興縣閣老灣水庫大壩安全鑒定簡述

孫冬艷

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

1 概述

興縣閣老灣水庫位于汾河支流南川河中游的康寧鎮(zhèn)閣老灣村西側(cè)，距興縣縣城28 km。水庫壩址以上河道長度26.76 km，控制流域面積169 km2，河道平均縱坡14.27‰，總庫容1 060.6萬m3，是一座蓄清調(diào)洪，以防洪、灌溉為主的中型水庫。閣老灣水庫按照100年一遇洪水設(shè)計以及1 000年一遇洪水校核進(jìn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。

閣老灣水庫于1976年10月動工興建，1982年基本建成。整個樞紐主要由建筑物大壩主體、溢洪道、泄洪洞及次要建筑物灌溉涵管組成，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別3級、抗震設(shè)防烈度6度。

大壩為水力沖填均質(zhì)土壩，最大壩高29 m，壩頂寬5.5 m，壩頂長683 m，壩頂防浪墻高1.1 m。壩頂為混凝土路面，原設(shè)計壩頂高程為1 088.15 m，現(xiàn)狀壩頂高程為1 088.09～1 089.60 m。上游壩坡馬道以上坡比1∶3，馬道以下坡比1∶3.5，馬道設(shè)在高程1 080.70 m處，寬1.0 m。馬道以下為干砌石護坡，馬道以上左半部分為干砌石護坡，馬道以上右半部分為碎石護坡。下游壩坡馬道以上坡比1∶2.5，馬道以下坡比1∶3，馬道設(shè)在高程1 080.40 m處，寬1.0 m。下游壩坡采用草皮護坡，設(shè)縱、橫向漿砌石排水溝；下游坡腳在原主河槽處設(shè)置52 m長的排水棱體。

壩基上部為淡黃色低液限粉（粘）土，結(jié)構(gòu)松散，稍濕，含細(xì)砂及細(xì)礫，厚度0～2.5 m，下部為卵石混合土，局部夾級配不良礫（砂）透鏡體，厚1.0～5.0 m。下伏基巖為灰綠、紫紅色泥巖，局部夾黃綠色長石石英砂巖，厚度大于20 m。

溢洪道位于大壩右壩頭，為開敞式寬頂堰，由引渠段、溢流堰控制段、陡坡泄槽段、挑流消能段組成，全長194.3 m，底寬20 m，最大泄量480 m3/s。引渠斷面為梯形明渠，全長133 m。引渠底板寬20 m，采用混凝土襯砌防護，兩側(cè)邊坡為1∶1，采用漿砌石襯砌防護。溢流堰控制段為寬頂堰，堰頂高程為1 080.45 m。陡坡泄槽段采用混凝土襯砌，底坡1∶3，斜長25 m，下接挑流消能段。尾水渠為土質(zhì)明渠，斷面為30 m×3 m，未防護。

泄洪洞為有壓洞，位于大壩左側(cè)原主河槽右岸，全長106 m，采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.6 m，內(nèi)徑3.0 m，外徑4.2 m，最大泄量92 m3/s。泄洪洞進(jìn)水口為喇叭型，長8 m，底高程為1 064.15 m，泄洪洞出口挑流消能段長21.5 m，設(shè)置差動式挑流鼻坎。

灌溉涵管置于泄洪洞右側(cè)頂部，為2根直徑0.4 m的鑄鐵管，至出口合并為1根直徑1 m的管道，并設(shè)閥門控制。灌溉涵管總長144m，進(jìn)口設(shè)置在泄洪洞進(jìn)水塔塔筒上，進(jìn)口底高程1 069.75 m，出口高程1 069.05 m，縱坡1%。

閣老灣水庫自建成以來，一直按緩洪蓄清，空庫度汛的方式運行。水庫主要效益是防洪和灌溉。水庫下游防洪重點保護對象有康寧鎮(zhèn)等3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)28個村及離石—興縣公路等，共涉及人口1.36萬、耕地面積2 433.33 hm2。水庫原設(shè)計灌溉面積1 000 hm2，但由于灌區(qū)渠系不配套，不能充分發(fā)揮水庫效益。

2 現(xiàn)場安全檢查及存在的主要問題

大壩。水庫淤積嚴(yán)重；上下游壩坡面破損嚴(yán)重，大壩上游壩坡部分未防護，雜草叢生；下游壩坡雜草叢生，坡腳部分排水棱體干砌石塌陷。目前大壩觀測設(shè)施缺失，大壩的位移狀況難以判斷，壩體和壩基的滲流情況更加難以掌握，無法指導(dǎo)大壩安全運行。

溢洪道。溢洪道進(jìn)口段兩翼墻局部未襯砌；控制段兩翼墻及底板均已襯砌，局部損毀嚴(yán)重；出口段現(xiàn)設(shè)有挑流消能設(shè)施，已填滿建筑及生活垃圾，尾水渠為土質(zhì)明渠，未防護。

泄洪洞。泄洪洞進(jìn)口段墻面有蜂窩麻面及裂縫；洞內(nèi)混凝土襯砌局部存在漏石、漏筋、剝蝕及滲水等現(xiàn)象；伸縮縫有開裂、滲水問題；泄洪洞出口左側(cè)側(cè)墻漿砌石有幾處開裂。

灌溉涵管。進(jìn)口設(shè)置在泄洪洞進(jìn)水塔塔筒上，出口控制閥門已漏水、銹蝕嚴(yán)重，啟閉困難。

用于安全監(jiān)測的設(shè)施缺失。

3 大壩安全評價

按照《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》（SL 258-2017）的相關(guān)規(guī)定，工程各專項評價結(jié)果A級的認(rèn)定為“安全可靠”；評價結(jié)果B級的認(rèn)定為“基本安全，但有缺陷”；評價結(jié)果C級的認(rèn)定為“不安全”。

3.1 工程質(zhì)量評價

大壩筑壩土料特性指標(biāo)符合要求，壩體填筑質(zhì)量滿足要求，但壩體土結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均，干密度為1.36～1.64 g/cm3，平均值為1.50 g/cm3，干密度不大。壩基砂卵石層未進(jìn)行過防滲處理。壩體右壩段直接座落于右壩肩上，右壩肩又為Ⅱ等濕陷性場地，且未進(jìn)行過任何處理。大壩的上下游壩坡面破損嚴(yán)重，局部未防護。綜合大壩運行情況和現(xiàn)場巡視情況，大壩質(zhì)量綜合評價為不合格。鑒于溢洪道直接坐落在右壩肩濕陷性地基上，且溢洪道結(jié)構(gòu)單薄，局部損毀嚴(yán)重，質(zhì)量評價為不合格。泄洪洞局部損毀嚴(yán)重，影響工程安全；灌溉涵管管身為鑄鐵管，銹蝕嚴(yán)重。綜合以上分析，工程質(zhì)量綜合評價為不合格。

3.2 大壩運行管理評價

閣老灣水庫能在審批的調(diào)度規(guī)程范圍內(nèi)合理調(diào)度運用；水庫具備基本的通信設(shè)施和水位觀測設(shè)施，各項規(guī)章制度落實狀況良好；大壩的養(yǎng)護修理基本可以保證，運行狀態(tài)處于一般水平；大壩安全監(jiān)測的設(shè)施缺失。根據(jù)現(xiàn)有資料以及現(xiàn)場檢查的結(jié)果來看，大壩運行狀況較為正常。綜合以上分析，大壩運行管理評價為較規(guī)范。

3.3 防洪能力復(fù)核

通過復(fù)核計算，以現(xiàn)有的泄洪洞以及溢洪道為依托，水庫抗洪能力達(dá)不到1 000年一遇校核洪水的標(biāo)準(zhǔn)。綜合以上分析，水庫防洪安全復(fù)核評價結(jié)果為C級。

3.4 大壩滲流安全評價

大壩壩基和壩肩未進(jìn)行防滲處理，下游坡腳排水設(shè)施不符合相關(guān)要求，防滲和反濾排水設(shè)施不完善；通過計算分析，大壩滲流壓力與滲流量變化改變既往規(guī)律，在相同條件下顯著增大，壩基卵石混合土出逸處滲透比降大于允許滲透比降。綜合以上分析，大壩滲流安全可評價為C級。

3.5 結(jié)構(gòu)安全評價

大壩壩體變形規(guī)律基本正常；抗滑穩(wěn)定及上游護坡滿足規(guī)范要求；近壩岸坡比較穩(wěn)定。檢查發(fā)現(xiàn)局部壩頂裂縫較短且淺、不貫通，不會危及大壩安全。溢洪道坐落在濕陷性地基上，且結(jié)構(gòu)單薄，局部損毀嚴(yán)重，出口消能段的尾水土渠泄水時會產(chǎn)生沖刷破壞；泄洪洞洞身配筋不滿足要求。綜合以上分析，結(jié)構(gòu)安全評價為B級。

3.6 抗震安全評價

根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（GB 18306-2015圖A1）》及《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》（GB 18306-2015圖B1），工程區(qū)地震動反應(yīng)譜特征周期值為0.45 s，地震動峰值加速度為0.05 g，相應(yīng)地震基本烈度Ⅵ度。大壩為3級建筑物，設(shè)計地震烈度為6°。

根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》（SL258-2017），可不進(jìn)行抗震安全復(fù)核。

3.7 金屬結(jié)構(gòu)安全評價

泄洪洞工作閘門超過使用折舊年限要求，且門體和埋件銹蝕、銹穿現(xiàn)象嚴(yán)重；啟閉設(shè)備陳舊老化，運行控制系統(tǒng)可靠性差，容量超過臨界狀態(tài)，電氣性能檢測存在安全隱患，電動機控制柜屬于“三無”產(chǎn)品，不符合安全運行要求，嚴(yán)重影響閘門的正常啟閉運行；檢修閘門和啟閉設(shè)備整體缺失。綜合以上分析，閣老灣水庫金屬結(jié)構(gòu)安全評價為C級。

4 大壩安全鑒定結(jié)論及建議

4.1 大壩安全鑒定結(jié)論

按照《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》（SL 258-2017）的相關(guān)規(guī)定，綜合各專項安全性評價結(jié)果對大壩安全進(jìn)行綜合評價。各專項評價結(jié)果均達(dá)到A級，且工程質(zhì)量合格、運行管理規(guī)范的，可評為一類壩；有一項以上（含一項）是B級的，可評為二類壩；有一項以上（含一項）是C級的，應(yīng)評為三類壩。根據(jù)以上評判標(biāo)準(zhǔn)，閣老灣水庫大壩安全鑒定結(jié)論為三類壩。

4.2 建議

水庫防洪能力不滿足規(guī)范要求，建議采取加壩或提高水庫泄洪能力等措施，確保水庫滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求；大壩壩基滲流穩(wěn)定不滿足要求，建議對大壩壩基采取防滲措施；大壩右壩肩及溢洪道均坐落在濕陷性地基上，不滿足規(guī)范要求，建議盡快采取措施處理；泄洪洞及溢洪道結(jié)構(gòu)均不安全，建議采取措施處理。建議更新金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備，增加檢修閘門及啟閉機設(shè)備。建議加強大壩安全監(jiān)測設(shè)施。

5 結(jié)語

根據(jù)對閣老灣水庫大壩防洪能力、滲流安全、結(jié)構(gòu)安全等各專項的復(fù)核評價結(jié)果，結(jié)合工程質(zhì)量與大壩運行管理評價結(jié)論，閣老灣水庫大壩評定為三類壩，屬于病險水庫大壩。著眼消除安全隱患、確保安全運行，應(yīng)盡快對大壩進(jìn)行深度檢修和除險加固工作，充分發(fā)揮水庫大壩的綜合效益。