黔中水利樞紐一期工程輸水干渠突發(fā)事件應急處置

李 杰

（貴州省水旱災害防御中心，貴州 貴陽 550002）

通過對黔中水利樞紐工程輸水干渠不同建筑物進行風險識別與分析[1]，針對不同突發(fā)事件類型提出了合理的應急處置方案，對進一步提高黔中工程應對不同突發(fā)事件的能力，切實保障輸水工程自身安全、下游灌區(qū)和城市的供水安全及下游居民的生命財產安全，具有重要的實際意義。

1 工程概況

黔中輸水工程從平寨水庫左岸渠首電站尾水池取水，通過63.4 km 的總干渠自流輸水進入桂家湖水庫，經調蓄后，由49.43 km 桂松干渠前段渠道自流到革寨水庫，經泵站提水后，通過31.23 km 桂松干渠向貴安新區(qū)和貴陽市供水。輸配水工程輸水線路沿線地質條件復雜，跨越建筑物較多，但型式主要有四大類：明渠、渡槽、倒虹管、隧洞。

2 突發(fā)事件分類及其后果分析

2.1 突發(fā)洪水事件及其后果分析

因暴雨等原因產生的突發(fā)洪水事件對渠道的破壞影響巨大，主要破壞形式集中在對基礎的渠系建筑物基礎的沖刷和渠道內的沖刷。

2.1.1 渠道襯砌的沖刷破壞

異常天氣下，降雨量增加，導致渠道水位迅速上漲，當渠道內水流流速超過襯砌的抗沖刷流速時，極易對渠道混凝土的襯砌造成沖刷破壞，從而導致渠道產生滲漏，進而引發(fā)基礎不均勻沉降及基礎的滲透破壞等。

2.1.2 渠道護坡的淘刷

在突發(fā)洪水事件的情況下，洪水入渠導致渠道水位上漲，造成渠道內局部渠道斷面水位變化加大，水位易超出渠道的邊沿，從而發(fā)生水流溢渠現(xiàn)象，很可能造成渠道護坡邊坡遭受滿溢水流的沖刷導致邊坡垮塌情況發(fā)生[2]。

對于在半山腰修建的傍山渠段及高填方渠段，渠道靠山側的洪水會沿著排水溝向下排泄，當水量較大、水流流速較高時，高速水流會滿溢出排水溝，滿溢的水流會對渠道的護坡和基礎進行沖刷，最終可能造成渠道護坡的垮塌引起渠道整體性的破壞。

2.1.3 渡槽基礎淘刷

干渠上的輸水渡槽有著跨度大、高度高、結構復雜等特點。這些高大跨渡槽跨越河流和山谷，當山區(qū)大范圍內突降暴雨匯水形成洪水或衍生泥石流災害時，高速水流攜帶著大量泥沙、石塊順著河谷向下宣泄，對基礎的沖刷將會改變基礎與地基的接觸條件，導致地基應力狀況變化，使得地基遭遇不均勻的沉降，出現(xiàn)渡槽沉降、傾倒或坍塌。對于多跨渡槽，在遭遇較大洪水時如果一旦出現(xiàn)問題，由于其他槽墩受到不平衡推力作用，可能會引起連鎖反應從而導致全線倒塌[3]。

2.2 地質災害突發(fā)事件及其后果分析

2.2.1 渠道的沉降變形

工程的渠道多為傍山渠道，在長期運行過程中，渠道的滲水和降雨的入滲，尤其是汛期在水位大幅度升降、波動和流速、水力梯度發(fā)生強烈變化的情況下，極易引發(fā)地基的塌陷，從而導致渠道的沉降變形、斷裂，影響下游輸水安全。

2.2.2 隧洞進出口邊坡滑坡

工程的輸水隧洞主要位于巖溶發(fā)育地段，存在進出口段溶蝕嚴重、圍巖穩(wěn)定性差、巖溶涌水、突泥及巖溶空洞等工程地質問題。對于干渠上巖溶發(fā)育的隧洞，重點考慮隧洞進出口邊坡穩(wěn)定，隧洞進出口的沖刷，洞身塌方、洞內的沖磨破壞、洞身的裂縫漏水現(xiàn)象。

2.2 兩組女性超聲聲像圖特點 靜息狀態(tài)時膀胱頸均位于參考線以上，Valsalva動作時膀胱頸向尾側移動，對照組膀胱頸均位于參考線上，病例組膀胱頸位于參考線水平附近及參考線下，病例組中46例(約38.33%)可于Valsalva動作時觀察到尿道內口開放。

2.2.3 邊坡崩塌造成的渠系堵塞

汛期由于持續(xù)性降雨，巖土體在較長時間內浸水中飽和軟化，其抗剪強度會大幅度降低，最終導致邊坡沿軟弱結構面發(fā)生崩塌、滑坡現(xiàn)象。對于未加蓋混凝土蓋板的渠道穿越順向坡地層，尤其是在一側有高邊坡的輸水渠段，易出現(xiàn)滑坡體堵塞渠道的事件，從而造成上游水位擁堵，導致輸水中斷，甚至造成上游渠系建筑物漫溢破壞。

2.3 其他突發(fā)事件及其后果分析

輸水干渠在長期運行過程中，會出現(xiàn)一些小范圍的漏水、垮塌事件，如果不及時處理可能會導致更嚴重的突發(fā)事件，主要包括渡槽槽身和支承結構產生混凝土微裂縫、混凝土碳化、鋼筋銹蝕、混凝土剝落或剝蝕等現(xiàn)象；接縫止水出現(xiàn)老化滲漏現(xiàn)象；倒虹吸管發(fā)生腐蝕；閘門設備故障等等。

2.4 恐怖襲擊突發(fā)事件及其后果分析

黔中工程因其線路較長，管理工作量大，容易因管理方面的疏忽導致輸水干渠建筑物成為恐怖分子破壞的對象。在運行過程中發(fā)現(xiàn)有人為破壞設施設備的現(xiàn)象，這已經對輸水安全帶來了潛在的威脅。

3 應急調度及處置

黔中工程具有輸水線路長、配套建筑物多、沿線地質條件差異大、供水調度運行復雜的特點，當突發(fā)事件發(fā)生時，如果對事故處理不當，容易造成巨大的經濟損失和嚴重的社會影響，因此需要建立完善的應急處置措施，并采取合理的應急調度方案，防止事故的破壞加劇[2]，為下游灌區(qū)及貴陽市供水提供可靠的保障。

3.1 洪水災害或險情威脅應急調度

3.1.1 接到洪水災害或險情預警后

對于深挖方渠段，為了防止暴雨洪水和外水入渠，導致渠道水位偏高或地下水位偏高引起渠道底板隆起破壞，應提前調整運行水位，并隨時做好應急響應及應急調度的準備。對于填方渠段，暴雨洪水可能會引發(fā)邊坡失穩(wěn)，渠水外溢，或發(fā)生滲漏、管涌等險情，應提前降低運行水位，預留儲蓄空間。

3.1.2 暴雨危及工程安全時的應急操作

現(xiàn)場管理人員快速赴退水閘待命，檢查機電設備，確保隨時可用。緊急減少或關閉平寨水庫取水口閘門，減少平寨水庫入庫輸水干渠流量，具體操作見表1。

表1 洪水災害或險情威脅應急調度

3.2 輸水建筑物破壞及渠道淤堵應急調度方案

3.3 地質災害險情搶護措施

3.3.1 隧洞洞身及洞口的塌方處理

在塌方事件發(fā)生后，首先應加固未塌方地段，防止塌方事件蔓延，遵循“先支護，后處理”的原則。當塌方量較大時，應及時將塌方地點的土石清理干凈，可采取插板法支撐，在導坑頂部用插板插入塌方體，形成棚頂，在棚頂的保護下，逐步開挖進占，清理塌方。

3.3.2 渡槽支墩的加固

當洪水突發(fā)事件導致的渡槽基礎底部被淘刷，出現(xiàn)基礎、支撐結構及槽身傾斜問題，當結構自重較大時，可采用鋼纜牽引使結構復位，也可采用設斜支撐幫助鋼纜使結構復位，再對被淘刷的基礎進行清基，回填混凝土，最后用回填灌漿填實基底。

3.4 閘門設備設施故障應急調度方案

閘門發(fā)生下滑、但未卡死，且引起的水位變幅在15 cm 以內時，將閘門直接恢復至原開度；出現(xiàn)閘門卡死無法恢復，且引起的水位變幅在15 cm 以內時，快速調整其他孔閘門開度，保持原過流基本不變；出現(xiàn)閘門卡死無法恢復，閘前運行水位達到或超過泄水堰堰頂高程且水位漲幅難以遏止時，開啟泄水堰閘門進行泄水。

3.5 泵站泵機故障停機應急調度方案

黔中工程輸水干渠有革寨1 號泵站和2 號泵站兩座泵站，均采用3 用1 備的提水模式。如遇泵站機組加壓運行中，發(fā)生斷電或機組故障導致機組突然停機，應急調度如下：

（1）若部分機組故障，其他機組具備正常啟動條件，可先利用其它機組進行供水，若供水流量不足可啟用備用機組；若泵站斷電或其他事故，導致3 臺機組都無法正常啟動，可自動切換到220V 直流電并經逆變點源裝置供電，并開啟備用機組；

（2）若泵站發(fā)生其它事故，利用備用電源和備用機組無法提水的情況下，對于革寨1 號泵站和2 號泵站故障，可選擇調小平寨水庫取水口流量，利用桂家湖水庫自流對下游進行供水。尤其對于革寨1 號泵站，需要注意上游水位是否超過安全限度，若超過安全限度，需關閉桂家湖水庫進口工作閘門，開啟溢流堰閘門，防止水位過度壅高。其余各段可采用輸水建筑物破壞的應急調度方案進行，并迅速對泵站故障進行修復。

3.6 恐怖主義突發(fā)事件及其應急處置

雖然當今我國處于和平年代，發(fā)生戰(zhàn)爭及恐怖主義事件的可能性較小。但為了防患于未然，須提前做好反恐應急知識儲備并提高反恐意識[3]，全面分析各種恐怖主義突發(fā)事件類型并針對性地制定不同的反恐應急預案并演練。

4 結語

黔中水利樞紐輸水工程具有輸水線路長、配套建筑物多、沿線地質條件差異大、供水調度運行復雜的特點，通過對輸水工程突發(fā)事件成因、影響范圍進行分析，制定對象的處置措施，建立專項應急預案規(guī)范和指導輸配水工程遇突發(fā)事件的應急處置工作，對提高黔中工程應對及處置輸配水工程突發(fā)事件的能力，確保輸配水路線的暢通，保障下游灌區(qū)及城市供水，促進經濟社會全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展，維護社會穩(wěn)定具有重要作用。