)量和分布位置可根據(jù)大壩體積規(guī)模及形狀進(jìn)行布設(shè)，根據(jù)大壩防護(hù)等級情況進(jìn)行每日定時(shí)監(jiān)測信息采集，或3～7日進(jìn)行一次定時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集。采集的安全監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸入大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)。大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、處理和分析預(yù)測功能，有條件的壩區(qū)可通過通訊線路將安全監(jiān)測系統(tǒng)與布設(shè)于各個(gè)位置的監(jiān)測儀器聯(lián)接，通過自動(dòng)安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)的數(shù)據(jù)定時(shí)采集。大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)減少了原有的人工數(shù)據(jù)處理的工作量和誤差，系統(tǒng)根據(jù)所安裝的軟件的提供商不同，會有一定的差異，但都包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和安全模型分析三個(gè)模塊。最終的安全模型分析，除對局部的安全隱患進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和揭示外，將依據(jù)系統(tǒng)建立的內(nèi)部分析模型，如滲流觀測滯后時(shí)間推算模型、位勢分析模型、滲流量分析模型斷面、滲流浸潤線模型等，進(jìn)行比對分析評估，以明確大壩當(dāng)前的安全狀態(tài)，并了解大壩整體的變化趨勢，為預(yù)測大壩今后變化，如大壩變形否穩(wěn)定，滲流形態(tài)和程度變化等評估預(yù)測提供參考，安全監(jiān)測系統(tǒng)將對所有的形成數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和打印，供大壩安全建檔和研究。
除以上常規(guī)的儀器監(jiān)測外，對于處在地質(zhì)災(zāi)害相對頻發(fā)地區(qū)，或病害相對危重的的漿砌石大壩，可在大壩安裝正倒垂線、伸縮儀、應(yīng)力計(jì)、接縫針、傾斜儀、強(qiáng)震儀等分別測定壩體的受力變形、位移、應(yīng)力、地震動(dòng)態(tài)反應(yīng)等及大壩基座巖盤的變形、位移等，以上儀器監(jiān)測可采用人工定期測量,也可列入大壩安全監(jiān)測系統(tǒng),每周或每兩周觀測一次。
作為儀器監(jiān)測的補(bǔ)充，人員目視巡查仍然為漿砌石大壩安全維護(hù)的重要工作內(nèi)容。巡查可分為階段例行巡查、年度巡檢和不定期巡查，巡查區(qū)域涵蓋所有壩區(qū)及水庫崩塌處等地質(zhì)薄弱位段,涵蓋監(jiān)測測儀器無法觀測到的所有范圍,工作著重發(fā)現(xiàn)儀器所不能監(jiān)測到的問題和狀況，認(rèn)真記錄匯總，作為與儀器監(jiān)測并行安全維護(hù)監(jiān)測數(shù)據(jù)供大壩安全管理使用。
三.大壩安全事故處置
漿砌石大壩常見安全事故主要有：滲漏，管涌和裂縫。較成熟的處置方案有土工膜防滲，充填灌漿防滲和劈裂灌漿防滲。因土工膜防滲需將庫水放干，工程造價(jià)高，而劈裂灌漿防滲將對壩體造成劈裂，有一定風(fēng)險(xiǎn)難以控制，所以通常采用充填灌漿防滲。
充填式灌漿技術(shù)工藝具體如下：①壩體布孔，應(yīng)用馬格公式得出灌漿擴(kuò)散半徑，按照灌漿擴(kuò)散半徑進(jìn)行布孔，采用逐漸加密法，孔距由疏至密，逐漸加密至設(shè)計(jì)孔距，各排孔位錯(cuò)開，按三角形布設(shè)，孔深要求達(dá)到滲漏層以下2米。②灌漿配制，漿液以水泥為主，加入10%～20%黃粘土和河砂，漿液要求有足夠流動(dòng)性，且固結(jié)快，凝固體積收縮小，漿液配制先稀后濃，分段灌注，遇到吃漿量大的孔洞，須配制濃漿灌注。③灌漿壓力，灌漿孔口壓力一般控制在4.9×104pa（0.5kgf/cm2），瞬時(shí)壓力一般控制在9.8×104pa（1kgf/cm2），灌漿機(jī)和孔口須安裝壓力表，灌漿過程做好記錄，重要孔洞應(yīng)繪制過程線。④封孔，按照設(shè)計(jì)的壓力值，在孔洞完全不吃漿狀態(tài)下延續(xù)0.5～1.0小時(shí)后結(jié)束灌漿，而后經(jīng)復(fù)灌不吃漿即可封孔。④檢查與驗(yàn)收，灌漿過程對鉆孔、灌漿壓力、漿液配方和吃漿量及灌漿過程出現(xiàn)的問題、處理方法做記錄，灌漿結(jié)束對資料進(jìn)行整編分析,以作為質(zhì)量驗(yàn)收參考數(shù)據(jù)，施工過程和完工后聘請質(zhì)檢工程師對灌漿質(zhì)量進(jìn)行檢測，由工程負(fù)責(zé)人和大壩主管單位領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行階段驗(yàn)收。
四.大壩安全檔案管理
由于歷史原因，多數(shù)漿砌石大壩的不僅工程設(shè)計(jì)和施工資料未能進(jìn)行認(rèn)真的整理，許多相關(guān)文字資料和圖紙不全，而且投入使用后進(jìn)行維護(hù)管理的資料，如監(jiān)測數(shù)據(jù)、維護(hù)施工資料均未能形成完善的檔案管理。現(xiàn)代大壩安全管理的風(fēng)險(xiǎn)評估、壩區(qū)災(zāi)害預(yù)測建立于對以往大壩安全監(jiān)測資料的分析之上，監(jiān)測的數(shù)據(jù)資料是判斷大壩運(yùn)行狀態(tài)是否安全的重要信息，所以大壩安全檔案的管理也是漿砌石大壩管理的基礎(chǔ)技術(shù)內(nèi)容，應(yīng)重點(diǎn)予以完善和科學(xué)規(guī)范化。
具體要建立大壩安全檔案管理的專職部門或?qū)Ｂ毴藛T，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用，將重要的大壩技術(shù)資料和日常監(jiān)測資料進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理存檔，以便于對大壩進(jìn)行長期的運(yùn)行規(guī)律分析研究，對于階段性的監(jiān)測分析結(jié)果和安全評估報(bào)告，要統(tǒng)一進(jìn)行存儲和保管，以便于需要對大壩進(jìn)行緊急安全評估時(shí)，能快速的提供各時(shí)間安全節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行快速風(fēng)險(xiǎn)評估和安全決策。和其它檔案管理一樣，對重要數(shù)據(jù)除進(jìn)行電子備份外，還須進(jìn)行紙質(zhì)的打印保存。通過對大壩安全檔案管理的完善和科學(xué)化動(dòng)作，為整個(gè)大壩安全管理打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
五.結(jié)語
漿砌石大壩的技術(shù)管理是在原有管理經(jīng)驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)之上，依據(jù)漿砌石大壩的特點(diǎn)，對其進(jìn)行現(xiàn)代大壩安全維護(hù)技術(shù)和風(fēng)險(xiǎn)管理方法的完善和加強(qiáng)。對于漿砌石大壩，常規(guī)的安全管護(hù)技術(shù)措施仍為安全維護(hù)的基礎(chǔ)，其次安全監(jiān)測評估、隱患事故處置和安全檔案管理為漿砌石大壩管理三項(xiàng)主要技術(shù)內(nèi)容，對于安全監(jiān)測評估重點(diǎn)是對計(jì)算機(jī)大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，通過其完成安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集、整理和分析，為安全評估提供科學(xué)數(shù)據(jù)，相對于傳統(tǒng)的人工監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和整理分析，其工作量小，高效，但同時(shí)人工巡查仍為漿砌石大壩安全監(jiān)測不可缺少的工作內(nèi)容，其在于監(jiān)測儀器無法涵蓋的范圍和不能發(fā)現(xiàn)的問題和狀況，最后大壩安全檔案管理是現(xiàn)代大壩維護(hù)管理和風(fēng)險(xiǎn)評估的技術(shù)基礎(chǔ)，應(yīng)予以完善和科學(xué)規(guī)范化。
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