歐洲水壩考察紀(jì)實(shí)

文/ 樊啟祥 李文偉 翁文林 編輯/ 時(shí)香麗

2009年9月12至25日，由中國長江三峽集團(tuán)公司組團(tuán)、成都院和中南院共同參加的考察團(tuán)圓滿完成歐洲3個(gè)國家水電開發(fā)技術(shù)交流和文化考察。考察團(tuán)成員現(xiàn)場查勘了阿爾卑斯山脈地區(qū)的大迪克森斯（Grand Dixence）、澤烏齊爾（Zeuzier）、莫瓦桑（Mauvoisin）、博勒加德（Beauregard）、魯松（Luzzone）和科爾布萊恩大壩（Kolnbrein）等6座混凝土水壩、豪瑞集團(tuán)Holderbank試驗(yàn)室以及阿爾卑斯山體隧道項(xiàng)目混凝土生產(chǎn)工廠情況，聽取了意大利瓦意昂大壩失事和阿爾卑斯山體隧道項(xiàng)目建設(shè)等情況介紹，與瑞士專家主要就水壩安全、拱壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、拱壩施工技術(shù)、混凝土大壩失事和裂縫問題處理等方面進(jìn)行了技術(shù)交流，重點(diǎn)結(jié)合溪洛渡拱壩的混凝土品質(zhì)與Holcim集團(tuán)混凝土專家進(jìn)行了深入交流，了解了3個(gè)國家已建成的部分大壩在建設(shè)運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

科爾布賴恩大壩

莫瓦桑壩

瑞士大部分的水壩項(xiàng)目位于阿爾卑斯山的中上部高程，水壩的類型為混凝土重力壩、拱壩、土石壩、支墩壩，其比例分別為38%、26%、35%、1%。目前，瑞士聯(lián)邦管轄下的5～285米的大壩有217座，庫容從5萬立方米到4億立方米不等，壩高大于15米有153座，大于100米有25座，大于200米有4座。州政府管轄的水壩153座。這些水壩85%屬水力發(fā)電工程。這些大壩建設(shè)始于135年前，20世紀(jì)70年代以后，新建大壩寥寥無幾，僅對部分大壩進(jìn)行了加高或修復(fù)處理。已建大壩的平均壽命達(dá)50年，而水電工程的特許壽命一般為80年，經(jīng)過修復(fù)后的水電站預(yù)期壽命達(dá)160年。

高效而又經(jīng)濟(jì)地利用水能資源

瑞士對資源綜合開發(fā)利用非常重視，尤其對水能資源，已經(jīng)開發(fā)了近85%的經(jīng)濟(jì)可行性水電潛力。這次考察的6座水壩均位于阿爾卑斯山脈地區(qū)，處于河流的中上游高海拔地區(qū)，海拔在1600～2400米高程左右，壩高較大，但流量和庫容均不大，淹沒相對較小。但為了提高水能資源利用效率，結(jié)合當(dāng)?shù)亟▔螚l件形成水庫蓄能，通過引水隧洞或泵站收集工程區(qū)附近河流和相鄰河流的水量，或者由于受原有地形和環(huán)境制約，采取優(yōu)化、恢復(fù)并增加原有工程的能力，如采取大壩加高措施增加庫容，利用形成的落差分級發(fā)電，最大限度地利用了水量和水頭，充分發(fā)揮了水資源的優(yōu)勢，也體現(xiàn)了水電調(diào)峰、蓄能和靈活的特點(diǎn)。具體表現(xiàn)為：

利用水泵提水，將相鄰河流的水引入，增加水庫水量。

在瑞士羅訥河支流迪克桑森斯河上（迪克桑斯河是一條非常小的河流），建成了世界上最高的混凝土重力壩，壩高285米，控制流域面積357平方公里，壩址處河谷呈V形，形成了一個(gè)4公里長的人工湖——迪克斯湖。冰川融雪是水庫儲水的主要來源，水庫水位季節(jié)性較強(qiáng)，通常9月末水位可達(dá)到最高峰，冬季到來后水位逐漸下降，到次年4月達(dá)到最低點(diǎn)。為了增加水庫水量，建設(shè)了4座總裝機(jī)為186兆瓦泵站，利用低能耗時(shí)段進(jìn)行抽水，通過長達(dá)100公里的隧道系統(tǒng)將迪克桑斯河與其它河流里的水聚集至水庫，每年收集水量達(dá)3億立方米，消耗電量約3.8億千瓦時(shí)。然后，引水至下游4座總裝機(jī)200萬千瓦的水電站，使得整個(gè)地區(qū)的水資源以峰值能量的形式得以充分利用開發(fā)。

通過加高水壩，增加水庫庫容，提高水資源利用效率。

在上世紀(jì)90年代，瑞士有兩個(gè)重要的加高項(xiàng)目，就是1991年完成對莫瓦桑拱壩和1998年完成對魯松拱壩的加高處理。

大迪克森斯壩

莫瓦桑拱壩高237米，始建于1951年，水庫于1958年首次完全充水。壩體加高是為了增加庫容，儲蓄水量，以滿足能源在最需要的時(shí)候發(fā)揮其作用，并實(shí)現(xiàn)夏天蓄水轉(zhuǎn)移至冬天發(fā)電的目標(biāo)。當(dāng)然，大壩加高所要求的溢洪道和上游徑流式電站尾水隧洞的調(diào)整，需要3年時(shí)間（從1989～1991年）。壩體加高設(shè)計(jì)包括：增加壩高13.5米，新壩頂?shù)暮０?976米，寬度12.1米，增加使用混凝土達(dá)8萬立方米，為大壩原有體積的4%。加高后庫容2.0億立方米，其冬季電量達(dá)到70%。

魯松壩

加高后的魯松壩

魯松拱壩是瑞士第二高拱壩，始建于1963年，位于瑞士阿爾卑斯山南坡，大壩加高了17米（占8%），水庫總庫容增加1.07億立方米，較原庫容增加23%。

廣泛開展了綠色水電認(rèn)證，綠色環(huán)保無處不在

考察的6座大壩建于上世紀(jì)五六十年代，均位于阿爾卑斯山脈地區(qū)，處于河流的中上游高海拔地區(qū)，海拔在1600～2400米左右，居民少，淹沒不大，在當(dāng)時(shí)急需能源的形勢和當(dāng)時(shí)環(huán)保要求下，對環(huán)境的影響均較小。在后期加固改造和運(yùn)行管理過程中，十分重視環(huán)保工作，進(jìn)行綜合利用開發(fā)，既保護(hù)了環(huán)境，又取得了經(jīng)濟(jì)效益，造福了人類。其理念表現(xiàn)為：在每一項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工中，尤其是采取水力資源綜合開發(fā)，將環(huán)境保護(hù)與水電工程有機(jī)結(jié)合，工程與環(huán)保和諧發(fā)展，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

具體表現(xiàn)為：一是工程布置總體與環(huán)境協(xié)調(diào)，雪山、水庫與大壩交相輝映，構(gòu)成水電特色的景觀。工程裝修簡化，十分貼近自然。施工規(guī)范認(rèn)真，環(huán)保措施到位。二是對工程進(jìn)行綜合利用開發(fā)，開展旅游項(xiàng)目。同時(shí)布置展覽館，寓宣傳于旅游中。比如阿爾卑斯山體隧道項(xiàng)目，隧道總長達(dá)到92公里，最長一條隧道長達(dá)57公里，最大埋藏深度達(dá)到2000米。從1995年開始前期準(zhǔn)備工作，預(yù)計(jì)2011年開挖完成，2017年投入運(yùn)行。該項(xiàng)目實(shí)施中，采用了十分嚴(yán)格的環(huán)保措施。其地下工程總開挖量達(dá)到1300萬立方米，其中21%回收后作為混凝土骨料使用，其余回填至山谷碴場，部分回填至湖泊，作為鳥類棲息場所。骨料生產(chǎn)及混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的布置與周圍環(huán)境十分協(xié)調(diào)。同時(shí)，在混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)附近建立了展覽中心，采用多媒體、仿真模型、圖片等多種形式向游客和市民介紹工程建設(shè)過程，生動而又有趣，宣傳了工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，效果非常好。當(dāng)然，其不足之處在于，由于水量不足，大量采用了引水式電站，部分小河流下游出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。

自1996～2000年開始運(yùn)作綠色水電認(rèn)證，目前已有部分水電項(xiàng)目實(shí)施了認(rèn)證。

綠色水電認(rèn)證源于瑞士水科院的綠色電力項(xiàng)目，其基本數(shù)據(jù)主要來自Brenno河流域的案例研究，其目標(biāo)是從生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、政治和社會等綜合因素中挑選出評價(jià)的因子，通過與聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、非政府組織、專家顧問小組以及水電公司之間進(jìn)行多次圓桌交流，總結(jié)提煉出一套新的、全面的綠色水電評價(jià)辦法和認(rèn)證程序。

阿爾卑斯隧道項(xiàng)目施工環(huán)境

阿爾卑斯隧道項(xiàng)目工廠與周邊環(huán)境

對于綠色水電項(xiàng)目，設(shè)置了兩步評價(jià)方法，首先是評價(jià)一般電站通用的基本要求，二是評價(jià)該電站生態(tài)投資指標(biāo)情況。為了保證生態(tài)投資真正用于環(huán)境改善項(xiàng)目，一般都要求所有投資者都參與決策制訂和圓桌討論。為了采取一種可靠而又實(shí)用的辦法解決資源利用和環(huán)境保護(hù)之間的矛盾，建立了一套5×5維度的環(huán)境管理矩陣，以構(gòu)建其評價(jià)準(zhǔn)則。從評價(jià)因素上說，主要從河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性考慮，有水文狀況、河流連通因子、固體物料和渠道構(gòu)造、景觀、生物群落，另外從最小生態(tài)流量、水電調(diào)峰、水庫管理、河床泥沙管理、建設(shè)與運(yùn)行等五個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)評估。

評估認(rèn)證的程序主要包括預(yù)評估（關(guān)聯(lián)矩陣和成本估算）、管理方案（已實(shí)施基本要求、利益相關(guān)者已參與、生態(tài)投資計(jì)劃已制訂）、審計(jì)（獨(dú)立機(jī)構(gòu)的復(fù)核）、監(jiān)測（認(rèn)證前5年的實(shí)施情況評估）。從1996至2002年以來，對近30個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行認(rèn)證程序和辦法的測試，認(rèn)證標(biāo)簽也得到了政府組織的認(rèn)可，逐步建立并完善了認(rèn)證程序，培訓(xùn)了審計(jì)員。取得認(rèn)證的水電企業(yè)，其電價(jià)可以增加約1/12，是要求型的，非強(qiáng)制性的。2007年，在中國北京舉行了綠色水電與低影響水電認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中文版發(fā)布暨學(xué)術(shù)研討會。

建立水壩安全體系

瑞士對人身和財(cái)產(chǎn)安全的重視是非常深入人心的，對水壩的安全尤為重視，他們建立了一系列的法律法規(guī)，將水壩安全作為一個(gè)整體概念，包括結(jié)構(gòu)安全、監(jiān)測安全、運(yùn)行安全以及制定應(yīng)急計(jì)劃，以確保大壩及下游居民的安全。目前，只要是精心設(shè)計(jì)、精心施工、精心維護(hù)和監(jiān)測到位的土石壩和混凝土壩的使用壽命一般都能達(dá)到100年，像閘門和閥門等構(gòu)件一般在使用40～50年后就得更換。

樊啟祥在Holderbank實(shí)驗(yàn)室與瑞士專家交談

考察團(tuán)在Holderbank實(shí)驗(yàn)室與瑞士專家交談流

水壩的安全理念

瑞士將大壩安全的概念放在重要的位置，包括合理設(shè)計(jì)、精心檢查、維護(hù)和報(bào)警系統(tǒng)。其中，檢查由聯(lián)邦政府、州政府和業(yè)主共同負(fù)責(zé)，通過定期的大壩檢查，讓所有可能的事故處于掌控之中。

安全概念的兩大目標(biāo)是將所有的風(fēng)險(xiǎn)影響降至最小，并盡可能地掌握其余的風(fēng)險(xiǎn)。從水壩規(guī)劃開始，明確要求在安全上要風(fēng)險(xiǎn)最小，其次是保留風(fēng)險(xiǎn)的可控。在最小風(fēng)險(xiǎn)上要求合理設(shè)計(jì)，并通過建筑安全論證；在風(fēng)險(xiǎn)控制上，要求有詳細(xì)的檢查方案及應(yīng)急預(yù)案，檢查方案包括各種監(jiān)測及維護(hù)并通過聽證或監(jiān)管過程，應(yīng)急預(yù)案包括各種應(yīng)急狀況。通過監(jiān)聽、監(jiān)管，以發(fā)現(xiàn)早期階段的任何問題，并提出補(bǔ)救措施，達(dá)到最小的剩余風(fēng)險(xiǎn)。

水壩的安全監(jiān)管權(quán)限

1999年1月1日，瑞士對以前頒布的大壩安全條例進(jìn)行了修訂，其使用范圍取決于特定壩的幾何標(biāo)準(zhǔn)（壩高和水庫庫容）及其對下游地區(qū)（可能淹沒區(qū)）可能造成的潛在破壞。條例中規(guī)定了涉及大壩安全的相關(guān)各方，如大壩安全機(jī)構(gòu)、大壩業(yè)主、大壩設(shè)計(jì)工程師以及大壩專家等的職責(zé)。同時(shí)，大壩安全機(jī)構(gòu)發(fā)布了《大壩安全條例》的大壩標(biāo)準(zhǔn)、大壩結(jié)構(gòu)安全、大壩防洪安全、大壩抗震安全以及大壩監(jiān)測及其維護(hù)等指南，以利于安全條例的應(yīng)用。

水壩的安全監(jiān)管權(quán)限也依據(jù)壩高及庫容決定。對于壩高大于10米、或壩高大于5米且?guī)烊荽笥?萬立方米的水壩都要進(jìn)行監(jiān)管，分為聯(lián)邦政府及州政府兩個(gè)層次。

聯(lián)邦政府監(jiān)管的水壩為：壩高大于5米且?guī)烊荽笥?萬立方米的水壩；壩高大于10米并且?guī)烊荽笥?萬立方米的水壩；壩高大于15米并且?guī)烊荽笥?.5萬立方米的水壩；壩高大于25米的水壩。

州政府監(jiān)管的水壩為：壩高5～10米并且?guī)烊轂?.5～5萬立方米的水壩；壩高大于10～15米并且?guī)烊轂樾∮?萬立方米的水壩；壩高為15～25米并且?guī)烊菪∮?.5萬立方米的水壩。

安全監(jiān)控

瑞士安全監(jiān)控主要有三項(xiàng)工作，四種責(zé)任標(biāo)準(zhǔn)，具體見表一：

巡視檢查的內(nèi)容：主要是檢查混凝土壩及山體的外觀，如混凝土裂縫、施工縫張開及錯(cuò)位、混凝土壩面滲流、山體裂縫及滲流改變等，是一種非常有效的手段。

（表一）

監(jiān)測的內(nèi)容：主要為大壩及山體的變形、混凝土溫度、壩體滲流量、壩基揚(yáng)壓力、滲透壓力。另外，還包括對外部荷載的測量，如大壩上下游水位、死庫水位、庫溫、氣候、地震等。

操作試驗(yàn)的內(nèi)容：主要是對閘門等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行測試。

上述檢測的目的是：盡早發(fā)現(xiàn)大壩及其附屬建筑物的結(jié)構(gòu)缺陷；通過必要的監(jiān)測資料，分析驗(yàn)證已有的規(guī)則、幫助解釋突發(fā)的事件。

應(yīng)急預(yù)案

應(yīng)急預(yù)案就是準(zhǔn)備面對最壞的情況，其內(nèi)容分為兩個(gè)方面：策略及公共警報(bào)系統(tǒng)。策略包括風(fēng)險(xiǎn)識別、保護(hù)方案；公共警報(bào)系統(tǒng)包括計(jì)劃安排、報(bào)警設(shè)備、組織方案。

在策略中，首先是風(fēng)險(xiǎn)識別，針對各種不同的風(fēng)險(xiǎn)，要不間斷地加以評估并加強(qiáng)監(jiān)管。在緊急預(yù)案中，風(fēng)險(xiǎn)分為三個(gè)危險(xiǎn)級別。危險(xiǎn)級別1是風(fēng)險(xiǎn)可控，危險(xiǎn)級別2是風(fēng)險(xiǎn)不可控，危險(xiǎn)級別3是風(fēng)險(xiǎn)迫在眉睫或風(fēng)險(xiǎn)已發(fā)生，每個(gè)級別都要有相應(yīng)的技術(shù)方案、操作方案。針對不同的危險(xiǎn)級別，其警報(bào)級別也不一樣，分別為加強(qiáng)警報(bào)、全面警報(bào)、局部撤離、全面撤離。

在公共警報(bào)系統(tǒng)中，要明確何時(shí)警報(bào)、向誰警報(bào)、如何警報(bào)及如何撤離。何時(shí)警報(bào)由風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生決定，向誰警報(bào)根據(jù)洪峰分析確定，如何警報(bào)取決于警報(bào)設(shè)備，如何撤離按撤離地圖進(jìn)行。

需要提出的是，撤離地圖是根據(jù)洪水淹沒埋圖進(jìn)行規(guī)劃的，因此洪水淹沒圖要進(jìn)行系統(tǒng)的繪制，應(yīng)包含不同的洪水流量及潰壩后的淹沒情況，并注明洪水水位及到達(dá)的時(shí)間。

撤離地圖還要根據(jù)地形，劃分不同的區(qū)域，并標(biāo)明不同的撤離方向，以最少的時(shí)間到達(dá)安全地點(diǎn)。警報(bào)設(shè)備主要有水警報(bào)器、移動警報(bào)車及廣播站。應(yīng)急預(yù)案均進(jìn)行預(yù)演習(xí)，由警察局及確定的領(lǐng)頭人參與。

大壩內(nèi)觀設(shè)備

所參觀的大壩，均對大壩的內(nèi)部監(jiān)測措施及設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行了了解，主要有變形監(jiān)測設(shè)備（正垂、倒垂）、滲透及揚(yáng)壓力監(jiān)測設(shè)備等，雖然這些設(shè)施已運(yùn)行幾十年，但都正常工作，并且實(shí)現(xiàn)人工與自動監(jiān)測相結(jié)合，并建立了一套完整的庫水位與大壩變形、滲流量等方面的關(guān)系圖。通過觀測資料及計(jì)算成果，設(shè)定有關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)的報(bào)警值，達(dá)到自動報(bào)警。

事故水壩及其處理

歐洲的水壩事故主要有意大利瓦意昂水庫滑坡、法國馬爾帕賽壩的潰壩以及奧地利科爾布萊恩拱壩的加固處理。考察期間，聽取了意大利工程師對瓦意昂事故的介紹，了解了滑坡狀況及拱壩現(xiàn)狀，也實(shí)地考察了科爾布萊恩拱壩的加固結(jié)構(gòu)和意大利博勒加德拱壩（因左岸山體滑移擠壓拱壩，使壩體結(jié)構(gòu)破壞，近日決定切除上部壩體，確保電站安全）。其主要情況為：

意大利瓦意昂水庫山體滑坡事故

意大利瓦意昂拱壩鳥瞰圖

瓦意昂大壩現(xiàn)狀

高265.5米的瓦意昂混凝土雙曲拱壩位于意大利東北部，建于1957～1960年。壩址河谷十分狹窄，拱壩頂長僅190.5米，拱冠頂厚3.4米，底厚22.1米，厚高比僅0.083。壩頂高程725.5米，總庫容1.7億立方米。該壩不僅是世界上最高拱壩之一，而且是世界高壩中最薄的拱壩，經(jīng)受了超過壩頂達(dá)200多米的水壓考驗(yàn)，成為世界最著名的拱壩。其著名的直接原因來自于1963年水庫蓄水過程中發(fā)生的山體大滑坡。滑坡位于大壩上游左岸，長約2000米，寬約1200米，總體積約2.7億立方米。滑坡沖向水庫，涌浪翻過壩頂沖向下游，毀滅村莊，死亡人數(shù)高達(dá)2600人。水庫被滑坡代替，大壩安然無恙。

博勒加德壩

國內(nèi)有很多資料對瓦意昂水庫山體滑坡事件及其滑坡成因做了詳細(xì)介紹，此次考察中意大利工程師談了如下幾點(diǎn)忠告：

一是瓦意昂水庫滑坡體本是一個(gè)古滑坡，曾經(jīng)滑動過，而且一直在蠕動。工程建設(shè)之前和建設(shè)過程中很難把握地質(zhì)和巖土勘測成果，很難預(yù)測其發(fā)展趨勢，最終釀成瓦意昂左岸滑坡事件。瓦意昂災(zāi)難告訴我們，建設(shè)一座新水壩，其勘測工作是十分重要的，勘測范圍必須包括大壩、壩基、水庫以及壩下游一定范圍的谷坡。

二是瓦意昂災(zāi)難之后，為保護(hù)大壩下游民眾，建立預(yù)警系統(tǒng)和完備的應(yīng)急預(yù)案，需要把災(zāi)害影響及時(shí)準(zhǔn)確的告知可能受到影響的民眾，這比以往顯得更為重要。許多國家因此修改了大壩規(guī)范，增加了更加嚴(yán)格的規(guī)定。

三是瓦意昂事件也存在其必然，第一次蓄水時(shí)就出現(xiàn)了不尋常的滑坡反應(yīng)，只是因壩體結(jié)構(gòu)蓄水試驗(yàn)中，未對初期的變化量引起高度重視，沒有能夠準(zhǔn)確監(jiān)測初期變量的監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)。

四是水庫蓄水初期，尤其要嚴(yán)格觀測檢查各種現(xiàn)象，具體注重如下幾點(diǎn)：蓄水上升速度要慢、提高觀測和檢查頻次、有規(guī)律的監(jiān)視庫岸穩(wěn)定狀況、完備的應(yīng)急預(yù)案和有效的預(yù)警系統(tǒng)。

參觀科爾布賴恩大壩

科爾布賴恩壩

意大利博勒加德拱壩變形開裂事故

博勒加德拱壩位于意大利東北部，建于上世紀(jì)50年代后期。壩高132米，壩頂長408米，拱冠頂厚5.0米，底厚45.6米；壩頂高程1772米，設(shè)計(jì)高水位1770米，總庫容0.7億立方米。壩基巖體為片麻巖、云母片巖并夾有綠泥石。左右岸基巖差異大，其中右岸為整體塊狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)量好；左岸解裂破壞，巖塊碎裂，部分成糜棱巖；左岸河床底部為冰川沉積物。河床出露的冰積物全部挖出并深部置換約200 米長度。由于基礎(chǔ)條件，拱壩周邊設(shè)置周邊縫結(jié)構(gòu)。

1958～1968年為水庫蓄水階段。蓄水過程中發(fā)現(xiàn)左岸山體出現(xiàn)重力式座滑變形，座滑速度與庫水位上升成正比例關(guān)系。左岸基礎(chǔ)座滑使得拱壩受到擠壓，壩體向上游傾倒變位，下游面底部水平開裂，上游面上部橫縫張開。根據(jù)這種情況，意大利大壩管理委員會決定運(yùn)行水位限制在1710米，相應(yīng)庫容約680萬立方米，相當(dāng)于設(shè)計(jì)庫容的1/10。水庫一直維持低水位運(yùn)行，電站等同于徑流式電站。40年來，左岸基礎(chǔ)及山體的蠕動座滑持續(xù)不斷。通過監(jiān)（觀）測發(fā)現(xiàn)，大壩頂拱冠向上游變位約20厘米，下游壩面底部區(qū)域嚴(yán)重開裂，開裂縫張開寬度達(dá)幾厘米并出現(xiàn)明顯的剪切錯(cuò)臺。左岸山體蠕動座滑范圍巨大。

大壩受到左岸變形體的蠕動座滑擠壓，發(fā)生扭曲變形和嚴(yán)重開裂破壞。左岸蠕滑體規(guī)模巨大，持續(xù)不斷。業(yè)主對其開展了大量的分析試驗(yàn)研究，包括各種處理方案的研究，努力確保徑流式電站發(fā)揮效益。通過對切除上部壩體和在壩體中上部設(shè)置豎縫兩方案的比較研究，最后決定切除上部壩體，切除高度52米，將原壩頂高程1772米，降為1720米。切除壩塊堆積于大壩上下游底部，增強(qiáng)左岸滑體壓重。2009年9月，意大利政府正式批準(zhǔn)同意切除大壩上部結(jié)構(gòu)，以確保電站運(yùn)行安全。

奧地利科爾布萊恩拱壩拉裂滲水事故

科爾布萊恩拱壩高200米。大壩于1972年破土動工，1978年建成。但在首次蓄水就出現(xiàn)了巨大的滲水，不得不進(jìn)行加固處理。處理工程前后共花了16年，加固費(fèi)用超過大壩本身的建設(shè)費(fèi)用。其主要原因，首先在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的失誤。壩體底部結(jié)構(gòu)偏薄，而且中下部結(jié)構(gòu)過于傾向上游，壩體自重產(chǎn)生偏心壓力，施工過程中下游面底部結(jié)構(gòu)受拉開裂，裂縫面斜向上游。同時(shí)，在蓄水初期的高水壓作用下，河床壩踵底部出現(xiàn)斜向下游的剪切拉裂縫。上游壩踵裂縫和下游裂縫在壩內(nèi)交接，導(dǎo)致大壩在高水壓作用下，壩踵開裂縫的滲透水壓使結(jié)構(gòu)受力更加惡化，壩體產(chǎn)生不可逆的變位，導(dǎo)致壩內(nèi)滲水，最大滲水量超過200 L/s。

通過對大壩開裂原因分析以及加固方案的反復(fù)論證研究，最終加固方案：一是在大壩上游壩踵區(qū)設(shè)置混凝土鋪蓋以及鋪蓋與壩體之間的止水設(shè)施，阻止庫水通過壩踵裂縫滲水。二是在下游修建重力式支撐拱壩，分擔(dān)拱壩受力。同時(shí)，在壩和地基內(nèi)進(jìn)行廣泛的環(huán)氧樹脂或水泥灌漿。大壩下游增建的支撐拱壩為混凝土結(jié)構(gòu)，高度為70米（約為大壩高度的1/3），寬為65米，支撐拱壩與原壩體之間相距3.5米，其間設(shè)置傳力結(jié)構(gòu)。傳力結(jié)構(gòu)由613個(gè)傳力支座組成，高度向共9排。每個(gè)傳力支座由鋼絲加筋的氯丁橡膠墊塊，襯以不銹鋼板，并有可調(diào)整的鍥型墊塊以及應(yīng)變計(jì)組成。每個(gè)傳力支座的受力面積為1.1米×1.1米。滿庫時(shí)，每個(gè)支座傳力1600噸，支撐拱壩將分擔(dān)120萬噸水荷載，約為大壩總水荷載540萬噸的1/5強(qiáng)。

其他幾座高壩的處理

瑞士的莫瓦桑拱壩和魯松拱壩都進(jìn)行了加高處理，值得一提的是，魯松拱壩因左岸地形不夠，加高部分的左拱端無嵌深條件，于是將加高部分的左拱端折向山里，成為純粹的擋水結(jié)構(gòu)，而非完整的頂拱結(jié)構(gòu)。大壩變形觀測表明，拱壩加高后運(yùn)行正常，加高部分結(jié)構(gòu)仍處于彈性工作狀態(tài)，而且在新高水位下的結(jié)構(gòu)變形較原拱壩的增加量十分有限。

樊啟祥在澤烏齊爾壩與瑞士專家進(jìn)行技術(shù)交流

在澤烏齊爾壩與瑞士專家進(jìn)行技術(shù)交流

瑞士澤烏齊爾拱壩（壩高156米）曾因壩基附近交通隧洞的施工，改變了基礎(chǔ)地下水環(huán)境，引起大壩基礎(chǔ)沉陷，導(dǎo)致大壩變形增加，壩基周邊近基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的剪切開裂。出于大壩安全考慮，不得不停止交通隧洞的施工并實(shí)施了封堵，大壩基礎(chǔ)終止了沉陷。在對大壩開裂縫實(shí)施了灌漿填塞后，拱壩繼續(xù)發(fā)揮正常的擋水任務(wù)，拱壩結(jié)構(gòu)亦處于新的彈性工作狀態(tài)。

歐洲事故水壩的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

拱壩基礎(chǔ)穩(wěn)定是保持大壩結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。高壩基礎(chǔ)必須具有足夠的承載能力和抗變形能力，在水壓荷載作用下，基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定安全可靠。博勒加德拱壩左岸基巖條件差，潛在山體滑動穩(wěn)定問題，對大壩的破壞也是必然的。澤烏齊爾拱壩事故表明大壩基礎(chǔ)受地下水環(huán)境制約，后期交通隧洞的施工，打破了地下水環(huán)境的平衡，引起基礎(chǔ)沉陷，導(dǎo)致大壩開裂破壞。這些都是拱壩工程必須避免的。

確保近壩庫岸穩(wěn)定，消除滑坡等次生災(zāi)害對工程破壞性影響的發(fā)生。水庫工程地質(zhì)勘查及庫岸穩(wěn)定性評價(jià)，在我國大壩勘測設(shè)計(jì)研究工作中都有專題論證。對于近壩庫岸邊坡穩(wěn)定，尤其可能危及工程安全的大型滑坡或危巖體，必須給予確定性分析評價(jià)，明確的處理措施和預(yù)警監(jiān)測體系。

拱壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮各種可能因素的影響，尤其注重已建拱壩的成功經(jīng)驗(yàn)。歐洲拱壩設(shè)計(jì)還習(xí)慣于用柔度系數(shù)C來衡量拱壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。如果CH＜3000，認(rèn)為壩體混凝土方量基本合理。

A2－拱壩中面面積（平方米），V－大壩體積（立方米），H－壩高（米）

當(dāng)前我國高拱壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的論證，通常將柔度系數(shù)C作為宏觀判斷，具體采用多方法分析、多手段論證，包括地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)，超載破壞分析等，全面論證設(shè)計(jì)方案的可行性。

加強(qiáng)運(yùn)行檢測與觀測分析，建立大壩生命周期的運(yùn)行管理評價(jià)體系，尤其要注重預(yù)警機(jī)制和應(yīng)急預(yù)案的建立并保持有效運(yùn)行。同時(shí)，對于大壩開裂及運(yùn)行狀況異常的處理，遵循“分析成因，針對處理，措施得當(dāng)，加固有效”之原則，積極處理。

通過歐洲6座水壩的現(xiàn)場查勘、與豪瑞集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心交流、以及針對溪洛渡大壩水泥的多次技術(shù)交流，可以看出瑞士大壩混凝土質(zhì)量是可以的，從設(shè)計(jì)到施工都十分重視混凝土的研究工作，提出了混凝土抗凍耐久性、堿骨料反應(yīng)破壞的防治措施、以及混凝土的溫控防裂措施等。尤其是結(jié)合歐洲多個(gè)大壩對一些混凝土項(xiàng)目的研究與實(shí)施、以及對事故的處理，總是顯得從容不迫，反復(fù)琢磨，不急于行事。這樣，也避免了不必要的失誤，減少了浪費(fèi)，確保了最終決策的正確性。

莫瓦桑壩水庫