某病险水库除险加固安全评价

某病险水库除险加固安全评价

王旭东，等：某病险水库除险加固安全评价某病险水库除险加固安全评价123王旭东，王立彬，陈洋（1．宜昌市水利水电勘察设计院，湖北宜昌443002；2．三峡大学土木水电学院，湖北宜昌443002；3．中国葛洲坝集团第二工程有限公司，湖北宜昌443002）摘要：病险水库的安全评价是除险加固的前提。从工程总体情况、防洪安全、坝体安全、抗震安全、结构安全、金属结构安全、安全监测等方面对大坝安全状况进行综合分析，为病险水库除险加固设计提供可靠的资料和依据。关键词：病险水库；除险加固；安全评价Title:Safetyassessmentonrehabilitationofdiseasedreservoirs／／byWANGXu－dong,WANGLi－binandCHENYang／／YichangInstituteofWaterConservancyandHydropowerInvestigationandDesignAbstract:Safetyassessmentofdiseasedreservoirsisthepremiseofrehabilitation．Integrativeanalysisshouldbecarriedoutbe-forerehabilitationinaspectssuchasprojectquality,floodprevention,damsafety,anti－seismicsafety,structuralsafety,metalstructuralsafety,safetymonitoringandetal．Thiswouldpresentreliabledataforfurtherdesign．Keywords:diseasedreservoirs;rehabilitation;safetyassessment中图分类号：TV698．2文献标识码：B文章编号：1671－1092（2009）02－0019－031引言建筑物组成。大坝为均质土坝，坝顶长415．0m，宽4．0m，坝对病险水库实行除险加固是保障人民生命和顶高程133．13m，最大坝高21．63m。上游坝坡在高财产安全、促进经济社会又好又快发展的一项德政程126．00m和119．00m处各设一平台，宽度均为工程，是强化农业基础建设、促进农业稳定发展、农2．0m，坝坡坡比自上而下依次为1∶2．8、1∶3．5、1∶4．0；民持续增收的一项基本任务[1]。下游坝坡在高程128．00m和122．00m处各设一平在2008年全国病险水库除险加固工作会议台，宽度均为2．0m，坝坡坡比自上而下依次为1∶上，进一步部署了在今后3年内基本完成全国大中2．50、1∶3．0、1∶3．25。坡脚设排水棱体。型和重点小型病险水库的除险加固任务[2]。湖北省溢洪道位于大坝右岸约350m的垭口处，为开纳入《全国病险水库除险加固专项规划》的水库共敞式无闸门控制宽顶堰。堰顶高程130．70m，堰顶656座，其中649座水库位于长江流域，占总数的宽50．0m；泄槽陡坡段长33．5m，宽28．0m；消力池99％。长7．0m，平均宽34．0m，深1．0m，溢洪道最大泄洪3水库是江河防洪体系的重要组成部分,水库出能力为147．5m／s，相应坝前水位132．27m。现病险不仅是对江河防洪体系的削弱,更重要的是输水管位于大坝左岸，为矩形钢筋混凝土有压水库本身变成了危险源。由于大批病险水库的存涵管，断面尺寸0．8m×1．2m（宽×高），全长95．0m，3在，江河体系的调控能力降低，而且病险水库不敢进口底部高程118．50m，设计流量8．0m／s。进口设[3]蓄水，难以发挥其功能。所以，应对水库进行综合有检修闸门和工作闸门各1扇，用2台15T螺杆的安全评价,以确保除险加固保质保量地完成。式启闭机启闭，启闭机平台高程132．10m。本文通过具体实例对大坝安全状况进行综合分水闸位于大坝左岸山垭，为3扇钢筋混凝土分析，以此作为病险水库除险加固的依据。闸门，进口底板高程130．00m。本水库库区属丘陵地貌，地形开阔，水库周边2工程概况山坡平缓，山体宽厚，大部分地段为第四系堆积物所覆盖，地层倾角接近水平，无大型断裂构造带贯该水库由大坝、溢洪道、输水涵管及分水闸等穿，故水库无渗漏之虑。两岸山体不高，库岸平缓，19www．dam．com．cn2009·2大坝与安全nByWANGXu－dong:Safetyassessmentonrehabilitationofdiseasedreservoirs地层稳定，不会发生大的山体滑坡和泥石流等地质查阅竣工资料，结合钻孔取得的实际资料，综灾害，故水库库岸稳定性较好。合分析，造成下游坝坡散浸和集中渗漏的主要原因该库大坝为均质土坝，置于白垩系砂岩和粉质如下。粘土层上，坝基岩土的承载力满足建坝要求。（1）拦河坝始建于1963年，大坝填筑材料全靠农民劳务投工，采用履带式拖拉机拖1．5T的混凝3安全评价土磙碾压，局部借助石夯夯实，工程质量仅靠打钎灌水检测。由于采用人海战术，筑坝土料质量难以3．1工程总体评价控制，大坝填筑质量差是坝体出现渗漏、散浸的主该水库兴建于上世纪60年代初期，由于受当要原因。时社会、经济、设计水平和施工技术等因素的制约，（2）大坝遭受大量白蚁侵害，虽经灌浆灭蚁处工程质量较差，给水库的后期运行留下了诸多安全理，但仍有部分蚁穴未能封实，后期在动物和水力隐患，加之水库已运行40年，年久失修，疏于管理，作用下形成渗流通道。工程老化，安全隐患逐年增加，已严重影响水库的安（3）局部坝肩、坝基出现集中渗漏的主要原因全运行和效益的发挥。该水库还承担着下游灌区供是清基不彻底。水和防洪任务，工程一旦失事，势必造成下游人民生大坝上游坝面混凝土护坡损坏的主要原因是命财产的巨大损失。因此，有必要对该水库进行彻底施工质量差，加之坝体的不均匀沉陷和长期的风浪的安全评价，摸清病险原因以便提出合理的除险加冲击，造成大面积混凝土护块老化开裂，失去防护固措施，保证工程安全及人民生命财产安全。作用。3．2防洪安全评价排水棱体失效，主要由于坝体填筑质量差，长根据SL252－2000《水利水电工程等级划分及期渗漏，致使坝体填料中的细粒被渗水带入棱体反洪水标准》[4]及GB50201－94《防洪标准》[5]规定，该滤层而堵塞排水通道，失去排水功能。水库属IV等小（1）型水库工程，主要建筑物级别为3．4抗震安全评价4级。设计洪水按洪水重现期30年设计，洪峰流量工程区地震基本烈度为Ⅵ度，设计烈度为Ⅵ为126．0m3／s；按洪水重现期500年校核，洪峰流度。根据SL203－97《水工建筑物抗震设计规范》，大量为236．5m3／s。目前大坝坝顶高程为133．13m，坝无须进行抗震稳定性计算。经调洪演算：当遭遇重现期30年设计洪水时，设计3．5结构安全评价洪水位为131．68m，计算坝顶高程为133．60m，超溢洪道衬砌结构由于施工质量差，强度偏低，过实际坝顶高程0．47m；当遭遇重现期500年校核加之年久失修，混凝土底板老化开裂，边墙浆砌石洪水时，校核洪水位为132．20m，计算坝顶高程为破损严重。经水力计算复核，泄槽从桩号0＋12开133．39m，超过实际坝顶高程0．26m。显然，该水库始，流速为14m／s，大于110号混凝土的容许不冲大坝的防洪能力偏低，达不到设计要求。经计算，现流速，且部分边墙高度达不到设计高程。消力池被在的坝顶高程只能抵御重现期为10年的洪水。洪水冲毁，出水渠淤塞严重，影响泄洪。3．3坝体安全评价输水涵管为一坝内矩形钢筋混凝土埋管，由于大坝上游采用0．1m厚的混凝土护坡，现已老施工质量差，管身混凝土老化剥蚀，局部露筋，且出化破裂，表面严重冲蚀。由于长期受风浪袭击，部分现大量裂缝并有渗漏现象。伸缩缝止水设施破坏，砂石垫层被掏空，形成严重的浪坎和跌窝，大部分漏水严重。混凝土护坡损坏严重。3．6金属结构安全评价下游坡面局部散浸，坡面变形。左坝肩出现集该水库金属结构包括铸铁平面闸门、15T螺中渗漏，一般渗流量达0．86～2．58L／s。坝体排水设杆手动式启闭机及其埋件，至今已运行40年，属超施不完善，排水棱体功能失效。下游坝面未设排水期服役。经现场检查，闸门及门槽埋件锈蚀变形严沟，无坝面排水设施。重，止水功能失效；拉杆锈蚀严重，弯曲变形明显；坝顶凹凸不平，严重变形。滚轮严重锈蚀，启闭机开启困难，需更换新的闸门20DamandSafety2009·2www．dam．com．cnn王旭东，等：某病险水库除险加固安全评价和启闭机。漏水，引水闸混凝土闸门破损老化，止水失效。水库该水库分水闸的门体结构老化破损，止水失输水箱涵钢筋混凝土承载能力不够，有露筋漏水现效；门槽埋件锈蚀变形严重，启闭机设备老化，操作象。启闭机老损，且已超过使用年限。金属结构安全困难，性能落后，闸门和启闭机已不能正常使用，需评定为C级。⑥大坝无安全监测设施，管理设施十要更换新的闸门和启闭机。分落后，大坝有白蚁危害，防汛道路差。大坝运行管输水涵管闸门锈蚀严重，止水失效，启闭机老理评定为差。最后鉴定该水库大坝为三类坝，属于损，已超过使用年限，无法正常工作。典型的病险水库，应尽早进行除险加固。3．7坝体安全监测评价水库建成后，除常规水位观测外，其余观测设5结语施一直没有配套，对大坝的运行情况只能通过巡视检查进行分析。巡视检查的频次是每月两次，汛期病险水库除险加固事关防洪、供水和生态安及高水位运行时每天至少检查一次。这样的监测现全,与广大人民群众的根本利益密切相关。安全评状远远不能满足水库安全运行的要求，必须对大坝价是病险库坝加固设计的重要前提，设计方案是除设置必要的观测设施。险加固的基础，设计方案不科学、不合理会产生许多问题。尤其是在基础资料不全的情况下，要保证4安全评价结论设计方案的安全性，初期的安全评价工作尤为重要，一定要从环节和程序上严格把关。在初步设计经过安全评价分析，得出以下结论：①根据阶段，还要对安全评价结论进行复核，保证除险加SL525－2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》固方案的准确可靠性，因此，应利用综合的安全评的规定，洪水设计标准为重现期30年洪水，重现期价体系确保水库大坝的除险加固与安全运行。■500年洪水校核。经复核，坝顶高程为133．60m，实测坝顶高程为133．13m，尚差0．47m，坝顶高程不参考文献：满足规范要求。防洪能力综合评定为C级。②大坝[1]回良玉副总理在全国病险水库除险加固工作电视电话会上、下游坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求，坝议上的讲话[J]．中国防汛抗旱,2008(2):1～4．顶变形严重，凸凹不平。上游混凝土护坡大部分已[2]矫勇在全国病险水库除险加固工作会议上的讲话[J]．中国水能及电气化，2008（10）：7～13．严重损坏，混凝土表面冲蚀严重，下游坝坡局部变[3]冯瑞磊,张永强．病险水库除险加固的安全评价体系[J]．山形，反滤排水设施不完善。溢洪道未完建，陡坡段混西建筑，2008，34（1）：357～358．凝土破损，裂缝严重，消力池冲毁，无消能防冲能[4]SL252－2000,水利水电工程等级划分及洪水标准[S]．力。引水闸破损严重，止水不严，其公路桥结构严重[5]GB50201－94,防洪标准[S]．变形。结构安全综合评定为C级。③下游坝坡局部散浸，左坝肩存在集中渗漏，影响大坝安全。渗流安收稿日期：2009－01－30；修回日期：2009－02－18全评价为C级。④工程区地震烈度为VI度，根据作者简介：王旭东（1983－），男，唐山滦南人，监理工程师，主规范可不进行抗震复核。⑤输水涵管钢闸门锈蚀、要从事水利施工方面的研究。■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■阿坝震后首个水电项目建成试运行■■■据四川日报6月23日，位于九寨沟县白水江流域的双河水电站（四川省电力调度命名为“南坪水电■■■站”）在全面完成系统接入运行各项测试后，进入试运行，成为阿坝州震后第一个新投运的水电站项目。■■双河水电站是四川省“十一五”重点建设项目，为阿坝州白水江梯级水电开发的第六级，也是项目业■■■主———九寨沟水电开发有限责任公司在白水江上建成投运的第二个水电站项目。该电站总装机容量81MW，■■■建成后年平均发电量3．52亿kW·h。根据规划设计，电站建成后每年经营收入可达8000万元，实现税收超过■■1000万元，将成为九寨沟县新的经济增长点。■■■双河水电站在汶川特大地震灾害中遭受较大损失，于2008年5月下旬恢复施工，建设者克服了余震影响■■■和施工工地道路破坏影响运输等困难，日夜奋战，终于建成投运。■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■21www．dam．com．cn2009·2大坝与安全