小型水库大坝安全鉴定典型问题与工作建议

2021-12-14 16:20王丽俊
中国农村水利水电 2021年12期
关键词:除险导则大坝

江 超,王丽俊

(1.南京水利科学研究院,南京 210029;2.水利部大坝安全管理中心,南京 210029;3.常州市金坛区水利局薛埠水利管理服务站,江苏常州 213200)

0 前 言

根据《水库大坝安全管理条例》(1991年国务院令第77 号发布,2011年修正,2018年修正)与《水库大坝安全鉴定办法》(水建管〔2003〕271号,以下简称《鉴定办法》),水库大坝实行定期安全鉴定制度,首次安全鉴定应在竣工验收后5年内进行,以后应每隔6~10年进行一次;运行中遭遇特大洪水、强烈地震、工程发生重大事故或出现影响安全的异常现象后,应组织专门的安全鉴定[1,2]。

2020年3月,按照“水利工程补短板,水利行业强监管”水利改革发展总基调要求,为准确掌握水库大坝安全状况,加强水库安全管理,水利部印发《水利部办公厅关于加强水库大坝安全鉴定和降等报废工作的通知》(办运管[2020]40号,以下简称《通知》),就加强水库安全鉴定工作提出具体要求,要求各级水行政主管部门全面摸清本行政区域内2020-2022年达到或超过安全鉴定规定时限的水库数量,提出分年度目标任务,逐级编制水库大坝安全鉴定工作计划,制订工作方案,全面开展水库大坝安全鉴定。同时,《通知》进一步明确改进完善安全鉴定办法,对于坝高15 m 以下的小(2)型水库(以下简称一般小(2)型水库),在保障鉴定质量的前提下,地方各级水行政主管部门可结合当地实际,适当简化程序和内容,委托具有相应资质或能力的水利水电技术单位承担安全评价工作,采取现场检查为主、辅以必要专题评价的方式判别大坝安全类别;鉴定周期可从新建、改(扩)建、除险加固工程完成并蓄水验收或投入使用起算,每10年开展一次,遇强烈地震、大洪水等特殊情况或异常现象时要及时组织安全鉴定。

2020年5-9 月,根据水利部统一安排部署,水利部大坝安全管理中心负责对江西、四川、云南、甘肃等省上报的小型水库安全鉴定成果进行核查,作者根据参与的核查工作情况,总结了小型水库安全鉴定常见问题,并提出了下一步提高安全鉴定成果质量、改善小型水库安全现状的工作建议。

1 小型水库大坝安全鉴定基本程序

小型水库大坝安全鉴定包括大坝安全评价、大坝安全鉴定技术审查和大坝安全鉴定意见审定三个基本程序。大坝安全评价由鉴定承担单位依据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2017,以下简称《导则》)等[3],对大坝安全状况进行分析评价,并提出大坝安全评价报告和大坝安全鉴定报告书。大坝安全鉴定技术审查由鉴定审定部门或委托有关单位组织并主持召开大坝安全鉴定会,组织专家审查大坝安全评价报告,通过大坝安全鉴定报告书。影响县城安全或坝高30 m 以上小型水库鉴定审定部门为市(地)级水行政主管部门,其他小型水库鉴定审定部门为县级水行政主管部门。大坝安全鉴定意见审定由鉴定审定部门审定并印发大坝安全鉴定报告书。

2 小型水库安全鉴定典型问题

2.1 安全鉴定工作总体重视程度不足,鉴定成果质量有待提高

核查发现,安全鉴定承担、组织、审定等各相关单位,均存在对安全鉴定工作重视程度不足的现象。当前小型水库安全鉴定承担单位多为地市级水利设计院,因安全鉴定项目经费一般远少于除险加固设计费,导致部分鉴定承担单位不重视安全评价报告的编制。因水库安全鉴定为水利建设前期工作,需各地自行筹措鉴定经费,较多地方因财政紧张或本身重视程度不足等原因,不能提供足额的鉴定经费保障,进一步导致鉴定工作质量难以保证。大坝安全鉴定报告书是水行政主管部门印发的除险加固项目立项与设计的重要依据性文件,应严格审查把关,但核查发现部分安全鉴定报告书存在表述不规范、前后矛盾、明显错误甚至低级错误等现象,甚至部分水库鉴定会专家组成员数量、专业与组成不满足《鉴定办法》要求,如出现其他无关水库名称、多处错别字、依据已作废标准、鉴定报告书内容和评价报告不一致等。此外,核查发现较多小型水库未按期开展安全鉴定。

2.2 部分小型水库缺乏必要的安全检测、地质勘察等基础性工作,不满足《导则》与《鉴定办法》要求

当前,水库大坝安全评价报告主要依据《导则》进行编制,《导则》明确适用对象为坝高15 m 及以上或库容100 万m3及以上的已建水库大坝,其他一般小(2)型(坝高15 m 以下)已建水库大坝可参照执行。对适用于《导则》的小型水库安全评价,应开展必要的混凝土、砌石、金属结构安全检测;当缺少大坝工程地质资料或已有地勘资料不能满足安全评价需要时,应补充必要的地质勘察;对淤积较严重且有防洪要求的水库,应重新测量复核库容[4],通过上述基础性工作为大坝安全评价提供能代表目前性状的计算参数,揭示工程现状质量状况。对一般小(2)型水库,安全检测与地质勘察等基础工作可视情况进行简化。另一方面,小型水库大多为“三边”、“三无”工程,本身基础资料匮乏[5],因此,开展必要的安全检测与地质勘察对查明水库病险意义重大。但核查发现《导则》适用范围内的小型水库较多未按要求开展必要的安全检测、地质勘察等,未获取能代表工程现状的岩土体物理与力学参数、混凝土结构抗压强度值、钢闸门厚度值等,导致鉴定结论依据不充分,病险认定不彻底,无法科学、正确、全面地评价工程安全现状。

2.3 安全评价内容较不全面,忽视泄水、输(引)水建筑物等安全评价

《导则》明确规定,大坝包括永久性挡水建筑物,以及影响大坝安全的泄水、输水、过船等建筑物与其金属结构、近坝岸坡。核查发现较多小型水库仅对挡水建筑物进行安全评价,未评价或简要评价溢洪道、输水洞等其他建筑物的工程质量与渗流、结构、抗震安全性。溢洪道、输水洞等水工建筑物与挡水建筑物均为水库枢纽重要组成部分,一旦出现事故后果同样非常严重,特别是坝下埋涵等穿坝建筑物,常易引发接触渗漏继而发展成溃口事故,如我国近年发生的多起水库溃口事故均与接触渗漏相关[6]。因此,泄水、输水、引水建筑物与挡水建筑物同为水库大坝安全评价的重要对象。此外,对已封堵的建筑物,还应评价其封堵效果。另一方面,小型水库大坝安全评价常遗漏泄洪安全性、近坝库岸稳定性、地震液化可能性、供电安全性等重要评价内容。

2.4 水库安全鉴定工作深度不足,较多病险问题被遗漏,或未针对重大隐患分析论证

安全鉴定是水库除险加固、维修改造的重要依据,若安全鉴定工作深度不足,会导致除险加固针对性不强,除险不尽的不良后果。本次现场核查发现2座水库输水洞后坝坡混凝土或砌石结构均出现贯穿性裂缝,表明输水洞结构出现异常变形或回填质量问题,影响工程安全运行,应属重大隐患,但安全评价报告均未见相关描述。现场核查部分水库出现上游混凝土板护坡断裂、塌陷和防浪墙外倾等异常现象,但评价报告均未分析产生原因与危害,不能为下一步除险加固设计提供针对性建议,不利于病险彻底消除。与之相反,部分水库安全鉴定避重就轻,将库区林带不美观、启闭室灯光昏暗等不影响工程安全的问题列入主要问题。此外,部分水库鉴定报告针对发现的渗漏、变形等重大隐患,仅建议在下一阶段除险加固设计过程中查明原因,不符合安全鉴定工作要求。

2.5 部分水库安全鉴定技术路线不正确

如较多坝高30 m以下的小型土石坝除依据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2017)外,参照标准更高、适用于大中型土石坝的《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)[7]进行评价,应为《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-2013)[8]。部分水库渗流、结构、抗震、金属结构复核计算参数仍采用设计值,应采用能反映工程现状的地勘或检测值。坝顶超高复核未按规范推荐工况进行计算,仅根据管理人员口述现象认定坝顶超高不满足规范要求,缺乏必要的安全复核计算与测量作支撑。仅根据上游坝坡生长的苗木,定性估计防渗土工膜已遭损坏,而缺乏必要的开挖检查核实。金属结构仅依据使用时间长、超过报废折旧年限评定为C级,缺少必要的安全检测与复核计算进行支撑。

3 下一步工作建议

针对近期核查发现的小型水库安全鉴定工作中存在的共性问题,结合笔者工作经历与当前实际情况,提出下一步提高安全鉴定成果质量、改善小型水库安全状况的工作建议。

3.1 高度重视小型水库安全鉴定工作

安全鉴定是确保小型水库安全运行的基础性工作,地方政府和水库主管部门应提高责任意识,从根本上认识水库安全鉴定工作的重要性,积极多渠道筹措并足额落实安全鉴定经费。同时,应加强监督与管理,确保各小型水库能按期开展安全鉴定。对安全鉴定承担单位,应建立质量与信用评价体系,对技术力量不满足要求、安全鉴定工作不到位的承担单位,应限制其承担相关业务并采取相应惩戒措施。

3.2 进一步分类明确小型水库安全鉴定成果质量要求

在《导则》明确水库安全评价适用范围基础上,《鉴定办法》规定,市级水行政主管部门审定坝高50 m以下中型水库和影响县城安全或坝高30 m 以上小型水库鉴定意见,因此,影响县城安全或坝高30 m 以上小型水库重要性应等同于坝高50 m 以下中型水库。基于上述规定与小型水库数量众多的现状,当前小型水库安全鉴定工作可根据坝高、库容及影响对象提出不同要求。影响县城安全或坝高30 m 以上的小型水库,应严格按照《导则》要求编制评价报告;对坝高15 m 以上的小(2)型水库或坝高30 m以下的小(1)型水库,应按照《导则》要求编制,部分工作可酌情适当简化;对一般小(2)型水库,按照水利部近期印发的《坝高小于15米的小(2)型水库大坝安全鉴定办法(试行)》编制评价报告。

3.3 加强小型水库安全鉴定技术培训

核查发现安全鉴定工作中存在的较多问题,除各相关单位本身重视程度不足外,安全鉴定承担单位技术力量薄弱,不能较好胜任安全鉴定工作也是主要原因。安全鉴定是一项技术性较强的工作,涉及到水文、地质、水工、金属结构、工程管理等多种学科,与设计工作存在一定区别,对评价单位整体技术水平要求较高。因此,定期组织各有关单位开展小型水库安全鉴定技术培训,对提高安全鉴定成果质量具有重要意义。

3.4 重视并做好下一步除险加固工作,并结合降低报废、控制运用等手段消除工程安全隐患

本次核查发现部分小型水库输水涵管混凝土设计强度等级仅C20,消力池混凝土设计强度等级仅C15,且未考虑抗冻设计,不满足规范要求,导致短期内输水涵管再次出现开裂、冻胀、冲刷甚至断裂等病险。核查发现大部分闸门启闭设施未设启闭室、露天安置,直接加速了金属结构老化锈蚀,缩短了启闭设施使用年限,继而出现短期内需再次更换的尴尬现象。个别水库初设、改扩建、历次安全鉴定与加固设计均未查明坝基,导致工程运行过程中多次出现险情。某输水洞出口边墙因设计不合理,每年冻融破坏严重需重复投资维修。因此,选择综合实力强、水平过硬的设计单位,并严格除险加固设计审查,加强除险加固项目建设管理,是确保水库能长效、稳定、安全运行的重要举措。对功能萎缩或丧失,除险加固经济上不合理的水库,可结合采用降低报废、控制运用等手段消除工程安全隐患[9,10]。

3.5 明确小型水库除险加固重点建设内容,避免加固资金浪费

当前小型水库运行管理设施不完善,较多水库仅设置水尺观测库水位,部分水库甚至无水尺。核查发现较多水库建议下一步除险加固建设闸门自动化控制系统,且因启闭机与闸控设备不匹配建议直接更换启闭机,但并未建议设立必要的安全监测设施。对小型水库而言,与闸门自动化系统相比,安全监测、视频监控应为更加重要、优先保障建设的内容,上述现象表明当前小型水库除险加固部分地方存在主次不分、本末倒置的情况。在当前除险加固经费有限的前提下,下一步建议除重点整治影响工程安全的防洪、渗流、结构等问题外,小型土石坝可重点建设坝顶硬化、修整上游护坡、增设下游坝脚排水沟与巡查通道、增建启闭设施启闭房、完善大坝安全监测与视频监控设施等内容,着力改变小型水库安全现状与工程面貌。此外,安全监测设施方面,小型水库应优先设置库水位与渗漏量监测项目,其他监测项目如表面变形、渗流压力等可根据建设资金酌情设置[11-13]。

3.6 加强小型水库日常运行管理

核查发现部分小型水库上游坝面生长较大苗木,特别是上游坝面铺设了土工膜的水库,苗木根系可能刺穿土工膜,影响土工膜防渗性能,危及大坝安全运行。部分水库下游坝坡与坝脚杂草丛生,严重影响巡视检查,不利于及时发现渗流、变形等隐患。部分水库金属结构日常维修养护不到位,甚至运行时间少于5年的金属结构,当前已出现钢闸门锈蚀、漏水严重,启闭机老化、运行困难的现象。核查发现的较多病险均因运行管理不善所致,因此,加强水库日常运行管理与除险加固建设同等重要。建议小型水库日常管理应及时清除坝区(上游、下游、坝脚及排水沟)杂草,做好混凝土与金属结构维修养护,规范日常巡视检查与安全监测工作。□

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