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从加州水坝事故救援和重建看美国基建(1)

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【铁甲网】今年2月7日,美国加州的奥罗维尔水坝在泄洪时发现溢洪道中部的混凝土底板在水流的冲刷下发生破坏,产生了一个最宽约60米,深约9米的大洞。由于水位居高不下,无法停止泄洪进行维修,只能任其发展,最终造成溢洪道中部完全被冲毁,水流改道。

1968年,时任加州州长里根出席奥罗维尔水坝庆祝活动

铁甲网曾在3月初对此事件以《美国的抢险救灾 工程机械是怎么干的》为题进行过报道,而现在,经过数月的修复重建,溢洪道已基本修复完成,这里,我们就对整个事故救援及重建过程进行一个系统梳理。从中,我们可以看到美国的基建能力还是非常强的,这体现在组织动员能力、施工技术能力、施工组织能力、施工专业设备、人员的技术水平和敬业精神等等方面。美国只是没有把资源投放到基建上而已,不能简单认为美国基建已经衰落。

奥罗维尔水坝全貌

由于内容较多,涉及整个事件的全过程,因此需要分期发布,希望大家保持耐心,持续关注,同时,部分内容会与之前的报道有重复的地方,也敬请原谅。

奥罗维尔水坝及溢洪道

首先回顾一下背景,奥罗维尔水坝位于加州北部Feather河上,是加州重要的供水枢纽,承担为干旱的南加州供水的重担,该工程从50年代就开始勘探设计等工作,1961年正式开工,1967年主体工程完成,1968年正式投入使用。由于对加州供水的重要性,时任加州州长里根出席了庆祝活动,谁能想到12年后他当选美国总统呢?

事故前溢洪道正常泄洪的样子

奥罗维尔水坝的挡水建筑物是200多米高的土石坝,而发生事故的是位于右岸的溢洪道,该溢洪道长达900多米,属于河岸正槽溢洪道,由8扇弧形闸门控制,溢洪道末端有防冲消能设施,以降低水流的能量,减少对河床的冲刷。溢洪道右侧是紧急溢流道,也叫非常溢洪道,堰顶为无闸门控制的弧形,水位超过堰顶即发生泄洪,堰下是河岸的自然斜坡,没有人工建筑物。

溢洪道中部出现大洞

2月初,受天气影响入库流量激增,管理部门打开溢洪道闸门开始泄洪,不久发现出现破损,随即减少了下泄流量进行检查并评估损失,发现溢洪道中部的混凝土底板产生了一个最宽约60米,深约9米的大洞。由于水位仍持续上涨并超过了紧急溢洪道的堰顶,部分库容通过紧急溢洪道进行泄洪,但下泄水流不出意外地严重冲刷了河岸,将大量泥沙带入下游。不得已只能重开溢洪道闸门,导致破洞越来越大,在溢洪道左侧产生了一个缺口,一部分水流从缺口分流,直接从河岸宣泄。而随着缺口不断扩大,终于在数天后水流全部改由缺口流走,并对河岸造成了严重的冲刷。

破洞局部特写

从照片来看,溢洪道的破坏应该底板混凝土产生缝隙导致水渗入基础,造成基础发生冲蚀,进而产成空洞,导致溢洪道底板塌陷。也就是说,因为设计、施工以及使用中的一系列缺陷未及时发现并处理,导致事故的发生。

溢洪道右侧的紧急溢洪道参与泄洪

事故发生后,大坝的主管部门——加州水资源局迅速组织了应急抢险,并加强了巡查,组织专家进行评估,制定后续抢险和修复方案。因为在过水条件下无法对溢洪道进行处理,因此应急抢险主要是预防性的,包括对紧急溢洪道冲刷过后的深槽进行回填和硬化以防再次过水造成更大的损害。同时,由于下泄水流改道,流入河道时没有防冲消能设施,为防止冲刷对岸,进行了护岸工程。另外还对下游河道进行疏浚,防止河道淤塞抬高水位影响电站厂房。

溢洪道左侧被冲出缺口,水流兵分两路

在应急抢险工作之外,加州水资源局所能做的只能等待,等待水库水位降下来以便开展溢洪道的修复重建工作。

下泄水流完全改道

 (未完待续)

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