陡河水庫工程質(zhì)量現(xiàn)狀分析與安全運(yùn)行措施

趙鵬云

（河北省唐山市陡河水庫管理處，河北唐山063021）

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陡河水庫工程質(zhì)量現(xiàn)狀分析與安全運(yùn)行措施

趙鵬云

（河北省唐山市陡河水庫管理處，河北唐山063021）

摘要：陡河水庫大壩初建質(zhì)量良好，在地震中遭到破壞，經(jīng)過震后修復(fù)和提高保壩標(biāo)準(zhǔn)，防洪標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到千年一遇設(shè)計(jì)，但由于壩基地質(zhì)條件不好，仍存在安全隱患，真對(duì)水庫大壩、輸水洞和溢洪道的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：鋪蓋；管涌；噴錨；挑坎

陡河水庫位于河北省唐山市東北部，建于1956年，樞紐工程包括大壩、輸水洞和溢洪道。

大壩為均質(zhì)土壩，干砌石護(hù)坡，主壩段全長(zhǎng)1700m，最大壩高25m。輸水洞為位于鳳山腳下，大壩東端，緊臨大壩，進(jìn)口建筑物形式為塔式，洞徑3.6m，洞身長(zhǎng)145.6m。

1959年掃尾擴(kuò)建修建了溢洪道，溢洪道位于輸水洞左側(cè)50m處，為侵蝕山坡地形，在地貌上呈現(xiàn)3條沖溝，山巖為石灰?guī)r，堅(jiān)硬致密。

1　土壩工程

1.1水庫大壩質(zhì)量現(xiàn)狀分析

陡河水庫大壩初建壩高39.0m，經(jīng)過掃尾擴(kuò)建、移壩、震后修復(fù)和提高保壩標(biāo)準(zhǔn)，目前大壩壩頂高程44.0m，大壩全長(zhǎng)7364m。

1976年唐山大地震中，大壩損壞嚴(yán)重，橫縫、縱縫均有發(fā)生，樁號(hào)0 +167段發(fā)生滑坡，下游壩腳發(fā)生冒水、噴砂40余處，防浪墻變形、裂縫較多。經(jīng)過震后修復(fù)大壩運(yùn)行至今沒有險(xiǎn)情發(fā)生，最近幾年在工程檢查中發(fā)現(xiàn)上下游護(hù)坡的馬道上均有反濾料堆積，表明護(hù)坡反濾料有流失現(xiàn)象。

陡河水庫大壩修建于第四紀(jì)沖積層上，壩基粘土覆蓋層僅為7～10m，除舊河床段做有部分人工水平鋪蓋和截水槽外，其它未做處理，利用天然覆蓋防滲；1959年最高庫水位達(dá)34.33m，一級(jí)臺(tái)地下游農(nóng)田出現(xiàn)沼澤化問題；1961年在一、二級(jí)臺(tái)地交界處，壩基有沙層出露的地方，補(bǔ)做了人工鋪蓋，壩下做了排水溝減壓；2005年又對(duì)排水溝進(jìn)行翻修。

根據(jù)卡明斯基雙透水性地基的理論計(jì)算出壩下出逸比降，當(dāng)庫水位為34.0m時(shí)，承壓水頭1.69m，出逸比降0.154；當(dāng)庫水位為38.5m時(shí)，承壓水頭2.78m，出逸比降0.253，小于壩基滲透出逸坡降允許值0.98。

經(jīng)理論計(jì)算壩基不會(huì)有管涌發(fā)生，由于天然鋪蓋防滲不可靠，加上水庫建庫50多年來未曾經(jīng)過大洪水、高水位的考驗(yàn)，個(gè)別薄弱部位還存在管涌發(fā)生的隱患。

1.2對(duì)策

針對(duì)護(hù)坡反濾料流失現(xiàn)象，應(yīng)在強(qiáng)降雨時(shí)加強(qiáng)大壩的巡視檢查。如果反濾料流失過多，可能出現(xiàn)上游護(hù)坡塊石局部脫落或出現(xiàn)大面積破壞，應(yīng)及時(shí)按原設(shè)計(jì)維修處理，險(xiǎn)情嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)全力拋投沙袋，必要時(shí)，拋鉛絲籠裝塊石，防止進(jìn)一步淘刷壩坡，危及壩體安全。

1959年大水過后，一級(jí)臺(tái)地下游徐莊村，已經(jīng)把房屋搬遷。然而下游土地仍有些濕潤(rùn)，遇高水位時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)下游壩腳的檢查，做好應(yīng)對(duì)管涌的準(zhǔn)備。

我們已在壩后防汛物料庫準(zhǔn)備了充足的砂石料，汛前做好應(yīng)對(duì)大壩險(xiǎn)情的防汛搶險(xiǎn)演練。如果下游發(fā)生管涌，將按反濾要求分層鋪設(shè)反濾料，其上蓋塊石或沙袋，并在發(fā)生管涌的上游壩坡進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)漏洞，及時(shí)進(jìn)行封堵。

史籍中、屏幕上，包拯、況鐘等清官在案情迷蒙、朱筆三起三落猶不能斷時(shí)，往往是微服私訪才讓疑案最終水落石出、真相大白，極富傳奇色彩。案情劇情一波三折、緊扣人心，最終是讀者和觀眾的擊節(jié)稱贊。這種求實(shí)的精神和方法我們是可以借鑒的。當(dāng)前黨中央、國(guó)務(wù)院和地方黨委、政府開展的督導(dǎo)、督察、巡視、巡察是黨和政府的政治任務(wù)和社會(huì)工作，事關(guān)廣大群眾和整個(gè)社會(huì)。聚焦當(dāng)下熱點(diǎn)問題和全局工作，除了有專門的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、郵政信箱和舉報(bào)電話公之于眾，工作人員還要明察暗訪，稱之為微服公訪，通俗、親切，表明百姓認(rèn)可、支持。

3　輸水洞工程

3.1輸水洞工程質(zhì)量現(xiàn)狀

輸水洞全長(zhǎng)640m，包括引渠、進(jìn)水塔、漸變段、隧洞、消能段、尾水渠。進(jìn)水塔設(shè)兩個(gè)寬1.75m，高3m的長(zhǎng)方形進(jìn)水洞口，由兩扇平板鋼閘門和卷揚(yáng)式啟閉機(jī)控制。每扇閘門寬1.83m，高3.2m，最大泄流量156m3/s，為有壓鋼筋混凝土圓洞。

1976年唐山大地震中，輸水洞及啟閉機(jī)均未損傷，僅在出口無壓洞段及消力池邊墻沿環(huán)向的伸縮縫有輕微擠壓現(xiàn)象，現(xiàn)已修復(fù)，表明輸水洞洞身及啟閉機(jī)質(zhì)量良好。

輸水洞進(jìn)水塔處在水位變化處，混凝土保護(hù)層由于受到凍融破壞而剝落。輸水洞閘門體長(zhǎng)年浸沒在水下，經(jīng)受水流沖磨、氣蝕和微生物作用，其金屬表面的保護(hù)層逐漸失效，加重了金屬基體的銹蝕，輸水洞閘門很容易銹蝕。

在高水位下輸水洞尾水渠發(fā)現(xiàn)冒水現(xiàn)象，1998 年8月26日，庫水位33.19m，尾水位20.01m，發(fā)現(xiàn)消力池在10m范圍有冒水現(xiàn)象，左邊坡沿水面有2處涌泉，右邊坡沿水面有浸濕痕跡。渠底板有8處涌水，其中有6個(gè)涌泉直徑約10cm。

1999年12月11日，庫水位33.46m，尾水位20.01m。輸水洞尾水渠底板的兩側(cè)邊坡處有涌泉和冒水現(xiàn)象，尾水渠底板高程20.0m，邊坡涌泉處高程約20.1m，共20余處。輸水洞擴(kuò)散段與消力池交界左岸邊墻排水孔有水流出。由于有涌泉和冒水現(xiàn)象，尾水位抬高0.2m。12月22日，庫水位33.22m，輸水洞尾水渠底板和邊坡冒水明顯降低。

進(jìn)行全面工程檢查發(fā)現(xiàn)：庫周水庫東岸坡腳未發(fā)現(xiàn)明顯的漩渦、塌坑等異?，F(xiàn)象，輸水洞入口及溢洪道引渠前端邊墻無滲水現(xiàn)象，近壩水面無冒泡、旋渦等異?，F(xiàn)象。壩下游排水溝溝底1 +300 和1 +650處各有10m范圍有水冒出。表明在高水位下東壩頭存在繞壩滲漏現(xiàn)象，一級(jí)臺(tái)地存在管涌隱患。

3.2對(duì)策

針對(duì)輸水洞進(jìn)水塔混凝土保護(hù)層剝落現(xiàn)象，我們?cè)谌粘ｐB(yǎng)護(hù)中采取涂環(huán)氧樹脂的方法對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

針對(duì)輸水洞尾水渠冒水現(xiàn)象，分析認(rèn)為庫水在滲透壓力作用下沿著庫周的巖石縫隙向下游滲透，特別是溢洪道引渠進(jìn)口段，巖石上部填棄碴，又未做防滲設(shè)備，水流沿著溢洪道渠底向下游滲透，在輸水洞消力池和尾水渠內(nèi)涌出。

我們已經(jīng)在溢洪道引渠進(jìn)口段及周邊做了混凝土噴錨，近幾年水庫沒有經(jīng)受過高水位的考驗(yàn)，輸水洞尾水渠沒有出現(xiàn)噴水、冒砂現(xiàn)象。如果在高水位下輸水洞尾水渠繼續(xù)出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象，可以在滲水進(jìn)口處采取帷幕灌漿等防滲措施。

針對(duì)輸水洞閘門體銹蝕問題，需要對(duì)輸水洞鋼閘門及金屬結(jié)構(gòu)物進(jìn)行周期性檢查修補(bǔ)和防腐蝕保護(hù)。每年汛前對(duì)閘門水上、水下的各輪軸部位的油盅及鋼絲繩進(jìn)行涂油養(yǎng)護(hù)，對(duì)閘門門體每隔8～10年進(jìn)行噴砂除銹處理，并采用環(huán)氧金剛砂涂層保護(hù)。

4　溢洪道工程質(zhì)量

4.1溢洪道工程質(zhì)量現(xiàn)狀

溢洪道工程包括引水渠、閘室、陡槽、挑坎和尾水渠，溢流堰為開敞式實(shí)用堰，由兩扇平臥式鋼閘門控制，每扇閘門寬12m，高7m，最大泄量1190m3/s，由QPQ式啟閉機(jī)控制。

1976年唐山大地震中，溢洪道除啟閉機(jī)房的磚墻發(fā)生裂縫外，混凝土及漿砌石建筑物未發(fā)現(xiàn)裂縫變形等情況，磚墻已經(jīng)過維修，表明溢洪道工程質(zhì)量良好。

溢洪道挑坎坎齒設(shè)計(jì)底高程18.0m，當(dāng)時(shí)由于地下水位高，施工困難，未積極采取降低地下水位措施，而將設(shè)計(jì)底高程抬高了3.5m，人為的造成了險(xiǎn)工。在挑坎泄流時(shí)，可能會(huì)使地基遭到?jīng)_刷。

溢洪道引渠底高程33.0m，高于水庫正常蓄水位，水庫建庫50多年來，未經(jīng)受過大洪水的考驗(yàn)，至今未使用。

溢洪道閘門及其金屬結(jié)構(gòu)物長(zhǎng)期處于大氣環(huán)境下，由于受到太陽光、大氣溫度、降水量、風(fēng)塵以及大氣中腐蝕物質(zhì)等綜合因素影響，會(huì)產(chǎn)生均勻腐蝕，主要為斑狀腐蝕和縫隙腐蝕。

4.2對(duì)策

溢洪道閘門及其金屬結(jié)構(gòu)物防腐蝕主要采用防腐耐候性涂料。每隔8～10年對(duì)溢洪道閘門進(jìn)行防銹處理，這些金屬結(jié)構(gòu)物的防腐蝕工程大多數(shù)須在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)施工，受環(huán)境條件限制，涂裝前的金屬表面除銹，處理一般采用手工機(jī)械方法。因此，這些設(shè)備的金屬表面手工除銹應(yīng)徹底，特別是在形狀起伏突變、深凹隱藏的易銹結(jié)構(gòu)部位更要除銹干凈。最后采用底涂環(huán)氧富鋅涂料，中涂環(huán)氧云鐵涂料，面涂改性耐磨環(huán)氧涂料處理。

針對(duì)溢洪道挑坎坎齒底高程抬高問題，溢洪道一旦投入使用，我們將認(rèn)真檢查水流對(duì)挑坎地基的沖刷情況，如果挑流正常，可以繼續(xù)使用，否則就要對(duì)挑坎部分拆除重修，以確保工程安全。

5　結(jié)語

陡河水庫大壩目前已達(dá)到1000年一遇設(shè)計(jì)，庫水位超過壩頂發(fā)生漫壩的風(fēng)險(xiǎn)很小，但是經(jīng)過1976年唐山大地震的檢驗(yàn)表明大壩發(fā)生滑坡、管涌的隱患仍然存在，這就要求我們汛前做好防洪預(yù)案和充足的防汛物資準(zhǔn)備，認(rèn)真做好防汛工作。在高水位時(shí)，注意檢查輸水洞尾水渠的繞壩滲漏，如果發(fā)生繞壩滲漏要采取進(jìn)一步的防滲措施。平時(shí)還要做輸水洞和溢洪道閘門的檢查和維修養(yǎng)護(hù)工作。

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中圖分類號(hào)：TV523

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-1305（2016）01-0032-03

DOI：10.3969 /j.issn.1008-1305.2016.01.010

收稿日期：2014-09-19

作者簡(jiǎn)介：趙鵬云（1978年—），男，工程師。