夾巖水利樞紐工程2018年度汛風(fēng)險分析與應(yīng)對措施

（貴州省水利投資（集團）有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550081）

1 工程概況

夾巖水利樞紐及黔西北供水工程（以下簡稱“夾巖工程”）位于貴州省畢節(jié)市及遵義市境內(nèi)，是一項以城鄉(xiāng)供水和農(nóng)田灌溉為主要任務(wù)，為區(qū)域扶貧開發(fā)和改善生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件的綜合性大型水利樞紐，是國務(wù)院確定納入“十三五”期間分步建設(shè)的172項重大水利工程之一。夾巖工程為Ⅰ等大（一）型水利工程，由水源樞紐工程、畢大供水工程和灌區(qū)骨干輸水工程三大部分組成，初步設(shè)計概算總投資186.489億元，施工總工期66個月。

水源樞紐工程位于烏江一級支流六沖河中游。六沖河干流上暗河溶洞分布廣，比較大的伏流有卡上、豬爬巖、毛家洞、大天橋、中天橋、小天橋、梯子巖伏流，伏流概況及示意見圖1。壩址在納雍縣厙東關(guān)鄉(xiāng)和維新鎮(zhèn)交界處，壩址以上集水面積為4 312 km2。河床布置混凝土面板堆石壩，最大壩高154 m，壩長429 m；左岸布置開敞式溢洪道、泄洪洞、放空洞、導(dǎo)流洞、灌溉取水口及畢大供水取水口；右岸布置引水發(fā)電系統(tǒng)；水庫校核洪水位1 326.01 m，正常蓄水位1 323.00 m，壩頂高程1 328.00 m，總庫容13.23億m3，電站總裝機容量90 MW。

夾巖工程主體于2015年10月開工，2017年9月30日完成截流。

圖1 庫區(qū)及壩址下游干支流和伏流示意

2 度汛分析

2.1 初設(shè)審批的施工導(dǎo)流規(guī)劃

2.1.1 導(dǎo)流方案、導(dǎo)流標準和導(dǎo)流方式

在可研和初設(shè)階段，分別對枯水期和全年施工導(dǎo)流方案進行了比選?？菟谑┕?dǎo)流方案的特點是在截流后基坑開挖量大，一個枯水期內(nèi)填筑至大壩臨時擋水斷面會面臨工期緊張、填筑規(guī)模大、月填筑上升速度快及施工難度大等問題。全年施工導(dǎo)流方案的特點是大壩施工安排較為靈活，不受第一個枯水期大壩施工臨時度汛的制約，交叉施工干擾小。從導(dǎo)流洞、圍堰、潘家?guī)r腳堆積體處理、陳家大溝渣場規(guī)模及開挖運距等方面綜合比較投資，全年施工導(dǎo)流方案節(jié)省投資約420萬元。經(jīng)過綜合考慮，確定采用全年施工導(dǎo)流方案。

根據(jù)相關(guān)標準和規(guī)范［1-2］以及夾巖工程初步設(shè)計批復(fù)，混凝土面板堆石壩、溢洪道、泄洪洞、放空洞及壩后電站取水口為1級建筑物，壩后電站及其引水隧洞為3級建筑物，施工導(dǎo)流建筑物級別為4級，初期導(dǎo)流設(shè)計采用10 a一遇全年洪水標準，相應(yīng)洪峰流量1 570 m3/s，采用河床一次攔斷，上、下游圍堰擋水，左岸導(dǎo)流洞泄流的導(dǎo)流方式。

2.1.2 導(dǎo)流建筑物

（1）導(dǎo)流洞。由進口引渠段、洞身段、閘井段、洞身段和出口明渠段組成。閘井布置于導(dǎo)流洞中部，采用岸塔式。閘井設(shè)一道封堵鋼閘門，尺寸為6.0 m×8.0 m，閘井底板高程1 214.0 m，閘井檢修平臺高程1 226.0 m，閘井頂高1 245.0 m滿足導(dǎo)流度汛高程要求，閘井段長12.5m。導(dǎo)流洞洞身長1490.17 m，城門洞形，設(shè)計洞徑6.0 m×8.0 m，中心角120°，縱坡為0.45%，為有壓流隧洞。

（2）圍堰。考慮工期進度、節(jié)約投資和現(xiàn)場實際情況，上下游圍堰均采用土石圍堰。上游圍堰擋水水位1 252.4 m，相應(yīng)堰頂高程為1 254.0 m，堰頂寬15 m。圍堰基礎(chǔ)采用混凝土防滲墻防滲，墻厚0.6 m。圍堰堰體采用土工膜心墻防滲，迎水面邊坡1∶2，背水面邊坡 1∶（1.5～1.75），上游采用拋石護坡。下游圍堰擋水水位1 214.50 m，相應(yīng)堰頂高程為1 215.50 m，堰頂寬6 m，下游圍堰水頭較低。圍堰基礎(chǔ)采用控制灌漿防滲，堰體采用土工膜心墻防滲，圍堰迎水面邊坡1∶1.75，背水面邊坡1∶1.5，迎水面采用拋石護坡。

2.2 度汛風(fēng)險分析

2.2.1 施工導(dǎo)流建筑物洪水標準偏低

工程圍堰混凝土面板堆石壩為1級建筑物，考慮汛期正常施工，施工期不允許過水，并預(yù)留沉降期；圍堰使用年限大于1.5 a、小于3 a；圍堰長149.5 m，最大堰高44.5 m，相應(yīng)庫容為9 490萬m3。如圍堰失事，將淹沒基坑以及下游集鎮(zhèn)，并影響第一臺機組發(fā)電，造成較大災(zāi)害和損失。按相關(guān)標準和設(shè)計規(guī)范，符合4級臨時性水工建筑物標準對應(yīng)的洪水標準為10～20 a一遇；工程初期導(dǎo)流設(shè)計采用10 a一遇全年洪水標準偏低。

2.2.2 超標洪水發(fā)生概率較大

根據(jù)《貴州省水資源公報（2012～2016年）》分析［3］，烏江流域近5 a均屬于平水年份。黃維等提出貴州省近30 a來降水量呈下降趨勢［4］，發(fā)生極端降雨事件的次數(shù)也呈減少趨勢，但降雨強度呈增加趨勢。根據(jù)歷史洪水分析，壩址處1931年發(fā)生過一次約80 a一遇洪水，1983年發(fā)生過一次20 a一遇左右洪水，1931年距2018年87 a，1983年距2018年35 a，因此2018年壩址發(fā)生超標洪水概率相對較大。

2.2.3 超標洪水影響范圍廣

水源樞紐工程圍堰接近一個大（二）型水利工程庫容。當遭遇超10 a一遇洪水，上游圍堰堰頂過流，潰堰水位為1 252.4 m，按堰體瞬間全垮計算潰堰洪水流量為39 700 m3/s，并由此計算潰堰后沿程各斷面最大流量和水面線。由于圍堰下游17.03 km處的梯子巖伏流阻水嚴重，本次潰堰洪水過程線按伏流洞堵塞、洪水不能下泄、形成臨時湖泊的最不利條件考慮。按梯子巖伏流入口庫容曲線量算，圍堰下游0+000～2+295段影響高程為1 252.4～1 241.0 m，2+295～17+030段影響高程為1 241.0 m，超標洪水影響范圍廣。

2.2.4 導(dǎo)流洞洞徑小、排渣泄洪能力小

初步設(shè)計中根據(jù)不同導(dǎo)流洞斷面及上游圍堰工程量、投資比較，從方案經(jīng)濟性及圍堰的施工時段和大壩度汛風(fēng)險綜合考慮，確定導(dǎo)流洞洞身斷面尺寸為6.0 m×8.0 m，下泄流量為562.9 m3/s，遠小于10 a一遇全年洪水標準流量1 570 m3/s。導(dǎo)流洞洞身斷面偏小，排渣泄洪能力較小，堰前水位上漲較快，應(yīng)急反應(yīng)時間短，必須做好水情監(jiān)測預(yù)報預(yù)警工作。

3 度汛風(fēng)險應(yīng)對措施

3.1 汛前準備工作

（1）分級成立防汛度汛指揮機構(gòu)、建立度汛管理制度和落實度汛責(zé)任制。項目法人單位聯(lián)合畢節(jié)市防指共同成立了夾巖工程地區(qū)聯(lián)合防汛指揮部，同時發(fā)布了聯(lián)合防汛通告。建設(shè)單位成立了夾巖工程防汛度汛領(lǐng)導(dǎo)小組，制定了工程防汛值班制度、防洪度汛管理辦法、安全度汛責(zé)任制等管理制度，汛前分別與設(shè)計、監(jiān)理、施工和監(jiān)測等單位簽訂安全度汛目標責(zé)任書，明確參建各方防汛度汛責(zé)任，將度汛安全目標責(zé)任分解落實。

（2）編制防洪度汛技術(shù)要求、度汛方案及超標洪水應(yīng)急預(yù)案。設(shè)計單位2018年2月編制完成防洪度汛技術(shù)要求，建設(shè)單位3月編制完成度汛方案及超標洪水應(yīng)急預(yù)案。項目法人單位組織相關(guān)單位對度汛方案及超標洪水應(yīng)急預(yù)案進行評審修訂后報送貴州省水行政主管部門。貴州省水利廳、省防汛抗旱指揮部（以下簡稱“防指”）于2018年4月組織專家對工程2018年度汛方案及超標洪水應(yīng)急預(yù)案進行了審查、批復(fù)。各施工單位根據(jù)批準的度汛方案及超標準洪水預(yù)案，細化制定本單位防汛度汛及搶險措施，經(jīng)監(jiān)理批準后實施，并報建設(shè)單位備案。

3.2 安全防汛措施

（1）增設(shè)上游圍堰子堰、提高應(yīng)急抗洪能力。根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范［1，2，5］，充分考慮工程2018年10 a一遇洪水標準偏低、發(fā)生超標洪水概率較大、下游影響范圍廣和人員多、圍堰失事后造成較大災(zāi)害和損失的工程度汛嚴峻形勢，立足于圍堰不過水主動防御，上游圍堰采取增設(shè)子堰應(yīng)急措施，加高3.5 m至高程1 257.5 m，可抵御20 a一遇洪水，提高應(yīng)急抗洪能力，降低度汛安全風(fēng)險。水情監(jiān)測預(yù)報將發(fā)生超20 a一遇洪水時，緊急撤除上游圍堰子堰，基坑進行預(yù)充水，以減小對下游的影響。

（2）統(tǒng)籌安排精心組織、確保度汛節(jié)點目標。在截流驗收階段就明確了2018年工程度汛形象面貌，圍堰施工、基坑開挖、壩體填筑工程量大、施工強度大。為確保達到度汛形象面貌要求，結(jié)合中長期水情趨勢預(yù)報，于2017年9月30日主汛末提前截流，為基坑開挖、壩體填筑多爭取時間。上游圍堰堰基采用“雙排振孔高噴+雙排控制性灌漿”防滲，堰體采用“復(fù)合土工膜心墻”防滲，控制性灌漿、高噴灌漿、土工膜、黏土心墻和堰體填筑等檢測全部合格，防滲效果良好，為后續(xù)施工創(chuàng)造了有利條件。同時，制定了詳細的措施計劃，配備了合理的施工資源，通過精心組織實施，上游圍堰于2017年11月3日閉氣完成，2018年4月10日圍堰工程完工，提前具備擋水條件；大壩于2017年12月29日開始填筑，于2018年4月30日提前達到1 229 m高程，9月29日提前達到1 254 m高程，確保了2018年度汛節(jié)點目標，同時為2019年度汛奠定基礎(chǔ)。

（3）利用水情測報系統(tǒng)科學(xué)指導(dǎo)工程施工。根據(jù)SL34-2013《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》［6］降水量站布設(shè)密度相關(guān)要求，在壩址上游布設(shè)15個雨量站、4個水位站（見圖2），制定了水情監(jiān)測預(yù)報方案，并結(jié)合“東方祥云”大數(shù)據(jù)平臺，同時與當?shù)厮臍庀蟛块T建立聯(lián)系機制，實時掌握流域天氣變化以及上游雨情、水情、汛情發(fā)展變化，按照批準的水情監(jiān)測預(yù)報方案定期發(fā)布監(jiān)測信息，科學(xué)預(yù)報堰前水情，包括堰前水位、洪峰流量、峰現(xiàn)時間、洪水頻率、水位漲跌及防汛建議等，合理指導(dǎo)工程施工。

圖2 夾巖工程站點布置示意

（4）關(guān)鍵結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測、掌握結(jié)構(gòu)運行狀況。上游圍堰、導(dǎo)流洞是導(dǎo)流度汛關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在上游圍堰基礎(chǔ)布置10支滲壓計，堰頂布置7個表面變形觀測墩，在導(dǎo)流洞進出口邊坡布置12個表面變形觀測墩，并定期監(jiān)測，掌握圍堰滲漏以及導(dǎo)流洞、圍堰穩(wěn)定情況，根據(jù)監(jiān)測情況采取相應(yīng)措施，科學(xué)指導(dǎo)工程度汛。

（5）重點部位布置視頻監(jiān)控、實現(xiàn)可視化管理。上下游圍堰、導(dǎo)流洞進出口、大壩是度汛重點部位，在上下游圍堰、導(dǎo)流洞進出口、大壩左右岸及壩基上下游分別設(shè)置24 h視頻監(jiān)控，結(jié)合上下游圍堰、導(dǎo)流洞進出口設(shè)置的水位標尺，實時掌握圍堰、導(dǎo)流洞運行情況及大壩施工情況，發(fā)現(xiàn)險情或生產(chǎn)異常及時進行協(xié)調(diào)處理，實現(xiàn)遠程可視化管理。

（6）開展宣傳教育培訓(xùn)、增強防汛安全意識。根據(jù)批準的度汛方案和超標準洪水應(yīng)急預(yù)案，建設(shè)單位組織參建各方進行專題培訓(xùn)，開展了大壩垮壩警示教育，宣貫工程防汛值班制度、防洪度汛管理辦法等防汛相關(guān)管理制度，強調(diào)防汛值班時間地點和方式、工作職責(zé)、值班紀律、汛情報告、預(yù)警分級和應(yīng)急響應(yīng)流程等防汛工作重點，同時印制防汛宣傳手冊3 600冊，向下游影響群眾發(fā)放。通過開展防汛宣傳、教育、培訓(xùn)，參建各方和下游影響群眾防汛安全意識明顯提高，為安全度汛打下堅實基礎(chǔ)。

（7）組織汛前汛期檢查、排查治理度汛隱患。根據(jù)防洪度汛技術(shù)要求，建設(shè)單位組織參建各方開展汛前綜合大檢查，重點檢查汛前形象面貌、度汛準備、防汛措施落實及現(xiàn)場隱患等方面，對檢查發(fā)現(xiàn)的問題和隱患，督促各標段在汛前完成整改，確保安全進入汛期。汛期每月由監(jiān)理單位組織進行汛期檢查，同樣會督促各標段整改發(fā)現(xiàn)的問題和隱患，并將整改情況報建設(shè)單位。通過定期排查治理減少事故隱患，防止和減少事故發(fā)生。

（8）引入工程保險機制、加強度汛風(fēng)險管理。工程由項目法人分標段統(tǒng)一投保建筑安裝工程一切險及第三者責(zé)任險，并按合同約定組織保險知識、理賠流程、事故處理和風(fēng)險管理等方面的培訓(xùn)，組織對工程開展全面現(xiàn)場風(fēng)險評估，針對自然災(zāi)害、意外事故、第三者責(zé)任、管理及施工等風(fēng)險提出防范建議，形成風(fēng)險評估報告下發(fā)各標段，督促各單位加強度汛風(fēng)險管控，防止和減少事故發(fā)生。

3.3 應(yīng)急搶險預(yù)案

（1）成立超標準洪水防洪搶險領(lǐng)導(dǎo)小組。項目法人單位聯(lián)合畢節(jié)市防指共同成立了夾巖工程2018年超標準洪水防洪搶險領(lǐng)導(dǎo)小組，成員包括水務(wù)、氣象、水文、應(yīng)急、民政、移民等部門及縣（區(qū)）防指、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防辦、相關(guān)參建單位的負責(zé)人，并明確了各單位、部門工作職責(zé)，領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室設(shè)在建設(shè)單位，負責(zé)領(lǐng)導(dǎo)小組日常工作。參建各方分別成立各單位防洪搶險領(lǐng)導(dǎo)小組，統(tǒng)一服從夾巖工程超標準洪水防洪搶險領(lǐng)導(dǎo)小組領(lǐng)導(dǎo)。

（2）超標準洪水影響分析。上游圍堰增設(shè)子堰應(yīng)急抗洪，堰頂高程1 257.5 m，可抵御20 a一遇洪水。在分析超標準洪水潰堰影響時，按20 a一遇洪水未撤除子堰情況偏安全考慮，相應(yīng)洪水流量1 910 m3/s，水位1 255.85 m，庫容11 500萬m3。按堰體瞬間全垮計算潰堰洪水流量43 000 m3/s，按照梯子巖伏流入口庫容曲線量算，圍堰下游0+000～1+300段影響高程為1 255.85～1 246.00 m，1+300～17+030段影響高程為1 246.00 m，梯子巖下游油菜河1.4 km明流段影響高程為1 220.00 m，影響末端為瓜仲河電站出口，未對洪家渡庫區(qū)造成影響。

（3）測量標注影響范圍、統(tǒng)計確認影響人員。經(jīng)測量標注下游受超標洪水影響范圍共涉及2縣3鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）5村18組，統(tǒng)計確認影響人數(shù)為3 582人、設(shè)備67臺套，其中：水源1標、水源2標、安全監(jiān)測1標、水情監(jiān)測標、“三通一平”二期標、總干1標、“三通一平”二期監(jiān)理標528人、設(shè)備67臺套，村民632戶2 917人，未來之星幼兒園、抵納電站、瓜仲河電站及九洞天景區(qū)137人，應(yīng)急轉(zhuǎn)移難度大。

（4）制定轉(zhuǎn)移避險方案、落實轉(zhuǎn)移責(zé)任人員。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，工程區(qū)設(shè)置3個施工設(shè)備停放點，施工人員轉(zhuǎn)移到各自項目部，工程區(qū)下游設(shè)置12個臨時安置點，同時合理規(guī)劃撤離路線，并在安置點和路口設(shè)置警示標志標牌28塊，制作應(yīng)急轉(zhuǎn)移明白卡3 600張，向受影響人員發(fā)放，卡上注明安置點、轉(zhuǎn)移路線、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村組轉(zhuǎn)移負責(zé)人和聯(lián)系電話以及預(yù)警方式和信號等。

（5）預(yù)警措施。根據(jù)堰前實測水位，結(jié)合七星關(guān)水文站實測流量及區(qū)間預(yù)報洪水成果，推算堰前洪峰流量，確定工程洪水預(yù)警分為Ⅳ級、Ⅲ級、Ⅱ級和Ⅰ級。

（6）轉(zhuǎn)移程序和分工。按20 a一遇洪水流量、導(dǎo)流洞下泄流量以及區(qū)間庫容計算，Ⅰ級預(yù)警水位到圍堰過流潰堰時間約4.2 h。Ⅰ級預(yù)警發(fā)布后，要求在2 h內(nèi)將淹沒范圍內(nèi)的施工人員、主要施工設(shè)備和下游群眾轉(zhuǎn)移至指定臨時安置點。工程區(qū)內(nèi)由建設(shè)單位負責(zé)組織各標段施工人員、設(shè)備轉(zhuǎn)移避險，由各標段負責(zé)封鎖施工區(qū)各路口并實施警戒。工程區(qū)外由當?shù)剜l(xiāng)（鎮(zhèn)）政府負責(zé)組織轄區(qū)內(nèi)群眾轉(zhuǎn)移避險，負責(zé)封鎖轄區(qū)內(nèi)各路口并實施警戒，并以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為單位組建應(yīng)急搶險隊，各村組建立戶與戶之間結(jié)對幫扶機制，幫助老、弱、病、殘、幼等行動不便群眾轉(zhuǎn)移。在Ⅰ級預(yù)警解除前，任何人不得進入淹沒影響區(qū)。

（7）應(yīng)急保障措施。包括24 h應(yīng)急值守、應(yīng)急通訊保障、應(yīng)急供電保障、應(yīng)急設(shè)備物資和超標洪水應(yīng)急演練等。

4 主要經(jīng)驗和不足

4.1 主要經(jīng)驗

（1）成立防汛指揮機構(gòu)、落實防汛責(zé)任。聯(lián)合防汛指揮部在后續(xù)防汛工作中發(fā)揮了積極重要的作用，工程參建各方與地方政府、部門相互配合，對下游近20 km河道進行測量標注，統(tǒng)計確認影響人員，并建立通訊錄，制定轉(zhuǎn)移避險方案，落實轉(zhuǎn)移責(zé)任人，開展超標洪水應(yīng)急演練，建立聯(lián)動機制等，順利完成了防汛相關(guān)工作，是安全度汛的組織保障。

（2）度汛方案可行、應(yīng)急預(yù)案可靠。綜合考慮超標洪水應(yīng)急措施，采取先進設(shè)備和技術(shù)手段實現(xiàn)度汛信息化管理。預(yù)警分級和響應(yīng)措施要具體、量化。各單位設(shè)立防汛值班室，并保持密切聯(lián)系，嚴格執(zhí)行24 h值班，確保應(yīng)急通訊、供電、設(shè)備和物資，組織超標洪水應(yīng)急演練，是安全度汛的應(yīng)急保障。

4.2 存在的不足

在密切關(guān)注庫區(qū)雨洪以及堰前水位情況的同時，建設(shè)單位組織相關(guān)參建各方做好相關(guān)應(yīng)急準備，并立即向市防指匯報，協(xié)調(diào)當?shù)叵啦筷牐餐幚矶纯谄∥锒氯麑?dǎo)流洞口險情，確保了工程安全和下游民眾生命財產(chǎn)安全。但庫區(qū)清理范圍大，清理后未經(jīng)汛期檢驗，由于砍伐樹木及房屋拆遷木料、家具較大，導(dǎo)流洞徑較小，強降雨導(dǎo)致漂浮物匯集導(dǎo)流洞口。經(jīng)過此次險情后，當?shù)卣M織相關(guān)單位對庫區(qū)進行了拉網(wǎng)式排查清理，再未發(fā)生類似險情。

5 結(jié)語

夾巖工程2018年度汛圍堰高、庫容大、標準低，大壩不具備擋水條件，超標洪水影響下游近20 km河道的2縣3鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）5村18組3 582人。結(jié)合工程實際，綜合分析度汛風(fēng)險，科學(xué)制定技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟合理、實用性強的應(yīng)對措施，確保了安全度汛。

自夾巖工程開工以來，已經(jīng)歷4個汛期，其中截流后2018年度汛風(fēng)險最大，形勢最為嚴峻。2018年兩次最大洪峰為6月21日580 m3/s、7月7日520 m3/s，均未對工程造成較大損失和人員傷亡，年度度汛目標任務(wù)圓滿完成，雖未經(jīng)歷超標洪水，但其主要防汛經(jīng)驗值得同類工程借鑒。