坝前粘土铺盖裂缝的水下探析
2017-05-17
（河南省水下救助抢险队）
坝前粘土铺盖裂缝的水下探析
□苏建伟
（河南省水下救助抢险队）
遇到大旱，水库长时间死水位运行，又必须启用死库容，水库死水位EL97.50 m以下的大坝前粘土铺盖就露出水面。文章根据多年来的水下作业资料，对白龟山水库主坝坝前粘土铺盖裂缝进行检测和分析，结果表明，现阶段水库裂缝大都由深变浅、由宽及窄，之前裂缝的淤平现象对裂缝缝壁是有极大好处的，说明裂缝在向好的方向发展，暂时没有裂缝渗水漏水现象发现，目前主坝坝前粘土铺盖是安全稳定的。
水下检测；粘土铺盖裂缝；安全稳定
0 前言
2014年汛期，因高温、少雨、干旱天气持续发展，河南省中西部和北部部分地区发生较为严重的旱情。河南省平均降雨量96 mm，较多年同期均值偏少60%，较2013年同期偏少44%。特别是6月份以来，高温时间长，平均降雨量仅有90.20 mm，是1951年以来的最小年份，呈现严重的气象干旱。7月24日，作为平顶山市唯一水源地的白龟山水库水位降至正常运行的EL97.50 m以下，为了保障城区供水，经过特批启用了死库容。这在河南省防汛抗旱历史上还是首次。7月30日，白龟山水库水位是EL97.20 m高程，第二次动用死库容约30 cm，640万m3只能使用大约10 d左右。
水库大坝水面以下的覆盖层裂缝，于1975年前后三年，曾进行检查、回填；1986年进行过检测，当时发现有长短不等的裂缝数十条，最长的二条约30 m，其中最宽处约30 cm，最深处约2.50 m；2003年再次检测，重点部位因网箱养鱼未能下潜进行检查。因为启用死库容，水库死水位EL97.50 m以下大坝前粘土铺盖就露出水面，为了彻底排除隐患，有必要进行详细的水下检测。
1 工程概况
白龟山水库位于平顶山市西南郊沙河干流上，是一座以防洪为主，兼顾农业灌溉、城市供水综合利用的大（Ⅰ）型水库。防洪标准按100 a一遇设计，2 000 a一遇校核，总库容9.22亿m3。水工建筑物主要有拦河坝、顺河坝、北副坝、拦洪闸、泄洪闸、南干渠渠首闸和北干渠渠首闸等。水库控制流域面积2 740 km2，水库上游建有昭平台大型水库，昭平台至白龟山区间流域面积1 310 km2。
1950年10月，政务院发布“关于治理淮河的决定”，同月，河南省治淮总指挥部成立，地质部淮河地质队在沙河上游初选曹楼和下汤两个坝址修建水库。1953年冬至1954年夏，水利部治淮委员会工程部会同河南省治淮总指挥部共同查勘，选定昭平台、白龟山两个坝址。1954年7月至1955年4月，由地质部淮河地质队与河南省治淮总指挥部第一基本工作队共同进行白龟山坝址首次地质勘察、测绘和土的物理力学试验，为技术经济论证提供资料。1956年初，治淮委员会《淮河流域规划》中第三卷“防止水灾”明确把昭、白二库列入优先修建项目，规划目标以防洪为主，兼顾农业灌溉和城市供水。从1958年起到2006年止，48 a间白龟山水库的工程建设前后经历了兴建、度汛、续建、“75·8”应急处理、除险加固5个阶段。
2 检测目的和依据
检测目的主要包括两个方面：一是探明主坝坝前裂缝数量级尺寸大小；二是通过检测数据判断形成原因及对大坝安全运行的危害，结合实际情况制定处理方法。
3 检测施工总布置
3.1 施工通道
施工通道主要包括施工设备进场道路和突发应急事件能够尽快撤离及就医道路。施工设备进场道路，自平顶山市湛河区新南环路至苗张线再至坝顶防汛通道到达施工作业点。突发应急事件撤离及就医道路，从坝顶防汛通道至苗张线至苗李路至姚孟大道至平顶山市第五人民医院。
3.2 施工通讯
通讯采用手机及水下电话机作为施工步骤、人员安排、信息交流的主要通讯工具。
3.3 施工供气、电设备
3.3.1 施工供气设备
施工供气主要为两台潜水专用中压空压机ATLASGA15，供气量大，能够满足潜水作业要求，在工作面附近布设柴油式潜水专用中压空压机，防止突发事件发生。
3.3.2 施工供电设备
施工供电主要为潜水空压机、水下测量仪器、水下摄像仪、水下照明等设备，应保证不能随意断电，必须断电的情况下，应提前通知施工作业主要负责人。施工用电从大坝附近原供电系统就近接取。
4 总体施工技术措施
4.1 检测的项目和主要内容
本次主要检测的项目为主坝坝前铺盖裂缝检测，主要内容为确定裂缝在主坝的位置、尺寸等。
4.2 检测步骤
4.2.1 确定检测范围
根据历史资料确定大概检测范围，主坝自0+600 m处向右岸800 m，上下游：距岸边约50 m向上游150 m的大概范围；预计检测范围为800 m×150 m=12 000 m2。
4.2.2 在检测范围四角设置醒目浮标
在0+600 m处设置水下行动绳长150 m，行动绳按上下游方向安放，绳的两端固定在预制水泥块上。
4.2.3 潜水员下水探模
潜水员沿行动绳自下游向上游检查，发现裂缝立即报告。
4.2.4 确定裂缝位置及范围
潜水员到达计划终点后，如仍有裂缝，则顺着裂缝向上游扩大检测范围，直至裂缝终点，然后由水上协助将行动绳向右岸平移1.20 m，潜水员再自上游向下游检测。
2) 运价公开性.华南公共驳船快线运价不透明，各家驳船公司运价不统一；且运价不稳定，根据市场供需情况随时变动.
如上所述，潜水员在水下往返探摸，直至将预定范围全部检测完毕，发现裂缝状况随时向水上潜水监督报告。
4.2.5 水下记录视频资料
潜水员在完成上述所有工作后，确定了大坝裂缝范围及位置，利用水下摄像仪器对所发现的裂缝进行视频资料收集，作为本次检测报告的影像资料，就裂缝成因、危害给专家提供较为直观的现场资料。
4.2.6 绘制水下裂缝分布图
根据潜水员发现裂缝的位置，水上技术人员在平面图上的相关位置做出标记。
4.2.7 出具检查报告
根据现场检查情况编写检查报告，报告包含：文字说明、裂缝平面位置图、视频影像资料。
5 检测结果与分析
5.1 裂缝对比
拦河坝绝大部分裂缝位于天然铺盖之上，根据之前报告资料显示桩号位置重新探摸一次，变化不是很明显，如表1所示。
说明：本表数值之前探摸与此次探摸比较，不包括此次探摸发现的新裂缝。
分析：拦坝大部分桩号位置的裂缝又宽变窄，由深变浅；据潜水员反映，凡是较深一点的裂缝深而不宽，多在0.05～0.15 m之间，缝壁坚实光滑；凡是较浅的裂缝，宽而不深，缝壁光滑，内有少量淤泥，其长度也逐渐消失。
5.2 新的探摸情况
在此次探摸过程中，发现的新裂缝如表2所示。
表1 新老裂缝对比表
表2 新发现裂缝表
说明：新探摸的裂缝大多少是“人”“T”字形裂缝，部分和老裂缝相连。
6 结语
目前大坝上游粘土铺盖裂缝大都由深变浅、由宽及窄，说明裂缝在向好的方向发展。之前发现的裂缝有淤平现象，对裂缝缝壁是有极大好处的。在本次检测过程中也发现了新的裂缝及原有裂缝变宽变深现象。从目前水下检查情况看，暂时没有发现裂缝渗水漏水现象。
编辑：符蕾
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