陡河水庫工程質量現狀分析與安全運行措施

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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陡河水庫工程質量現狀分析與安全運行措施

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量良好，在地震中遭到破壞，經過震后修復和提高保壩標準，防洪標準已達到千年一遇設計，但由于壩基地質條件不好，仍存在安全隱患，真對水庫大壩、輸水洞和溢洪道的運行現狀進行了分析，并提出了相應的對策。

關鍵詞：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。

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

1959年掃尾擴建修建了溢洪道，溢洪道位于輸水洞左側50m處，為侵蝕山坡地形，在地貌上呈現3條沖溝，山巖為石灰巖，堅硬致密。

1　土壩工程

1.1水庫大壩質量現狀分析

陡河水庫大壩初建壩高39.0m，經過掃尾擴建、移壩、震后修復和提高保壩標準，目前大壩壩頂高程44.0m，大壩全長7364m。

1976年唐山大地震中，大壩損壞嚴重，橫縫、縱縫均有發生，樁號0 +167段發生滑坡，下游壩腳發生冒水、噴砂40余處，防浪墻變形、裂縫較多。經過震后修復大壩運行至今沒有險情發生，最近幾年在工程檢查中發現上下游護坡的馬道上均有反濾料堆積，表明護坡反濾料有流失現象。

陡河水庫大壩修建于第四紀沖積層上，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34.33m，一級臺地下游農田出現沼澤化問題；1961年在一、二級臺地交界處，壩基有沙層出露的地方，補做了人工鋪蓋，壩下做了排水溝減壓；2005年又對排水溝進行翻修。

根據卡明斯基雙透水性地基的理論計算出壩下出逸比降，當庫水位為34.0m時，承壓水頭1.69m，出逸比降0.154；當庫水位為38.5m時，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。

經理論計算壩基不會有管涌發生，由于天然鋪蓋防滲不可靠，加上水庫建庫50多年來未曾經過大洪水、高水位的考驗，個別薄弱部位還存在管涌發生的隱患。

1.2對策

針對護坡反濾料流失現象，應在強降雨時加強大壩的巡視檢查。如果反濾料流失過多，可能出現上游護坡塊石局部脫落或出現大面積破壞，應及時按原設計維修處理，險情嚴重時，應全力拋投沙袋，必要時，拋鉛絲籠裝塊石，防止進一步淘刷壩坡，危及壩體安全。

1959年大水過后，一級臺地下游徐莊村，已經把房屋搬遷。然而下游土地仍有些濕潤，遇高水位時，要加強對下游壩腳的檢查，做好應對管涌的準備。

我們已在壩后防汛物料庫準備了充足的砂石料，汛前做好應對大壩險情的防汛搶險演練。如果下游發生管涌，將按反濾要求分層鋪設反濾料，其上蓋塊石或沙袋，并在發生管涌的上游壩坡進行檢查，如發現漏洞，及時進行封堵。

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3　輸水洞工程

3.1輸水洞工程質量現狀

輸水洞全長640m，包括引渠、進水塔、漸變段、隧洞、消能段、尾水渠。進水塔設兩個寬1.75m，高3m的長方形進水洞口，由兩扇平板鋼閘門和卷揚式啟閉機控制。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，輸水洞及啟閉機均未損傷，僅在出口無壓洞段及消力池邊墻沿環向的伸縮縫有輕微擠壓現象，現已修復，表明輸水洞洞身及啟閉機質量良好。

輸水洞進水塔處在水位變化處，混凝土保護層由于受到凍融破壞而剝落。輸水洞閘門體長年浸沒在水下，經受水流沖磨、氣蝕和微生物作用，其金屬表面的保護層逐漸失效，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現冒水現象，1998 年8月26日，庫水位33.19m，尾水位20.01m，發現消力池在10m范圍有冒水現象，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邊坡處有涌泉和冒水現象，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。

進行全面工程檢查發現：庫周水庫東岸坡腳未發現明顯的漩渦、塌坑等異常現象，輸水洞入口及溢洪道引渠前端邊墻無滲水現象，近壩水面無冒泡、旋渦等異常現象。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象，一級臺地存在管涌隱患。

3.2對策

針對輸水洞進水塔混凝土保護層剝落現象，我們在日常養護中采取涂環氧樹脂的方法對其進行保護。

針對輸水洞尾水渠冒水現象，分析認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口段，巖石上部填棄碴，又未做防滲設備，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涌出。

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

針對輸水洞閘門體銹蝕問題，需要對輸水洞鋼閘門及金屬結構物進行周期性檢查修補和防腐蝕保護。每年汛前對閘門水上、水下的各輪軸部位的油盅及鋼絲繩進行涂油養護，對閘門門體每隔8～10年進行噴砂除銹處理，并采用環氧金剛砂涂層保護。

4　溢洪道工程質量

4.1溢洪道工程質量現狀

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式啟閉機控制。

1976年唐山大地震中，溢洪道除啟閉機房的磚墻發生裂縫外，混凝土及漿砌石建筑物未發現裂縫變形等情況，磚墻已經過維修，表明溢洪道工程質量良好。

溢洪道挑坎坎齒設計底高程18.0m，當時由于地下水位高，施工困難，未積極采取降低地下水位措施，而將設計底高程抬高了3.5m，人為的造成了險工。在挑坎泄流時，可能會使地基遭到沖刷。

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，未經受過大洪水的考驗，至今未使用。

溢洪道閘門及其金屬結構物長期處于大氣環境下，由于受到太陽光、大氣溫度、降水量、風塵以及大氣中腐蝕物質等綜合因素影響，會產生均勻腐蝕，主要為斑狀腐蝕和縫隙腐蝕。

4.2對策

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

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

5　結語

陡河水庫大壩目前已達到1000年一遇設計，庫水位超過壩頂發生漫壩的風險很小，但是經過1976年唐山大地震的檢驗表明大壩發生滑坡、管涌的隱患仍然存在，這就要求我們汛前做好防洪預案和充足的防汛物資準備，認真做好防汛工作。在高水位時，注意檢查輸水洞尾水渠的繞壩滲漏，如果發生繞壩滲漏要采取進一步的防滲措施。平時還要做輸水洞和溢洪道閘門的檢查和維修養護工作。

參考文獻

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中圖分類號：TV523

文獻標識碼：B

文章編號：1008-1305（2016）01-0032-03

DOI：10.3969 /j.issn.1008-1305.2016.01.010

收稿日期：2014-09-19

作者簡介：趙鵬云（1978年—），男，工程師。