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關鍵詞:水利水電;環境保護;保證機制
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
前言
環境保護工作作為水利水電工程中最關鍵的組成,應該從工程的各個階段來進行綜合的考慮,并且必須要將環保和其他的專業進行聯系,并且由傳統的水利工程正向現代化、可持續發展的方向發展。這樣能夠使得工程的實現經濟效益、生態效益和社會效益,實現水利水電工程的可持續發展。因此,要努力做好水利水電工程設計和環境保護之間的結合。
1.水利水電工程給環境帶來的影響
水利水電工程環境保護日益受到重視,但許多工程的環境保護投資在評估中被較大幅度核減,致使工程的環境保護措施無法完全落實。
1.1、土地問題
水利水電工程的建設一般情況下會對很大一部分的土地進行淹沒,以及為了進一步擴大水利水電工程的范圍而進行的毀林開荒作業,這在很大程度上給我國有限的土地資源帶來的影響是非常大的。同時在水利水電的建設過程中出現水庫岸堤崩塌的情況是比較多的,這在一定程度上會引起地層的震動,誘發比較嚴重的土地地層構造問題,同時當水利水電工程建設完成以后,進行蓄水作業的過程中,隨著地勢的增高,會引起水庫周邊土體的鹽堿化問題,這對于土地的影響往往是不可逆的。
1.2、陸生生態問題
水利水電工程一般會影響當地土壤環境,在水庫攔蓄的作用下,下游洪泛平原的淤泥肥源將會不斷減少,土壤肥力不斷下降,以至于土壤長期處于地下水位過高的過飽和水分狀態下,最終會引發土壤次生沼澤化、鹽漬化、潛育化等不良現前,即土壤環境的改變,嚴重影響陸生植物的正常生長。比如:庫區蓄水會淹沒土地資源,清除植被會損失生物資源和生物的多樣性,施工建設會破壞植被,污染居住環境,引入異源性疾病等等。在水利水電工程的施工中,一旦引入外來物種,則會出現競爭捕食、改變生境、傳播疾病等現象,直接威脅本地生物,不利于原植物群落的自然演替,破壞區域生物多樣性。比如:在水利水電施工的干擾下,會惡化施工區鳥類和獸類的生活取食環境,迫使這些生物遠離棲息地;水庫蓄水淹沒森林,工程建設破壞地表植被;新建城鎮、新道路系統分割并侵占了野生動物的棲息地,這一切都會改原始生態系統,威脅生物生存,加劇物種滅絕。
1.3、區域蟲害問題
隨著水利水電工程的建設,其周圍的空氣的濕度往往會發生比較大的變化,這往往會誘發一些潮濕性昆蟲的滋生,隨著這些昆蟲的不斷增多,給周圍的植物以及相關的農業作物帶來的影響往往是比較巨大的。同時隨著昆蟲的增多在一定程度上也能夠引起相關傳染病的發生,這對于人和動物的影響是比較巨大的。
1.4、周邊生態平衡
工程實施產生的有形污染對于水文結構,水體土壤環境,地理結構的影響在上文已經分析,工程產生的無形污染,例如噪音和過于頻繁的人類活動,將影響到周邊生態平衡。噪音污染會影響到周邊動物的棲息環境,可能改變周邊生態環境食物鏈和生物組成,從而打破生態平衡。類似的,生活活動也將影響到生物的棲息環境。另外,工程實施過程的廢料,化學污染等也將影響周邊環境中植被的生存環境,生態結構在生產者,消費者等多個層面受到破壞,嚴重可導致工程周邊生態平衡的徹底崩潰。
2.加強對水利水電環境保護的措施
2.1、從根源上進行預防
首先,在工程設計環節,仔細研究每一個執行步驟,全方位考察是否會產生影響,產生何種影響,如果產生了影響是否可以通過相應手段消除。從整體分析,從根源上避免問題的發生,對于工程進度,工程預算和工程善后來說是最優解。在工程設計環節應當做好各個環節的考察工作,設立專門的生態環境監督小組,負責實地環境考察,結合工程設計,找出工程與生態環境不相協調的部分,及時作出修改;對于工程技術達不到,無法避免的問題,選擇對生態環境影響最小的執行辦法,未雨綢繆,提前設計好消除影響的方法,最大限度的降低工程對于生態環境的影響,從工程的設計環節就盡量避免問題的發生,對于工程來說是高效的。
2.2、建立生態補償機制,加強環境保護
建立實施生態補償機制,需要堅持%誰開發、誰補償。誰受益、誰補償。誰破壞、誰恢復&的重要原則。通常情況下,水電企業可以在環境影響預測評價的基礎上,設置一些過魚設施,或者設置基本的增殖放流和生境補償措施,這樣有利于協調水利水電工程建設與水生生物保護之間的關系。比如:由于開發河流會對水生生物造成負面影響,這時就要積極采取過魚設施、建立自然保護區、加強漁政等相關措施,同時還需要人工增殖放流等補償措施,主要用來防止生物資源的衰退。在水電工程施工中,需要加強環境管理,主要從大氣、噪音、水體等方面來展開監測工作,并且要實時掌握施工期間的當地環境狀態。與此同時,對于施工過程中產生的污染問題,工作人員應當立即處理,決不允許任何潛在的污染源蔓延滋生;對于施工產生的廢氣、廢水等污染物,一定要處理干凈,而且要在完工后做好景觀恢復和綠化工作。不管怎么說,杜絕破壞生態環境.需要加強施工環境保護工作。
2.3、加強生態保護意識
在調查中我們發現,很多水利水電工程在建設的過程當中對于生態環境的保護意識是非常低的,甚至有些水利水電工程單位,在進行水利水電工程的建設過程當中完全忽視了對于生態環境保護,引起非常嚴重的生態環境問題,這就需要相關的水利水電建設單位在進行水利水電的建設過程中一定要加強對于生態環境保護的宣傳,使生態環境保護全面的貫徹到整個水利水電工程建設之中,在水利水電工程建設的每一個環節中都要嵌入生態環境保護的思想,這對于建設環境友好型水利水電工程是非常有幫助的。
3.環保措施落實的保障機制
水利部于2007年2月了《水利水電工程環境保護投資概估算編制規程》(SL359),2011年1月了《水利水電工程環境保護設計規范》(SL492),《水利水電工程項目建議書編制規程》、《水利水電工程可行性研究報告編制規程》和《水利水電工程初步設計報告編制規程》經修訂后也即將。但還需要制定相應的概算定額,盡快完善概估算編制體系,將SL359規程納入概預算范疇,首先讓各部門都認同該規定。三階段編制規程是規范各階段設計深度的標準,建議盡快實施。同時要加強環保投資編制人員的培訓,使得專業人員了解和掌握這些標準和規范。通過培訓讓工程設計人員提高環保意識,了解項目建議書階段環境影響篇章的重要性,說明環境保護目標和開展環境現狀調查的必要性。對于從事水利水電工程環境影響評價人員和環保設計人員,還應宣貫水利水電工程設計規程規范主要內容和水利水電工程環境保護投資概估算編制,重點培訓環保投資項目劃分、費用組成、基礎單價和工程單價及獨立費用編制方法等。
結束語
通過上文中的分析可以得出:(1)在提倡環境保護和生態文明的過程中,還必須要堅持人與自然和諧相處,建設對水資源進行分層的環保措施,現在已經成為了大壩等水利水電環境保護的基本措施。(2)在進行管理的過程中,水利相關管理部門除了必須要執行本部門的職責之外,還必須要建立溝通的機制,共同促進環境保護工作的順利進行,保證水利水電工程建設事業的全面發展。
參考文獻:
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關鍵詞:水利水電工程;陸生生態保護;環境監理要點
水利水電工程是為適應人類防治水害和開發利用水資源需要而修建的工程,在帶來巨大的經濟和社會效益同時,也會產生一系列的自然環境的破壞,打破生態平衡等環境影響。同時水利水電工程又是生態環境破壞與影響比較復雜的行業,其中水利水電工程的陸生生態保護是水利水電工程建設環境監理重點工作。
1陸生生態保護環境監理目標與原則
陸生生態是地球上最重要的生態系統類型,分成森林生態系統、草原生態系統、荒漠生態系統、農業生態系統和城市生態系統。由于不同的氣候土壤等條件,陸生生態系統又進一步分為各種亞類型約600種。包括了自然保護區、風景名勝區、森林公園、重要生態功能保護區,基本農田保護區及珍稀、瀕危和特有物種等。工程項目施工期陸生生態環境監理目標是,全面保護區域的生態系統整體性結構和生態過程,重點保護工程建設所涉及或影響的自然保護區、風景名勝區、森林公園、重要生態功能保護區,基本農田保護區等敏感目標與其主要生態功能,保護國家重點保護的珍稀、瀕危和特有物種,保護工程影響區森林生態系統、草原生態系統、灘地和沼澤等濕地生態系統及其功能、結構的完整性和穩定性,使區域和流域生態系統整體結構和功能,隨著水利水電工程建設得到保護、補償、改善、提高。工程施工期環境監理的原則是:貫徹預防為主、防治結合的原則,按照預防、恢復、減緩、補償過程實施,工程措施與生物措施相結合,生態保護與生態補償相結合,一般性常規措施與特殊性重點措施相結合,妥善處理工程建設與生態保護的關系,實現生物資源的可持續利用和生態功能的可持續維持。
2陸生植被與植物保護環境監理要點
植被與植物對維系陸生生態系統的穩定性和健康發展具有重要意義。而生態瀕危物種是指生活在特殊生境中、對外界環境極為敏感、極易受到自然因素或人類干擾等原因,導致其生境消失而形成的瀕危物種。2.1珍稀、瀕危和特有植物保護遷地保護和就地保護措施。受工程影響的珍稀、瀕危植物,地方特有植物,名樹木,都要實施有效的就地保護。在無法實行就地保護時,應進行異地移植。在植物遷地保護時,要根據工程區受保護植物的特殊性、典型性、代表性及植物生長現狀、地點以及受工程影響的面積、數量等,制定具體可行的保護措施,保證移植成活和可以長久地生存、生長。根據水庫淹沒處理設計規范,水庫蓄水前要進行清庫,以保證庫區水質。同時,在清庫過程中關注對珍稀野生植物的保護。水利水電工程影響珍稀、瀕危和特有陸生植物,不易遷移栽培的,可采取就地保護措施,主要有避繞、圍欄保護、掛牌保護等措施。建立專門的珍稀、瀕危和特有陸生植物為保護對象的自然保護區或樹木園。這類具有特定保護目標的自然保護區,一般是殘存的保護對象的集中分布區。加強對殘存的珍稀和特有植物的保護,也是一種補償措施。對因特殊的工程建設需要而必須進行自然保護區調整的,必須按照國家《自然保護區條例》、《國家級自然保護區范圍調整和功能區調整及更改名稱管規定》等有關法規執行。珍稀、瀕危和特有陸生植物保護的管理措施,主要是根據國家和地方有關規定劃定管理范圍,制定生態建設規劃,制定本工程陸生植物管理實施細則。嚴格工程施工環保監理和移民安置區環保管理,如嚴禁砍伐、損壞植被和保護珍稀、瀕危和特有陸生植物等。2.2森林、草原植被保護森林生態系統和草原生態系統保護的關鍵是保護植被。根據森林、草原主要種類、群落、覆蓋率現狀,明確影響因素、面積、數量和程度,采取相應的保護措施。工程區現有的森林、草原植被保護。任何工程建設都要侵占和破壞一定范圍內的植被,造成生態功能的的損失,因而需要改善其余植被的質量以補償這類損失。制定和落實切實可行的植樹造林、封山育林幼林撫育規劃及草原保護規劃,合理調整評價區的植被結構,提高植被蓋度和改生態功能。庫區要實行退耕還林還草,坡度在25°以上的地段要種草、植樹,實現全覆蓋。壩址附近的山坡要作為重點,恢復和重建植被,不僅實現高覆蓋蓋率,而且要注意景觀美化,四季有花有綠。在工程施工期間,采用巡山和設卡方式進行森林管護。嚴格管理管護禁伐區內的森林、灌木林和限伐區的森林、部分灌木林和商品林區的部分林地和禁牧區草原。根據森林草原資源的分布、林草布分結構、生態地理位置等因素,劃分管護片、責任區(或地塊),使資源保護落到實處。對可能恢復為耕地的施工跡地,必須恢復為耕地,大力造耕地以發展種植業,對工程建設施工中形成的次生裸地要及時覆土,還林還草。2.3開展生態環境保護監測和管理在工程建設施工期,進行生態影響全過程環境監理和監測,環境監理區包括主體工程建設區、移民安置區等及施工有關的區域和涉及敏感保護目標的地區。施工期主要監測水環境河流水質變化及噪聲和空氣污染影響。監測野生動植物生境的變化,區域植被動態變化以及生態系統整體變化,敏感環境區情況和重要敏感保護對象的生存發展狀態,采取的保護措施的有效性以及工程運行中出現的新問題,區域生態環境問題等。
3陸生動物及其生境保護措施
具有重要經濟價值或科學研究價值的受工程影響的珍稀、瀕危、特有陸生野生動物,都是環境監理重點保護對象。3.1野生動物遷地保護和就地保護施工期間的野生動物保護的就地保護,是根據擬保護動物的特殊性、典型性、代表性及重要性,按分布現狀分析確定保護動物與工程相距位置及影響程度,按其生態習性,尤其是繁殖的習行環境要求和食物來源情況,提出科學有效的保護措施。對無法實施就地保護而受影響野生動物又具有異地生存能力的,可采取遷地保護措施。遷地保護措施方案還要在試點或科學試驗基礎上確定。應選擇在動物遷徙時期進行個體捕獲、運輸、棲息地安置,在新的棲息地要配備飲用水供給,修建防護欄,進行食物供給、疾病防治等養護管理工作。建立“生物通道”,陸生動物采用就地保護措施確定其保護范圍,建造專門通道、護欄、警示牌等工程。野生動物種群普遍衰退和物種瀕危甚至滅絕的重要影響因素是生境“島嶼化”。有效地保護野生動物,就必須打破阻隔,使野生動物“島嶼”式生境相互聯系起來,建立“生物通道”。3.2工程施工和移民安置區嚴禁捕獵野生動物施工人員必須遵守國家《野生動物保護法》,施工期嚴禁在施工區及其周圍捕獵野生動物,特別是國家保護動物。有針對性地對一些地勢比較平坦、水流緩庫漢進行有效的管護,嚴禁捕殺水生經濟動物。嚴禁任何人對鳥類進行獵捕。嚴禁施工人員和當地居民捕殺兩棲和爬行類動物。3.3做好生物多樣性保護與生態安全水庫蓄水期,庫區的野生動物和自然疫源疾病的傳播者(部分鼠形獸),將向非淹投區轉移,在庫周其密度將有所增加。此時,既要維護自然生態系統的食物鏈關系,又要重視對非淹沒區的人、畜和工程施工人員的自然疫源疾病防治和防疫工作。3.4減少施工爆破對動物的驚擾要減少工程施工爆破噪聲對野生動物的驚擾,做好爆破方式、數量、時間的優化。在鳥類繁殖期,尤其須防止爆破驚擾,對爆破施工應規定避開動物繁殖期。
參考文獻
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一、做到“三個突出”
一是突出預防為主。要加強教育培訓;加強安全隱患排查,尤其是要加大對病險水庫的安全隱患排查力度,同時推動其他水利行業隱患的排查;加強制度體系建設,建立健全各類安全規章管理制度。二是突出加強監管,尤其是要加大地方各級水行政主管部門的安全監管力度。三是突出落實責任,要根據國家安監總局明確的安全生產管理職責,把水利安全生產責任細化落實到部安全生產領導小組各成員單位、各流域機構和各級水行政主管部門。
二、深入推進“三項建設”,構建水利安全生產長效機制
一是推進水利安全生產法制體制機制建設,進一步健全和落實地方政府、水行政主管部門和管理單位的水庫大壩安全責任制、病險水庫除險加固責任制、政府監管職責以及項目法人、勘察設計、施工、監理等單位的安全生產主體責任,建立水利安全生產目標責任體系以及獎勵和責任追究制度。應抓緊出臺《水利安全生產安全監督管理規定》《小型水庫安全監督管理暫行辦法》《水利工程建設安全生產監督管理規定》《水利水電建設項目安全評價管理辦法》《水利生產安全事故報告和調查處理規定》以及《水利行業安全教育培訓辦法》等部門規章和規范性文件,加快修訂《水工建筑物強震安全監測技術規范》《混凝土大壩安全監測技術規范》《水利水電工程勞動安全與工業衛生設計規范》等技術標準。
【關鍵詞】安全鑒定;滲流安全;結構分析;綜合評價
1、工程概況
電光村水庫位于塘廈鎮林村,屬石馬河支流。水庫于1957年10月動工,1960年2月竣工,按100年一遇洪水設計,1000年一遇洪水位校核,控制集雨面積4.0km2,總庫容306萬m3,為小(1)型水庫,兼有防洪、灌溉和備用供水等綜合功能。水庫正常蓄水位為42.70m(85高程,下同),設計洪水位為45.01m,校核洪水位為45.73m。
樞紐工程主要包括大壩、輸水涵管和溢洪道三部分。
經過五十多年運行及多次維修加固,根據相關規范要求參照《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2000)對工程質量、運行管理、防洪標準、結構安全、滲流安全、金屬結構安全等方面進行復核評價,并在此基礎上進行大壩安全綜合評價。
2、大壩運行管理評價
(1)大壩運行:水庫調度運用合理,水文測報及通信設施完備,各項規章、制度基本落實齊全。
(2)大壩維修:水庫自投入運行以來,經過多次整修加固,主要對主壩及溢洪道進行維修加固。迎水坡、背水坡坡面及輸水涵管現出現不同程度老化,破壞。
(3)大壩安全監測:水庫大壩安全監測設施不完善,無位移、變形、滲流量等監測設施。
(4)綜合評價:水庫大壩及時得到維修,基本處于正常可運行狀態。但大壩檢查觀測設施配備不夠完善,總體上在運行管理方面有不足。
綜上所述,大壩運行管理的綜合評價為較好。
3 、安全分析與評價
3.1 工程質量評價
對大壩的設計、施工、歷次除險加固和地質勘探室內土工實驗等資料的分析,同時結合現場檢查和外觀檢測,對現狀工程質量評價如下:
(1)大壩為均質土壩,壩頂及迎水面采用混凝土護面。壩體整體無變形、位移;壩頂無明顯裂縫、塌陷、異常變形等,防浪墻無破損、錯動、開裂;迎水面砼護坡下部受庫水沖刷、浪蝕剝蝕嚴重,局部出現較大裂縫;壩后草皮護坡,無鼠洞、蟻穴等安全隱患。大壩壩體填土滲透系數平均值為4.5×10-4cm/s,屬弱~中等透水,壩體存在滲漏的可能性較小。壩基土滲透系數平均2.2×10-5cm/s,屬弱~微透水,為壩基滲漏良好隔水層。壩基各巖土層承載力值可滿足要求,大壩存在沉陷的可能性較小。
(2)溢洪道:溢洪道建于大壩右壩肩,現場可見溢洪道整體無傾斜、沉陷,底板無開裂、淤塞及滲水等現象;上下游兩側砌石擋墻無較大變形、松動及坍塌等現象。。
(3)輸水涵管:輸水涵管布置于大壩左端,管徑0.80m,采用鋼筋混凝壓力圓管,進口控制采用塔式結構。控制塔及工作橋外觀效果較好,未見明顯裂縫、傾斜等不安全因素,啟閉設備工作正常。
鑒于上述分析評價,大壩壩體填筑土料基本滿足規范要求,其壓實度較高,發生壩體滲漏的可能性較小。壩底清基情況較理想,為壩體提供了良好的承載,有利于大壩的整體穩定。
大壩工程質量評定為合格。
3.2 防洪標準復核
鑒定時進行庫區水下地形測量及主要建筑物測量。通過復核,水庫防洪標準為100年一遇洪水設計,1000年一遇洪水校核,校核庫水位45.73m,相應庫容萬306.1m3;設計庫水位45.01m,相應庫容269.2萬m3;正常蓄水位42.7m,相應庫容170.5m3;汛期限制水位42.7m,相應庫容170.5m3;死水位35.64m,相應庫容14.3萬m3;調洪庫容135.6萬m3;興利庫容156.2萬m3。
現狀壩頂高程均滿足防洪要求,溢洪道滿足設計泄洪要求。
綜上所述,電光村水庫大壩防洪安全評價為A級。
3.3 大壩滲流安全分析
滲流計算取壩軸線中部實測橫斷面,運用二維有限單元法,將滲流場離散成有限個單元體,根據邊界水頭值,按滲流有限元基本計算方程,求得各點水頭值,從而求得整個滲流場的水頭分布。
(1)計算表明:大壩在正常蓄水位、設計洪水位、校核洪水位、正常蓄水位驟降至死水位工況下,理論浸潤線較合理,逸出高度低于排水棱體頂部,滲水經下游反濾體由砌石棱體排出,發生滲透破壞的可能性很小。
(2)根據巖土試驗結果判別,壩體填土可能發生的滲透破壞形式為流土,臨界水力坡降Jcr=1.5~1.8,允許水力坡降J允許=1.5/2~1.8/2=0.75~0.9。根據滲流計算結果,校核洪水位形成穩定滲流場的情況下,大壩壩體滲流逸出段最大水力坡降J=0.39
水庫大壩的滲流安全性分級評定為A級。
3.4 土壩穩定分析
水庫已于1960年建成投入使用,鑒定不進行施工期的上、下游壩坡穩定計算。工程區抗震設防烈度為Ⅵ度,可不進行抗震安全復核。大壩結構安全復核主要對大壩進行穩定分析。
結合本水庫運行情況,穩定分析內容包括以下工況:①上游最不利水位38.80m(1/3大壩壩高水位)穩定滲流期的上游壩坡;②上游正常蓄水位42.70m形成穩定滲流期的上、下游壩坡;③上游設計洪水位45.01m形成穩定滲流期的上、下游壩坡;④上游校核洪水位45.73m形成穩定滲流期的下游壩坡;⑤正常蓄水位42.70m降至死水位35.64m時上游壩坡的穩定。壩體滲流場采用滲流計算所獲得的成果。
根據壩坡穩定理論計算結果,大壩在正常、非常運行工況下,壩坡穩定安全系數均大于規范要求值,現場檢查亦未發現明顯裂縫及位移等現象,其結構安全性分級評定均為A級。
3.5 溢洪道結構安全復核
溢洪道底板、頂板無變形、塌陷,兩側漿砌石擋土墻無傾斜、松動及垮塌等現象,局部有開裂及露鋼筋。
根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》3.2.4,“山區、丘陵區水利水電工程的永久性建筑物消能防沖設計的洪水標準,可低于泄水建筑物的洪水標準,根據泄水建筑物的級別按表3.2.4確定,并應考慮在低于消能防沖設計洪水標準時可能出現的不利情況。”電光村水庫溢洪道為4級建筑物,消能工程的洪水標準取20年一遇,對應的洪水位為44.44m,下泄流量為19.3m3/s。經計算,溢洪道消力池深度和長度均滿足規范要求,消能工復核滿足規范要求。
溢洪道結構安全性分級評定為A級。
4、結論及意見
4.1 結論
本次電光村水庫大壩安全評價根據《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2000)規定,對水庫大壩及附屬建筑物進行分項安全性等級評定。綜合各項安全性評價結論,水庫大壩工作狀態基本正常,雖然存在一些問題,但可以通過加大維護力度并加強監控的前提下保證大壩安全運行,因此水庫大壩安全性綜合評價為二類壩。
4.2 建議
(1)水庫大壩安全性綜合評價為二類壩,大壩應在加強監控條件下運行,同時應盡早采取措施對水庫大壩存在的問題進行處理。
(2)建議拆除存在裂縫的迎水坡,重新澆筑,縮短坡面分縫距離。為了美化環境和確保壩坡土體的穩定性,建議挖除背水坡的雜草并種上草皮。
(3)對大壩迎水坡下部、溢洪道箱涵、輸水涵管工作橋混凝土碳化不滿足原設計砼抗壓強度標準值的部位進行加固改造,以確保安全。
(4)加強大壩運行管理的規范化、制度化建設。
參考文獻
[1]中華人民共和國水利部,《碾壓式土石壩設計規范》(SL274-2001)
0 引言
隨著社會經濟的高速發展,我國水利水電工程取得了突飛猛進的發展,給人類的生產生活創造了極大的便利條件。眾所周知,水利工程是一項關鍵的基礎性設施,其具有灌溉、發電、防洪、水產養殖、防洪、水運等諸多功能,可有效保證施工的安全與施工質量。圍堰工程是一個關鍵的臨時工程,其既需要有效確保處于施工現場的人員與機械的安全,又需做好大壩基礎及其主要構筑物基坑等諸多水下工程的施工防護工作,因此,工程施工人員有必要高度關注該工作的開展。
1 水利工程圍堰的特征
水利工程的圍堰屬于臨時擋水建筑物,修建圍堰的目的在于確保永久性水利設施的建設的通暢性,圍護施工基坑,成功抵擋住水流,從而有效保證水利設施施工。一般而言,施工工作結束后,除卻一些工程可作為正式建筑物開勇,其他的圍堰均會被拆除,其構造、型式、擋水高度應嚴格遵循工程設計要求、河流水文、當地材料、防汛要求等做出正確的選擇[1]。
在針對圍堰開展設計施工工作時,需全面顧及到下面四大方面的要求:
(1)從結構上來看,必須滿足防滲、抗沖和強度要求,確保圍堰的穩定性;
(2)從設計上來看,必須確保結構簡單,便于進行施工、維修和拆除;
(3)從位置上來看,應該結合河流特點,進行合理選擇,確保水流平順,不會出現局部沖刷;
(4)從施工上來看,要保證圍堰接頭與岸坡連接處的可靠性和穩定性,避免由于集中,滲漏等破壞作用引起圍堰失事。
2 鋼板樁圍堰施工技術的優勢
近年來,鋼板樁圍堰施上技術在水利工程中廣泛應用。主要優勢為[2]:①擁有較高的強度,在打入堅硬的土層時,沒有太大阻力。②適用于深水施上。在必要的情況下,可以借助斜支撐設備,形成一個圍攏。③具有良好的防水性能。④根據實際情況,不但可以形成多個外形,而且可以被反復利用。⑤可以應用到管柱基礎、深井頂圍堰、明挖基礎圍堰等多個領域。
3 水利工程圍堰施工技術要點
3.1 工程概況
某水利工程屬于綜合性水利水電工程,主要功能包括防洪、灌溉、發電、水運等。在對水利工程進行規劃設計時,考慮河流的實際情況,對水利工程中各種建筑的等級進行了明確劃分,水閘及永久建筑物的等級為1級,臨時性建筑為4級。為了保證水利工程施工的順利展開,圍堰施工分為兩個部分,第一部分長約185m,采用鋼板樁圍堰,擋住河流約一半的部分,其余一半繼續過流,第二部分長約218m,采用鋼板樁圍堰與土石圍堰進行封閉。
3.2 鋼板樁圍堰施工
(1)施工準備:此工程鋼板樁的施工位于水上,自上游至下游逐步開展,會用到一艘打樁船、一艘駁船、兩艘兩百噸級運輸船、四臺起吊設備、一艘抓斗船以及一幅60kW級打樁錘。在施工過程中,要系統地、全方位地檢查鋼板樁的制造工廠,嚴禁不合格產品運輸至施工現場。
(2)施工工藝:把備好的鋼板模塊運入施工現場后,借助運輸船運輸至之前測量好的打樁位置,實施拼裝,待完成后即可開展沉樁施工工作。緊接著對鋼板樁沉樁進行管控,針對吊機的位置實施調整,從而有效確保鋼板樁沉樁的位置準確。首先要借助樁體本身的重量使其下沉到水底,待其和土體接觸后,充分運用打樁錘實施振動下沉。在此過程中應當把大型泥漿泵打開,往圍堰中抽水,并實施監測[3]。
鋼板樁施工不僅是施工的重點,更是施工的難點,在整個工程中起著核心作用。①啟動專業起吊設備,按照逐圈拼裝的方式,將運送到現場的鋼板模塊拼接在一起,完成拼接后下沉到水中。在自重的因素下,讓鋼板樁自行下沉。②當接近水底時,開啟圍堰上的振動錘,加速下沉的速度。與此同時,要求同時打開大型泥漿泵,抽掉圍堰內的水,確保工程順利進行。③當鋼板樁與土層的距離接近50cm時,停止下沉。然后,適當調整樁體的位置。
(3)圍堰合攏施工:在合攏之前,應全方位地檢查鋼板樁的標高、位置以及間距等,一旦察覺到問題應馬上解決,若發現合攏位置的平整度不達標,則需精確地測量最后一組鋼板樁的上下之間的寬度,依據測量結果制作出和它的上下寬度吻合的鋼板樁,并放入改制成功的鋼板樁,從而有效確保合攏口的密封性,防止滲漏問題的發生。對鋼板樁圍堰實施下沉操作后,應把粘土編織袋堆放至圍堰的外圍,同時把0.5m厚的石塊投入到其內部。待施工工作結束后,利用水泵抽水,全面檢查圍堰的滲漏問題,并妥善地處理好滲漏部位,從而有效保證施工質量。
3.3 土石圍堰施工
如今,在水利工程中土石圍堰的運用范圍較廣,其有過水圍堰與不過水圍堰之分。通常情況下,土石圍堰均采用石塊與勃性土實施填筑,若無勃性土,則選擇砂土等實施填筑,但此時應適當地增加堰身的寬度,從而使滲流長度增加,砂石顆粒愈大,則就愈需增加堰身的厚度。在此工程內若采取不過水圍堰,此類圍堰在施工時可采用廢棄土石方,構造并不復雜,施工難度小、簡單,可在深水、流水、巖基、存在覆蓋層的河床上開展施工工作。相較來說,此類圍堰形式的工程量頗大,堰身的沉陷變形更為明顯,需運用土工布、粘性土、混凝土防滲墻或混凝土面板等處理堰身與基礎的防滲穩態。土石圍堰的斷面更大些,在橫向圍堰的施工中應用得更多,若河床寬度大、流速小,那么可以在分期導流中使用,但切記要搞好防沖設計工作,從而有效保證圍堰的安全[4]。
3.4 質量控制
鋼板樁的施工的復雜程度較高,因此接下來將重點分析鋼板樁施工的質量控制。首先,在插打鋼板樁之前,應在定位樁上安裝好圍籠,并在鎖口處涂抹好防水涂料。在進行插打操作時,應逐一插打之前的樁體,之后的幾個鋼板樁則應先合攏然后實施插打,盡量縮小合攏誤差。其次,在測量鋼板樁的垂直度時,應從兩個方向入手逐一展開控制,有效保證樁身的垂直度,并把位置偏差管控到20cm的范圍內,填塞好導框和樁之間的縫隙,從而有效保證導框受力的勻稱性。再者,在排除圍堰中的積水的過程中,應使用絲線、木塊等密封鎖口,以防產生滲漏問題。針對已出現滲漏問題的位置,則應在拌和鋸末和煤灰后在外側水上實施嵌塞處理。另外,在圍堰施工工作結束后,應將維護工作做到位,確立警戒范圍,并將防護樁安設于圍堰的迎水面,再掛上橡膠輪胎,以防船舶碰撞到鋼板樁。
3.5 圍堰拆除
圍堰是一種臨時性建筑,在達成導流任務后,應嚴守設計規范與標準拆除圍堰,從而有效防止其給永久性水利建筑物的施工與運作產生影響。在拆除圍堰的過程中,一定要嚴守有關施工要求實施拆除。因此工程選取分斷圍堰導流的手段,若第一段橫向圍堰拆除未能達標,則勢必會使上下游之間的水位差加大,提高截流難度。