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鲍六水闸绕闸渗流抢险过程与成因分析及反思

2018-01-29胡理相

浙江水利科技 2018年3期
关键词:瑞安市消力池闸室

胡理相

(温州市温瑞平水系管理局,浙江 温州 325000)

1 水闸概况

鲍六水闸位于瑞安市塘下镇鲍六沥下游,面临东海,是浙东海塘的配套工程,主要功能是挡潮与排涝,水闸为单孔,净宽3.5 m,设计最大排涝流量为35 m3/s,属小型水闸。闸底高程为2.00 m(吴淞高程,下同),交通桥高程为8.50 m。水闸设计高潮位重现期为20 a一遇,相应的高潮位6.60 m。闸基地质较差,属软基础,闸室基础采用钻孔灌注桩,上下游连接段采用松木桩处理。闸室部分为钢筋混凝土结构,上下游连接段为浆砌石结构。该闸于1997年7月18日完工交付运行,已运行近20 a。水闸运行管理单位为温州市温瑞平水系管理局(以下简称“管理局”)。

2 水闸出险及抢险过程

2016年7月1日14时左右,鲍六水闸管理员向瑞安水闸管理所汇报,称水闸上游左岸闸堤连接处堤防背水坡发生塌陷,该所立即将情况向瑞平管理处及管理局做了汇报。管理局接到报告后,局主要领导、总工率工程建设处负责人、温州市水利水电勘测设计院(以下简称“设计院”)有关技术人员等于15时50分赶赴现场应急处置。

经现场查看、简单沟通后,立即采取以下举措:一是在现场采取临时交通管制,禁止车辆、人员等从水闸交通桥通行,并设置简易阻拦设施及安全警示牌;二是立即联系瑞安市瑞江工程建设有限公司(管理局汛期抢险合作签约单位),要求组织相关人员,调用挖掘机在水闸上游河道约30.0 m处筑简易围堰以防止险情进一步扩大;三是对现场实行24 h值班管理;四是商定相关各方于7月2日下午待潮水退去到现场勘查后再确定应急抢险方案。21时左右上游围堰基本合龙。

7月2日14时,各方在低潮位时发现上游塌陷处水流出水口位于底板下方,水闸底板下部局部已被淘空,管理局当即决定在围堰上下游两侧增设松木桩,对水闸两侧堤顶路面的简易阻拦设施与安全警示牌予以完善,并与瑞安市水利局海塘管理所联系沟通,采取车辆行人绕行相关措施。

7月4日9时,管理局召集各处室、瑞安市水利局等单位领导和技术骨干在温州市水利电力勘测设计院会议室召开鲍六水闸绕闸渗流应急处理讨论会,会上各方达成应急抢险初步方案,会后管理局下发专题会议纪要〔2016〕1号,纪要明确:一是考虑到201601号台风“尼伯特”可能正面袭击或严重影响温州市,为确保水闸及其接线堤塘安全,要求温州市水利电力勘测设计院立即先行出具应急处置方案,由温瑞平水系管理局在台风影响(登陆)前完成应急处置方案各项措施的落实;设计院于近期提出整体除险加固方案;瑞安市瑞江工程建设有限公司于3 d内,也就是在台风来临前完成应急措施;二是为防止水闸及其接线堤塘在强降雨或大潮期间出现意外情况,要求及时做好相关防汛应急物资和设施准备工作;三是要求相关各方立即再去现场进一步深入核查险情,为下步处置措施提供决策依据;四是由瑞安市水利局做好水闸周边河网沟通情况核查及必要的疏浚,确保水闸停运期间周边区域排涝安全,并与当地乡镇做好水闸应急处置安排、临时交通管制等相关沟通工作的对接;五是由温瑞平水系管理局水闸运行管理处负责加强各自辖区内类似水闸的深入排查,举一反三,防止类似事件发生。

7月4日14时,设计院及管理局相关专家商议后,决定在下游设置小围堰,采取多台大功率水泵同时抽水,排空余水,经检查,底板完整情况良好。根据实际情况,管理局与设计院有关技术人员在现场制定了临时应急加固方案:一是底板与上游铺盖、下游消力池连接脱落处(缝隙长约4.0 m,宽0.1 m)灌注掺入速凝剂混凝土;二是水闸两侧堤防掏空处先用挖掘机把杂土等挖掉,再用黄土、黏土压实回填。

7月5日下午,瑞安市瑞江工程建设有限公司按设计院制定的临时应急加固方案,完成施工任务。本次抢险在底板与上游铺盖、下游消力池连接脱落处灌注掺入速凝剂混凝土约5.0 m3,水闸两侧堤防掏空处开挖(清理)土方934.8 m3,外购黄土回填474.8 m3,利用原开挖土回填347.5 m3,弃土外运587.3 m3。通过以上举措,基本上堵住绕闸渗流通道,也对水闸的结构稳定和水闸应急运行起到很大作用。经各方现场检查验收,确认鲍六水闸绕闸渗流抢险成功。不久,水闸投入应急排涝,整体运行平稳。

3 水闸出险成因分析

3.1 堤塘施工质量欠佳

均质土堤回填料一般宜采用黏性土,且水闸与堤防连接处需要采用质量更好的黏性土回填[1],现场检查发现,堤防填筑料为土石混合料,土石混合料的透水性大,若级配不均匀,土颗粒极易被水流带走,因此从塌方处看到较多的碎石,不完全为黏土,达不到预期的防渗效果,这种情况使水闸两侧的侧向防渗功能大大折减,比较容易形成绕闸渗流。同时由于堤身的填筑料质量不佳,含有渗透性较大的土料,极易产生接触渗透破坏,水流通过闸室与堤身填筑料的接触表面渗漏,长时间形成渗漏通道,掏空堤身及闸室底板下的土体,最终形成渗漏破坏。

3.2 不均匀沉降

闸室与上游铺盖、下游消力池之间均存在不均匀沉降,闸室段进行较好的基础处理,采用钻孔灌注桩,沉降量相对较小,而上游铺盖段和下游消力池段未进行基础处理,沉降量较大,产生沉降差,致使止水断裂,同时沉降差导致铺盖底板、消力池底板和闸室底板脱离,实际渗径仅只有闸室段,水闸的渗径变短,在长时间渗水作用下,土体颗粒被带走,形成渗透通道,进而将闸室底板于消力池底板缝隙间的土体掏空[2]。

3.3 原设计不足

从水闸竣工图可以看出,水闸闸室段未设置防渗刺墙,使水闸渗径有所减少。特别是当闸室段与上游铺盖和下游消力池脱离后,渗径长度大大减少,渗水直接沿着闸室边缘渗漏,进而将土体带走、掏空,造成严重的破坏。若闸室两侧均设置刺墙,则可以延长渗径,减轻绕渗带来的破坏。

上下游连接段挡墙结构为浆砌石挡墙,不能起到防渗作用。

4 灾后反思

(1)应及时编制完善防汛抢险预案,借助社会力量加强抢险队伍建设。防汛抢险预案是为应对台风、暴雨等可能带来的自然灾害事先编制好防汛抢险和减灾救灾策略,做好应急部署工作,更好地应对自然灾害,尽量减少自然灾害带来的损失,预案的编制应充分体现针对性、预见性和实用性,做到切实可行。防汛抢险是一项系统复杂的工作,必须事前制定好防汛抢险预案,落实抢险队伍,才能在发生险情时沉着应对。管理局在每年年初,针对所管辖工程存在的安全隐患,对防汛抢险预案进行修编完善,并借助属地水利施工单位力量,每年汛期与其签订汛期抢险合作协议,大大提高工程抢险能力与效率。同时,管理局要求各运行处室在每年汛期前组织防汛演练,不断完善预案,积累抢险经验,提升自身抢险组织能力,并定期对防汛物资、工具设备等进行更新、完善。只有这样,当面对险情时,可以从容应对、按照制定的抢险预案有条不紊地组织科学抢修。

(2)应及时准确判断险情,科学组织抢险。工程出险后,单位领导要高度重视,应立即组织单位的技术骨干以及利用属地水利水电设计院所技术力量(每年汛期与其签订合作协议)对出险工程进行全面检查、会商险情,系统分析,准确判断,在最短时间内制定抢险方案进行抢险。此次抢险初期由于领导有力,判断准确,措施到位,加上抢险队伍准备充分,抓住最佳战机,避免险情的进一步恶化,抢险成功。

(3)以“标准化管理”为契机,加强对类似小型水闸管理和队伍建设。水闸的运行管理工作对管理人员的素质要求相对较高,但现状是小型水闸的管理员,大多数聘用属地农民或水产养殖人员,用工性质为编外人员或亦工亦农,人员文化程度普遍较低。

据管理所相关人员反映,水闸多年前就存在多处漏水现象。由于闸内外水质都比较浑浊,闸底板常年被水淹没,平时漏水也不大,加上水闸流量小,且不是瑞安塘下镇片区主要的排涝闸,因此,相关工作人员对类似小闸存在的漏水现象重视不够,认为漏水不会对水闸的整体安全构成威胁,没有采取行之有效的应对举措。作为管理局相关技术管理部门,应加强对类似小型水闸的日常管理与观测,发现问题及时跟踪应对。同时,以浙江省水利工程“标准化管理”为契机,进一步加强类似水闸管理人员队伍建设和专业技术培训,尽量做到有问题早发现早解决。

(4)应定期组织水闸安全鉴定,有计划开展除险加固工作。根据水利部《水闸安全鉴定管理办法》(水建管〔2008〕214号)规定,水闸实行定期安全鉴定制度。首次安全鉴定应在竣工验收后5 a内进行,以后应每隔10 a进行一次全面安全鉴定。瑞安水闸管理所一直很重视辖区内水闸的的定期检查,包括鲍六水闸。但由于检查手段、技术水平、组织管理等方面原因,检查结果描述笼统、不全面,使得一些隐患没有在检查中发现。

每座水闸承担的防汛责任非常重大,一旦出现防汛问题,老百姓、各级党委政府和相关媒体都非常关注,社会影响很大。因此,作为水闸工程管理单位,水闸应严格执行定期安全鉴定制度,对检查中发现的隐患和异常现象,要及时委托专业资质单位进行进一步鉴定。对鉴定为三类、四类的水闸,应采取除险加固、降低标准运用或报废等相应处理措施,在此之前必须制定水闸安全应急措施,并限制运行使用,确保工程安全。同时,根据安全鉴定情况与轻重缓急,有计划开展除险加固工作,确保每座水闸都能保持良好的工程状态。

参考文献:

[1] 毛昶熙.堤防工程手册[M].北京:中国水利水电出版社,2009.

[2] 吴存荣,纪冰.水闸运行与管理[M].南京:河海大学出版社,2006.

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