病险水库除险加固技术管理探析

病险水库除险加固技术管理探析

摘要:

病险水库除险加固是一项技术要求高、专业性强、责任重大、项目管理复杂的工作,科学规范、扎实有效的技术管理是确保工作按期保质完成的重要手段。以宁夏重点小(1)型病险水库除险加固项目为例,梳理此项工作中的技术管理重点,总结项目顺利完成的做法、经验和亮点,并针对病险水库除险加固工作提出建议,对类似工程提供有益借鉴。

关键词:

病险水库;除险加固;技术管理;宁夏

新中国成立以来,宁夏陆续修建水库311座,其中大型水库1座,中型水库32座,小(1)型水库136座,小(2)型水库142座。自1998年国家实施病险水库除险加固项目以来,宁夏累计完成中小型病险水库除险加固86座,还有许多小型病险水库未进行除险加固。这些水库存在不同程度的病险,且分布在城市、乡镇和村庄上游,一旦突发险情,将会严重威胁水库下游和周边群众的生命财产安全和防洪安全。病险水库始终是全区防洪体系中最为薄弱的环节和防洪安全的最大隐患,全面彻底地对其进行除险加固是全区群众十分关注的生命工程、安全工程和民心工程。2009年,国家启动新一轮小(1)型病险水库除险加固规划,宁夏紧紧抓住这次良机,全面调查摸清小型水库“家底”,严格筛选病险水库,坚持“求真、求实、求细、求新”的技术管理工作原则,认真抓好项目立项、安全鉴定、鉴定核查、初步设计、技术审查、建设管理和工程验收等关键环节的技术管理工作,圆满完成了此项工作。

一、水库病险特点分析

根据宁夏重点小(1)型病险水库除险加固项目安全评价、鉴定及核查意见资料,从工程质量评价、运行管理评价、防洪标准复核、结构安全评价、渗流安全评价、抗震安全评价和金属结构安全评价等7个方面,对61座病险水库的主要病险原因进行统计分析,发现水库病害特点和基本规律,针对主要病险对应采取有效措施,把握关键工作环节技术管理的重点和要点。

1.工程质量评价

据统计,宁夏重点小(1)型病险水库工程质量评价全部为“不合格”,直观反映出总体水库工程质量较差。突出表现在原始资料缺失、工程外观质量差、坝体干密度合格率低、坝基处理不彻底、建筑物结构老化破损、控制设施功能丧失等,甚至在运行中发生过险情,暴露出严重的质量问题,影响工程安全。

2.运行管理评价

据统计,宁夏重点小(1)型病险水库运行管理评价全部为“差”,整体反映出水库运行、监测、维护工作差。突出表现在水库运行管理责任不落实,运行管理制度和调度规程不完善,水文测报、通信和监测设施不完备,水库日常检查和维护不到位等。

3.防洪标准评价

据统计,宁夏重点小(1)型病险水库防洪标准评价结果为:47座水库评价结论为“C”,占总数的77.1%;3座评价结论为“B”,占总数的4.9%;11座评价结论为“A”,占总数的18.0%。“C”类水库大多数分布在宁南山区,区域输沙模数大,汛期洪水携带大量泥沙入库,加之水库仅有简易的输水设施,无泄洪排沙功能,大多数水库没有设置溢洪道,泄洪排沙能力差,造成水库淤积严重,结论符合区域和工程特点。

4.结构安全评价

据统计,宁夏重点小(1)型病险水库结构安全评价结果为:57座水库评价结论为“C”,占总数的93.4%;4座评价结论为“B”,占总数的6.6%。突出表现在土坝沉降、变形明显,坝体有裂缝甚至滑坡;土坝上下游坝坡稳定不满足规范规定;建筑物基地应力、稳定系数和结构强度不满足规范规定等。

5.渗流安全评价

据统计,宁夏重点小(1)型病险水库渗流安全评价结果为:14座水库评价结论为“C”,占总数的22.9%;43座评价结论为“B”,占总数的70.5%;4座评价结论为“A”,占总数的6.6%。“B”类水库大多数分部在宁南山区,水库淤积严重,在坝前和库区形成了深厚的淤积层,减小了坝基和坝体的渗流;同时,水库经过多年运行,坝下涵洞洞身周围土体流失、接触冲刷、固结完成,沉降、变形稳定,渗流通道自愈、闭合,渗流评价得到改善、提高,符合水库实际情况和客观规律。“C”类水库分布在贺兰山东麓,筑坝材料多为洪积形成的角砾、细沙、砾石土,坝体渗透系数大,坝基也难以深入相对不透水层,坝基渗透系数大,结论符合工程和区域特点。

6.抗震安全评价

据统计,宁夏重点小(1)型病险水库抗震安全评价结果为:9座水库评价结论为“C”,占总数的14.8%;43座评价结论为“B”,占总数的70.5%;9座评价结论为“A”,占总数的14.7%,总体结论同渗流安全评价具有较为明显的一致性。坝前和库区淤积形成铺盖,增加坝体压重,改善了抗震性能;建筑物沉降变形趋于稳定,提升了建筑物抗震安全评价。

7.金属结构安全评价

据统计,宁夏重点小(1)型病险水库金属结构安全评价结果为:2座评价结论为“A”,占总数的3.3%;4座评价结论为“B”,占总数的6.6%;55座水库评价结论为“C”,占总数的90.1%,其中44座水库设计时就没有考虑金属结构,甚至仅设置了简易的叠梁、人工启闭的“浮塞”、小闸门等控制设施,也反映出当年设计标准低、配套设施不完善的先天不足。综合以上评价,可以总结出本次61座水库的主要病险特点是工程质量不合格,运行管理差,防洪能力不足,结构不安全,金属结构不完善。

二、技术管理的重点和亮点

1.项目立项

抓好项目立项是技术管理工作的坚实基础和重要前提。宁夏小(1)型水库前期工作差,水库原始设计、施工资料严重缺失,给项目筛选、立项工作造成了严重困难。在具体技术管理工作中突出“两个严格”。一是严格项目立项标准,明确项目立项对象是1998年以前未进行过除险加固的小(1)型水库,对在册小(1)型水库全面摸底、认真梳理、严格筛查,提出建议名录,现场进行核实,确保项目立项全覆盖,从规划源头消除病险水库潜在危害。二是严格工作程序,分级负责把关,实行“自下而上(县级初选、市级复核、区级审定),分级负责,层层把关”的工作程序,确保规划内项目符合条件,确有必要,能落地,能实施。宁夏重点小(1)型病险水库规划是近年基础工作最为扎实、执行效果最好的水利专项规划之一,充分体现了项目立项工作的重要性和技术管理工作的有效性。

2.安全鉴定

安全鉴定是技术管理工作的重要基础,抓好安全鉴定是技术管理工作的难点。在具体技术管理工作中把握好“三个要点”。一要严把安全鉴定资质关口,明确要求区内2家具备安全评价资质的设计单位承担本次病险水库的安全鉴定工作,确保安全鉴定工作质量。二要明确安全鉴定工作职责,明确要求严格按照《水库大坝安全鉴定办法》(水建管〔2003〕271号),由大坝主管部门或单位负责委托承担单位进行大坝安全鉴定工作,鉴定承担单位按职责编制现场安全检查报告,提出大坝安全评价报告,起草大坝安全鉴定报告书。三要明确安全鉴定要求,明确由安全鉴定承担单位牵头,会同水库运行单位、水文、地质和专家,按照《水库大坝安全评价导则》(SL258—2000)规定,在现场检查和相关技术资料的基础上,坚持用事实说话、用数据说话,据实、保质、按期完成水库安全鉴定工作。

3.鉴定核查

安全鉴定核查是技术管理工作的关键技术关口,起着承上启下的作用。在具体技术管理工作中要掌握好“两个关键点”。一是掌握好书面核查的“重”和现场核查的“轻”,“轻”“重”均衡,相互促进。书面核查要重点突出对水库大坝《安全评价报告》和《安全鉴定报告书》的内容、计算和复核过程及结果、评价结论的核查,并结合现场核查工作成果,有针对性地提出具体的专业意见;相比而言,现场核查要侧重水库实际运行状况的检查,将现场核查的疑问和问题反馈在书面核查中,加深、完善书面核查。二是掌握好核查意见的“实”和除险加固意见与建议的“虚”。核查意见要形成水库主要病险的确切结论,明确水库安全类别的综合评定意见;相对而言,在明确核查结论后,除险加固意见与建议要宏观,可以针对水库明显存在的主要病险情提出适当、合理的经验性、指导性建议,指导设计单位盯准主要问题,拓展设计思路。

4.初步设计

初步设计是技术管理工作的核心,是落实《安全评价报告》和安全鉴定及核查意见的最终体现,也是保障工程实施和项目建设管理的坚实基础。在具体技术管理工作中,应确保“四个突出”。第一,突出除险保安。病险水库除险加固的最终目的是彻底消除水库病险情,确保工程安全。在具体设计中采取了4项重要技术措施。一是培厚加固大坝,确保大坝安全。通过培厚加固坝体,重点解决大坝施工质量差、压实度不满足要求的通病,兼顾解决大坝防洪标准低、渗流不安全和抗震安全性差的问题。二是拆除坝下涵洞,消除隐患。坝下涵洞是造成水库病险的主要原因之一。首先提倡报废处理年代久远的坝下涵洞;若利用涵洞则必须进行安全评价并加强运行期观测;新(改)建涵洞,统一采用现浇混凝土箱涵结构,净空高度满足后期检查、维修需要。三是新(改)建溢洪道,确保行洪安全。积极提倡在有条件的情况下,新(改)建溢洪道,完善“大坝+输水+泄水”三大建筑物的工程布局,确保泄洪安全,本次新(改)建溢洪道共37座。四是配置安全监测设施,强化安全保障。大坝安全监测设施是水库安全运行的重要技术手段和保障,本次病险水库纳入《宁夏水库安全监测与信息化整合建设方案》,按照“顶层设计、资源整合、信息共享、拼盘资金、集中建设、统一管理”的建设原则,以“统一技术标准、统一运行环境、统一安全保障、统一数据中心和统一门户”为建设目标,对53座水库安装了水情监测设施,实现了水库日常监测和汛期预警预报的信息共享及水库防汛联合调度,提高水库的信息化管理水平,保障水库安全运行。第二,突出设计原则。在初步设计中,严格遵循依据大坝安全鉴定和核查意见,重点解决直接关系水库安全运行的挡水建筑物、输水建筑物、泄水建筑物、基础,两岸坝肩的除险加固任务以及与安全运行有关的闸门、启闭机等设施改造,超出安全鉴定和核查意见的建设任务原则上不得列入初步设计。第三,突出方案比选。多方案比选、优化设计是技术管理工作的最大亮点。针对水库的具体病险情,设计单位充分开展多种设计方案的论证、比选、完善、优化工作,从水文、地质、工程布局、技术措施、施工条件、加固效果、工程占地、环境影响、投资等各方面,全面、客观、公正地进行方案比选,推荐最优方案,达到技术可靠、经济合理、效果显著、投资优化的多目标最优效果。第四,突出据实设计。一是本次工作中由于极个别水库建设年代久远,原始资料缺失,技术参数不详,在规划阶段将其纳入规划,但随着工作的不断深入,复核后发现其为小(2)型水库。在具体设计和技术审查阶段据实按照小(2)型水库对待,确定其工程等别和建筑物级别及设计洪水标准。二是银川市辖区内的6座水库是贺兰山东麓和银川市防洪体系的重要组成部分,这6座水库的设计防洪标准据实按照国务院国函〔2008〕63号批复的银川市城市等级对应的防洪标准执行,不设校核标准。以上两种情况充分体现了技术管理工作既注重坚持原则,又能实事求是、因地制宜,据实处理具体技术问题。

5.技术审查

技术审查是技术管理工作的关键环节。在具体技术管理工作中采取4项重要措施。一是建立健全技术工作管理体系,分工负责。自治区水利厅总工程师任技术总负责,主管部门负责技术审查,技术咨询单位、水文局和地质单位作为技术支撑单位,项目建设单位负责前期工作,设计单位负责初步设计工作,各负其责,严格落实。二是创新技术管理工作机制,提高效率。技术审查由水利厅会同财政厅联合审查,创新采取部门联席会议、集中封闭办公、打捆集中审查、专题技术研究、专家咨询论证等多种多样并且灵活有效的技术工作方式,强化事前指导、事中控制、事后监管的管理手段,及时解决问题,提高工作效率。三是编制设计大纲,提高设计质量。参照水利部《重点小型病险水库除险加固工程初步设计指导意见》,结合宁夏实际,出台《宁夏小型病险水库除险加固项目初步设计报告编制大纲》,进一步规范设计工作,明确技术要求,突出设计重点,提高设计质量,一次审查通过率大幅度提高。四是突出审点,确保审查质量。技术审查突出对水文、地质和初步设计文件的全面审查;突出对直接关系坝体安全运行的主要设计方案和除险加固技术措施的审查;突出对工程投资的合理性审查,据统计61座水库主体工程批复投资23.85亿元,占批复总投资28.11亿元的84.85%;把好技术审查技术关口,避免重大设计缺陷,减少设计变更,保障工程建设顺利实施。

6.项目建设管理

项目建设管理工作是技术管理工作的重要内容。在具体技术管理工作中,强化“三大管理”。一是强化管理机制。针对本次工作点多、面广、量大、任务重、时间紧、管理难度大等特点,强化落实“四制”,集中人才、技术和管理的优势力量,以机制促管理。二是强化管理程序。规范管理行为,严把建设关口,减少无效环节,降低过程风险,确保全过程阳光、规范操作,有序有效有力推进工作进展。三是强化管理力度。为确保本次工作的施工质量和安全生产,大力倾斜、合理调配质量监督力量,实行自治区级水利质量监督对本次工作的全覆盖,确保质量监督及时到位,不留死角;全面推行“第三方”检测对本次工作的全过程检测,为工程质量再上一道保险;全面推行安全生产准入制度,在本次工作中率先启动安全文明施工管理和安全文明工地评审工作;全面推行病险水库督查工作,成立病险水库除险加固项目专项督查检查组,开展定期检查、联合检查、重点督查,加大社会监督力度,多管齐下,从严从细从实抓好工程质量和施工安全,实现了本次工作零事故、零伤亡的管理目标。

7.工程验收

工程验收是技术管理工作的重要环节。在具体技术管理工作中,重点抓好“四项工作”。一是科学制定验收工作计划。根据工作总体进度要求,结合工程实施进展情况和各阶段验收具体要求,科学制定工程验收工作计划,与项目进度计划同安排、同检查、同落实。二是严格执行验收规程。病险水库除险加固项目具有其特殊性,严格执行《水利工程建设项目验收管理规定》(水利部令第30号)、《水利水电建设工程验收规程》(SL223—2008)及《水利部关于印发加强小型病险水库除险加固项目验收管理指导意见的通知》(水建管〔2013〕178号)等验收规定和办法,严格执行工程验收规程,未经验收合格不得进行下阶段施工或交付使用。三是规范验收行为。强化项目法人验收,对涉及坝体与坝基防渗、关键部位的分部工程验收,必须由项目法人主持验收;抓好蓄水验收,重点对关系水库安全蓄水的工程实体和运行调度规程(方案)及应急预案等进行验收,确保水库初期蓄水安全和后期运行安全。四是创造良好的验收工作环境。加强与项目审批部门的协调,及时受理完成重大设计变更的审批;加强与竣工财务决算审计部门的沟通,实行“集中审计、整县推进”的工作方式,加快项目财务竣工决算审计,为工程验收创造良好的工作环境。

三、结论与建议

本次工作的顺利圆满完成,得益于各关键工作环节的技术管理工作扎实有效,除险加固后,消除了水库的病险情,保障了水库安全运行;新增和恢复库容0.81亿m3,提高了水库的防洪能力,有效保护了水库下游290万人、119万亩(1亩=1/15hm2,下同)农田的防洪安全;新增兴利库容0.14亿m3,新增年供水量0.19亿m3,新增和恢复灌溉面积4.2万亩,提高了灌溉保证程度和抗旱应急能力;彻底改变了水库“空库迎汛”的调度运行方式,增强了水资源利用和调控能力,取得了预期的效果。几点建议:①病险水库除险加固不能一劳永逸。随着水库运行、泥沙淤积、库容减少、设备老化,将来会不断出现新的病险水库,水库除险加固任重道远。建议将病险水库除险加固项目列为长期性项目,根据实际需要适时实施。②病险水库除险加固工作总体进度要求不宜“一刀切”。我国地域广阔,南北气候差异巨大,宁夏冬季漫长,天气寒冷,有效施工期短。建议根据不同地区病险水库除险加固建设任务的轻重缓急充分考虑各地气候、有效施工期的不同,合理地提出差别化的总体进度要求。③病险水库除险加固项目应提高工程建设标准。病险水库除险加固项目投资除主要用于关系水库安全运行的主体工程及必要的设备改造外,建议适当提高工程建设标准,放宽工程管理房、监测设施、调度通信、防汛抢险道路和交通工具的投资限制,甚至可以考虑必要的取水配套设施和水库下游行洪河道的治理工程投资,完善水库基础设施条件,提高水库信息化管理水平和防汛抢险保障能力,充分发挥水库的综合效益。

作者:申明平 单位:宁夏回族自治区水利水电建设工程质量监督站

参考文献:

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