摘 要:老龍口水利樞紐工程蓄水安全鑒定是老龍口水利樞紐工程建設中的重要里程碑,文章介紹了老龍口工程蓄水安全鑒定的技術工作中,需注意的幾個問題。
關鍵詞:蓄水安全鑒定;老龍口工程;水利樞紐
老龍口水利樞紐工程是水利部吉林省“十一五”期間77項工程之一,是振興吉林省老工業基地重點項目之一。該工程位于琿春河干流上,距琿春市區約30km,壩址位于琿春市哈達門鄉老龍口村。該工程是以防洪、供水為主,結合灌溉、兼顧發電綜合利用的大型水利樞紐工程。老龍口水利樞紐工程建成以后,可使琿春市防洪標準由目前的不足20年一遇提高到50年一遇洪水標準,保護下游人口60.83萬人,保護耕地11.91萬畝;每年可為城區供水2.828億m3;為下游15.1 3萬畝農田提供灌溉用水;電站年平均發電量5199萬kW·h。
老龍口水利樞紐工程主體工程由大壩、溢洪道、魚道、引水發電系統等組成。
大壩為粘土心墻壩,最大壩高44.5米,壩頂長756.6米,壩頂寬6米;溢洪道位于左岸,為岸邊溢洪道,包括引渠段、閘室段(長34米,設5孔弧型門,單孔凈寬12米)、陡槽段、挑流段、尾水渠;魚道位于左岸溢洪道內測,魚道總長525.5米、寬2.5米、魚道的梯級數為137級、梯級長3.2米;引水發電系統位于右岸包括引水發電洞(洞長358米,洞徑6.7米)、壓力管道、電站(總裝機容量1.92萬kW,3臺機組,其中2臺8000kW,1臺3200kW)。
水庫總庫容3.674億m3,該水庫為不完全年調節性能的水庫。
老龍口水利樞紐工程概算總投資為8.913億元,工程已經于2012年完成投入使用驗收。
1 工程建設過程
1990年省水院完成了吉林省琿春河流域規劃報告,1991年吉林省人民政府批復了琿春河流域規劃報告,其中老龍口水庫工程列為先期開發的項目。2001年省水院完成了老龍口水庫工程項目建議書,2001年5月15日國家發展計劃委員會批復了老龍口水庫項目建議書。2001年省水院完成老龍口水利樞紐工程可行性研究報告,2004年7月19日國家發展改革委員會批復了老龍口水利樞紐工程的可行性研究報告。2004年省水院完成了老龍口水利樞紐工程初步設計報告,2005年1月20日水利部批復了老龍口水利樞紐工程的初步設計,初步設計批復概算總投資6.9361億元,其中:中央水利基建投資安排1.8億元、吉林省水利建設投資安排2億元,琿春市地方匹配1.1361億元,申請國家開發銀行貸款2億元。2009年調概為8.913億元。工程共占用耕地1593.54畝,林地4571.24畝,搬遷人口1937人。
老龍口水利樞紐工程批復總工期為4年,初步設計報告設計主體工程第一年4月份開工,因受征用土地、林地的影響,主體工程實際開工時間為2005年9月份,主體工程開工時間較初設晚5個月。工程重要里程碑:2004年8月-2005年8月為施工籌備期;主要完成三通一平,臨時房屋、臨時導流洞、臨時交通橋等工程。2005年9月土石壩、溢洪道、魚道、引水隧洞工程開工。2006年5月專項工程(改線公路、輸電線路、通訊線路等)開工,2007年9月底完工;2007年3月電站工程開工,2010年底完工;2007年10月大壩截流;2009年8月進行蓄水安全鑒定,2010年9月工程下閘蓄水;2011年8月31日并網發電,2012年2月完成投入使用驗收。
2 主要設計變更
(1)2006年6月25日,公司聘請水利部專家對老龍口水利樞紐工程進行了技術咨詢。根據咨詢意見,設計院對土石壩工程進行的優化設計,整個土石壩進行瘦身設計,將原來設計的上下游得壩坡進行了優化調整,即原上有坡度由原來的101.04m馬道以下的1:2.75改為1:2.5,101.04m以上的坡度由原來的1:2.5改為1:2.25;原下游101.04m馬道以下的1:2.5改為1:2.25,原101.04m以上的1:2.25改為1:2.00。
(2)根據工地現場石料場很難開采出符合設計要求護坡料的實際情況,對土石壩上下游護坡也進行了設計變更,即將原來的上游45cm干砌石護坡改成25cm現澆混凝土板護坡,將原來下游干砌石護坡改為預制混凝土塊護坡。
(3)引水洞工程根據開挖后的地質條件,設計院對引水洞工程洞出口位置和轉彎位置進行了調整。引水洞與導流洞分岔段位置向上游平移84.313m,原引水洞樁號洞0+155~0+239.313m段變更為導流洞樁號導0-020~0-104.313m。
3 重大技術問題處理
老龍口水利樞紐工程在工程建設過程中遇到了許多棘手的重大技術難題。針對這些問題,老龍口公司先后邀請水利部、水利廳專家到工地進行現場咨詢,許多設計、施工方案得到了優化,技術問題得到了破解。
(1)2006年6月24日至27日,吉林省琿春老龍口供水有限責任公司委托北京海策工程咨詢有限公司組成專家組來老龍口水利樞紐工程就有關技術問題進行了咨詢。專家組針對有關資料和報告,與參建各方進行了討論和交流,對土石壩上下游壩坡、心墻坡率、下游壩體基礎墊層反濾層、壩料壓實標準、不良地質段的隧洞設計與施工技術、溢洪道堰型和邊墻優化等提出了相應的技術咨詢意見。
(2)2006年4月18日,老龍口供水有限公司邀請吉林省科技咨詢部水利專家組張盛世等一行五人來到老龍口水利樞紐工地,就臨時導流洞、引水洞的有關施工地質及臨時支護問題進行專項咨詢。專家組成員對圍巖級別進行了準確的鑒定和并提出了許多施工指導性意見,對保證后續洞內施工安全、加快施工進步起到了很大作用。
(3)引水隧洞工程施工過程中,由于地質條件不好,大小塌方不斷,尤其樁號0+231處附近(斷層破碎帶NE,斷面平直,節理面光滑,帶內為斷層泥和巖屑,屬Ⅴ類圍巖,受斷層影響,節理裂隙發育,呈松散結構,自穩性及完整性差。兩斷層相距較近,相互影響較大,使洞頂塌方嚴重)發生三次較大塌方,塌方量約為600m3,塌方段處理難度大。另外,引水洞出口進洞及引水洞進口龍抬頭段施工也存在一些技術難題亟待解決。應老龍口供水有限公司邀請,吉林省水利專家組二次來到老龍口水利樞紐工地,就導流洞、引水洞的有關施工地質及臨時支護問題進行專項咨詢。專家組成員對圍巖級別進行了準確的鑒定和并提出了許多施工指導性意見,對保證后續洞內施工安全、加快施工進步起到了很大作用。
4 蓄水安全鑒定及成果
4.1 蓄水安全鑒定范圍和依據
本次蓄水安全鑒定的工作范圍是:土石壩、溢洪道(含魚道)、引水隧洞、基礎防滲和已經安裝完畢的各類閘門和啟閉機等金屬結構、安全監測設施,以及涉及工程安全的庫岸穩定、工程地質、水文規劃、下游消能防沖等。
安全鑒定工作依照水利部《水利水電建設工程蓄水安全鑒定暫行辦法》(水建管[1999]177號)、《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2000)、《水利水電建設工程驗收規程》(SL223-2008)及《水利工程項目驗收管理規定》(水利部令30號)文件。
4.2 安全鑒定準備工作階段
2008年11月,吉林省琿春老龍口供水有限責任公司委托中水淮河規劃設計研究有限公司承擔老龍口水利樞紐工程的安全鑒定工作并簽訂了委托設計合同,同年12月編制出《吉林省老龍口水利樞紐工程安全鑒定大綱》。從2008年11月至2009年7月底老龍口水利樞紐工程業主、質量監督、設計、監理、質量檢測、施工等各參建單位依照中水淮河規劃設計研究有限公司編制的安全鑒定工作大綱,確定了工作范圍和內容,工作開展方案,成立了工作機構,明確各參建方的職責和要求。
4.3 安全鑒定工作
安全鑒定工作分三個階段進行:
第一階段:2008年12月下旬鑒定單位有關專家到工程現場了解工程情況,與業主單位及各參建單位研究蓄水安全鑒定的重點工作,確定《老龍口水利樞紐工程蓄水安全鑒定工作大綱》,并由業主單位根據《老龍口水利樞紐工程蓄水安全鑒定工作大綱》組織各參建單位準備有關資料和報告。
第二階段:2009年1月1日至7月31日,鑒定單位派出主要專家對建設各方資料準備情況(中間成果)提出意見和建議,于7月31日前提交最終成果,供專家審閱。
第三階段:2009年8月14日-8月23日,安全鑒定專家組全體成員17人一行分為綜合、水文規劃、工程地質、地基處理與灌漿、水工、施工、金結、安全監測8個專業組到工程現場。來到老龍口水利樞紐工程工地,開展安全鑒定工作。
聽取了項目法人、監理、設計、施工、質量監督等單位的情況匯報,審查了各參建單位的“自檢報告”,查閱了各參建單位的相關資料,對工程的關鍵部位,工程實體質量進行了重點檢查,其中對防洪度汛方案、工程質量檢測、工程質量評定、工程檢測設施和檢測數據的分析資料等進行了詳細審查。
4.3.1 檢查工程形象面貌是否滿足安全蓄水的條件。
4.3.2 蓄水安全鑒定工作重點是:檢查工程施工過程中是否存在影響工程安全的因素,以及工程建設期發現的影響工程安全的問題是否得到妥善解決,并提出工程安全評價意見;對不符合有關技術標準、批準的設計文件并涉及工程安全的,分析其對工程安全的影響程度,做出評價意見;對雖符合有關技術標準、批準的設計文件,但專家認為構成工程安全運行隱患的,也應對其進行分析和做出評價。
4.3.3 對影響工程安全蓄水的地質、設計、施工和運行的有關工程問題進行分析做出評價,并提出確保工程蓄水安全運行的意見和建議。
4.3.4 對工程及設備的缺陷、質量事故檢查處理報告以及有關資料進行評價。
4.3.5 對關鍵部位、出現過質量事故的部位進行重點檢查,包括抽查工程原始資料和施工、設備制造驗收簽證等,并進行評價。
4.3.6 建設各方所提供的資料必須真實、準確、可靠;鑒定單位的鑒定結論必須客觀、公正、科學。
4.4 安全鑒定成果
4.4.1 土石壩安全評價。蓄水安全鑒定前,建設單位委托有資質質量檢測單位對土石壩的粘土心墻填筑質量進行了全面檢測,檢測結果認為大壩粘土心墻總體較密實、連續、完整,局部含砂量偏高,但對局部含砂量偏高區鉆探取樣試驗,各項檢測結果均滿足設計及規范要求。鑒定結論為壩體施工填筑中的取樣干密度、壓實度、相對密度、孔隙率、滲透系數及粘土心墻力學指標均滿足設計要求。反濾料成品料級配穩定,總體符合規范和設計要求。老龍口樞紐工程地貌地質情況簡單,對地基處理措施屬于常規手段,全部基礎處理工程合格。
截止到2009年7月底,對11個分部工程中的888個單元進行了評定,均合格,其中優良814個單元,優良率為91.7%,每分部工程中的單元優良率均達到66.7%以上。原材料及中間產品質量優良,施工質量檢測資料齊全,全部滿足設計要求。
4.4.2 溢洪道及魚道安全評價。(1)建筑物土石方開挖輪廓尺寸、高程、邊坡,已通過業主、設計、監理、施工單位分單元共同評定合格。(2)工程使用的原材料(水泥、鋼筋、砂石料)及鋼筋接頭分批次進行了檢驗,質量符合國家標準。(3)混凝土工程施工工藝基本符合《水工混凝土施工規范》(DL5144-2001)要求,經檢測混凝土抗壓、抗滲、抗凍等級符合設計和相關規范的要求。(4)施工中未發生質量事故。截止2009年7月底,溢洪道(含魚道)工程已完成619個單元,全部合格,其中優良單元588個,單元工程優良品率為95.0%,原材料及中間產品質量優良,施工質量檢測資料齊全,全部滿足設計要求。
4.4.3 引水隧洞進口工程評價。(1)工程使用的原材料(水泥、鋼筋、砂石料)及鋼筋接頭分批次進行了檢驗,質量符合國家標準。(2)混凝土工程施工工藝基本符合《水工混凝土施工規范》要求,經檢測混凝土抗壓、抗滲、抗凍等級均符合設計和相關規范的要求。(3)施工中未發生質量事故。施工中出現的施工質量缺陷已經進行處理,處理質量滿足設計要求。截止2009年7月底,引水隧洞工程已完成125個單元,全部合格,其中優良單元99個,單元工程優良品率為79.2%。
4.4.4 金屬結構評價。(1)設計成果評價。本次安全鑒定范圍內的金屬結構設備的總體布置、設備選型、有關技術參數的選擇基本合理,閘門及啟閉機設備的設計原則、結構選材、結構設計、啟閉能力、主要設備的設計應力基本符合現行的設計技術規程規范和有關的規定,可以滿足設計條件下的工程運行要求。(2)制造安裝質量評價。本次安全鑒定時,溢洪道閘門制作尚未完成,進水口事故檢修閘門及封堵閘門安裝工作尚未結束,故未對閘門的制作及安裝質量進行評價。(3)應盡快安裝溢洪道閘門及啟閉機,完善進水口事故檢修閘門、封堵閘門以及其他尚未完成的后續安裝工作,并對閘門啟閉機進行全行程的聯合調試。
4.4.5 安全監測評價。(1)安全監測項目的設置、監測橫斷面的布置基本滿足規范對2級建筑物的要求,儀器選型能滿足安全監測要求;大壩表面位移測點間距偏大,水平位移監測方法不完善,缺少溢洪道閘室的位移和揚壓力監測設施,為準確監測建筑物安全運行性態,建議按規范要求補充和完善必要的安全監測內容和監測方法。(2)滲流監測縱斷面測點間距偏大,滲流量監測設施尚不完善,建議蓄水后應加強巡視檢查,必要時增設監測設施。(3)大壩中已埋設儀器安裝方法正確,完好率超過98%,施工期觀測基本滿足監測要求。由于部分儀器測點未能隨施工及時安裝,以致大壩目前尚有表面位移、繞壩滲流、滲壓力、測斜管(分層沉降)等45個測點未完成安裝埋設及確定初始值,建議在蓄水前完成。(4)引水隧洞儀器埋設已全部完成,埋設方法正確,但觀測頻次和資料整理不規范,應加強技術力量,做好資料整理工作。
5 結論
老龍口水利樞紐工程設計合理,總體符合現行技術規范要求;工程質量管理體系完善,已完工程施工質量控制嚴格,施工中發現的質量缺陷已處理完成,總體滿足設計和規范要求;工程形象面貌基本達到蓄水要求,具備初期蓄水條件。
6 老龍口安全鑒定工作的幾點體會
(1)安全鑒定工作是蓄水驗收前的重要組成部分。老龍口蓄水前的安全鑒定針對工程中出現的技術問題和質量問題,安全鑒定專家組與有關人員都進行了深入的討論,分析利弊,統一看法,研究措施;老龍口公司對安全鑒定專家組在安全鑒定意見中提出的建議十分重視,及時組織各參建單位研究對策,把工程中的問題解決在蓄水驗收工作之前。(2)安全鑒定工作離不開各個參建單位。安全鑒定工作雖然投入了較多人力和物力,但畢竟經過了四年的施工建設時間、工程資料較為豐富,安全鑒定專家組不可能在較短時間內把所有問題都清理一遍,因此,除了要求各參建單位寫好自檢報告外,在鑒定工作過程中,必須積極依靠各參建單位。各參建單位應提供全面的資料,工作過程相互開展討論,尤其在各專業安全鑒定意見初稿完成后,在交流過程中,盡可能統一看法,商討對存在問題的處理措施,以便最終達到提高蓄水前驗收工作質量的共同目的。(3)充分發揮專家的作用,克服困難,搞好安全鑒定工作。組織一支素質高、專業齊全的專家隊伍是搞好老龍口工程安全鑒定工作的關鍵。我國當前正處于水利水電建設的春天,在建工程較多,行業內專家們也很忙,因此,必須加強安全鑒定工作的計劃性,以確保每位專家能按時到位。老龍口公司委托的中水淮河規劃設計研究有限公司是國內資深的咨詢機構,各位專家以老龍口工程大局為重,按時到位,工作中經常夜以繼日,加班加點,在工作中認真對待每一個可能影響工程安全的問題,一定要把問題搞清楚才罷休,以保證安全鑒定工作的質量。
作者簡介:郎立軍(1964-),男,工程師,從事水利工程建設管理工作。