江西安义县筲岭水库坝下涵管出险原因分析.pdf

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1、第43卷第20期人民长江2012年10月RiverYangtze文章编号：1001—4179(2012)20—0032—04江西安义县筲岭水库坝下涵管出险原因分析喻蔚然1’2，傅琼华1’2，马秀峰1’2(1．江西省水利科学研究院，江西南昌330029；2．江西省大坝安全管理中心，江西南昌330029)摘要：江西省安义县筲岭水库应用水平定向钻技术牵引PE管新建坝下涵管，运行几个月后出现破损、堵塞，无法使用。通过现场勘察、查阅资料和理论复核等手段分析认为：使用水平定向钻技术使PE管直接贯穿于坝体内承受土压力，但未考虑PE管本身抗外压强度不足以及施工时防渗措

2、施不到位、管壁外周未完全灌浆等因素，致使管壁出现破损并渗漏；涵管前后闸阀的不规范调度操作，加速了PE管的破坏。目前，用于PE管特别是大口径管道施工的非开挖牵引技术还未完全成熟，建议慎重使用。详细总结了失败的经验教训，可为同类工程提供警示作用。关键词：水平定向钻；坝下涵管；PE管；江西省中图法分类号：TV672文献标志码：A坝下涵管作为重要的输水建筑物，随大坝同时建蓄水位264．50m(黄海高程、下同)，总库容665．35万设，同时使用。早期坝下涵管多采用预制混凝土构件、m3，是一座以灌溉为主的小(一)型水库，主要建筑物砌石结构，部分地区甚至采用陶瓦构件

3、，结构强度偏有大坝、溢洪道、坝下涵管、电站等。大坝为均质土坝，低。经过几十年的运行，这些涵管老化、开裂、破损，造坝顶高程269．50m，最大坝高35m，坝顶长190m，坝成大坝渗漏、坝体塌陷等险情，威胁大坝安全。因此，脚设贴坡排水体。溢洪道无闸控制，宽顶堰堰顶高程在近些年中小型病险水库除险加固项目中，坝下涵管263．60In，堰顶宽5m。坝下涵管位于大坝中部偏左，的重建或加固是必不可少的内容。通常，在原涵管内管径0．5m，进口底高程245．95m。套钢管、混凝土管或者PVC管是常见的施工方法，在2012年3月23日，大坝下游坡1／3坝高处(高程许多水库

4、中已成功实施。但是，也有部分水库选择了约250m)出现一个直径4m、深2．5m的塌陷坑，坑内一些新的的施工技术和新的材料用于坝下涵管加固。有较大的水体向下游坝面及排水沟溢出。出现塌陷坑这些新技术、新材料在加快施工进度、节省工程投资上的位置正好位于坝下涵管上部，因此，为查清漏水来发挥了一定的作用，但是在技术控制上往往不够成熟，源，县水务局组织力量对塌陷处涵管进行开挖，但未见把关不严，造成工程质量有缺陷。江西省安义县筲岭PE管有破损、变形等异常。当开启下游闸阀放水时，水库采用水平定向钻技术重建坝下涵管，涵管材质为发现涵管出流明显减小，只有涵管约1／5高度过

5、水，且PE，运行几个月后，涵管破损、堵塞，被迫再次重建。水流时清时浊，涵管出口处不断有水泡冒出。本文结合这个案例，分析涵管破损原因，对水平定向钻2坝下涵管设计和施工技术用于坝下涵管加固的可行性进行探讨。原设计方案为：在原075em钢筋混凝土圆管内1工程概况和险情描述套050emPE管，套管与原钢筋}昆凝土管之间用M10筲岭水库位于南昌市湾里区太平乡筲岭村，正常砂浆回填封堵及灌浆。因原坝下涵管进口淤堵严重无收稿日期：2012—07—10作者简介：喻蔚然，男，高级工程师，主要从事大坝安全管理和防洪减灾研究。E—mail：yuweiran@sina．eom第

6、20期喻蔚然，等：兰!兰兰兰竺竺查竺竺!兰竺兰竺堡!竺堑兰法疏通，故在原涵管上部重建新涵管。新涵管进口高成的。针对坝下涵管，本文从结构安全性、渗流安全性程245．95m，进水口为0500cm圆孔，进水箱为方形，和涵管调度运用3个方面分析其出险原因。在进水箱下游侧顶部设0150PVC通气孔。管身为3．1结构安全性分析0500的PEl00管，壁厚2．39cm，总长198m，承受压3．1．1抗内水压力强度力0．8MPa。进水口设斜拉杆检修闸门，出水口设法根据文献[2]，PE管抗内水压力的结构强度，采兰蝶阀作为工作闸门，闸阀后设消力池。见图1。与用以概率理论为

7、基础的极限状态方法，以可靠指标度原设计方案不同的是，变更方案使得PE管直接贯穿量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式，即于坝体土壤中，承受上部土压力等荷载。PE管道抗内压的结构强度计算应满足坝下涵管施工采用的是水平定向钻技术⋯，该技3／00r。≤To,f(1)术是传统的管线施工方法和油田定向钻井技术的结式中，y。为管道的重要性系数，取1．1；ym为PE管抗合，多用于河流和水道的穿越、大型油气管网建设、城力分项系数，按水温20。C取y。。=0．96；f为管材环向市燃气、供水等工程。其施工工艺一般分为2个阶段：长期抗拉强度标准值，取10N／mm2；o

8、r。为在设计内水第1阶段按照设计要求尽可能准确的钻一个导向孔，压力作用下管壁截面土的环向应力设