夾巖水利樞紐工程2018年度汛風險分析與應對措施

（貴州省水利投資（集團）有限責任公司，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，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，是國務院確定納入“十三五”期間分步建設的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 初設審批的施工導流規(guī)劃

2.1.1 導流方案、導流標準和導流方式

在可研和初設階段，分別對枯水期和全年施工導流方案進行了比選。枯水期施工導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計批復，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，施工導流建筑物級別為4級，初期導流設計采用10 a一遇全年洪水標準，相應洪峰流量1 570 m3/s，采用河床一次攔斷，上、下游圍堰擋水，左岸導流洞泄流的導流方式。

2.1.2 導流建筑物

（1）導流洞。由進口引渠段、洞身段、閘井段、洞身段和出口明渠段組成。閘井布置于導流洞中部，采用岸塔式。閘井設一道封堵鋼閘門，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滿足導流度汛高程要求，閘井段長12.5m。導流洞洞身長1490.17 m，城門洞形，設計洞徑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，相應堰頂高程為1 254.0 m，堰頂寬15 m。圍堰基礎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 度汛風險分析

2.2.1 施工導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，造成較大災害和損失。按相關(guān)標準和設計規(guī)范，符合4級臨時性水工建筑物標準對應的洪水標準為10～20 a一遇；工程初期導流設計采用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 導流洞洞徑小、排渣泄洪能力小

初步設計中根據(jù)不同導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險綜合考慮，確定導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，應急反應時間短，必須做好水情監(jiān)測預報預警工作。

3 度汛風險應對措施

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。建設單位成立了夾巖工程防汛度汛領(lǐng)導小組，制定了工程防汛值班制度、防洪度汛管理辦法、安全度汛責任制等管理制度，汛前分別與設計、監(jiān)理、施工和監(jiān)測等單位簽訂安全度汛目標責任書，明確參建各方防汛度汛責任，將度汛安全目標責任分解落實。

（2）編制防洪度汛技術(shù)要求、度汛方案及超標洪水應急預案。設計單位2018年2月編制完成防洪度汛技術(shù)要求，建設單位3月編制完成度汛方案及超標洪水應急預案。項目法人單位組織相關(guān)單位對度汛方案及超標洪水應急預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急預案進行了審查、批復。各施工單位根據(jù)批準的度汛方案及超標準洪水預案，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，并報建設單位備案。

3.2 安全防汛措施

（1）增設上游圍堰子堰、提高應急抗洪能力。根據(jù)相關(guān)設計規(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，上游圍堰采取增設子堰應急措施，加高3.5 m至高程1 257.5 m，可抵御20 a一遇洪水，提高應急抗洪能力，降低度汛安全風險。水情監(jiān)測預報將發(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。

（3）利用水情測報系統(tǒng)科學指導工程施工。根據(jù)SL34-2013《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導則》［6］降水量站布設密度相關(guān)要求，在壩址上游布設15個雨量站、4個水位站（見圖2），制定了水情監(jiān)測預報方案，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)測預報方案定期發(fā)布監(jiān)測信息，科學預報堰前水情，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、導流洞是導流度汛關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在上游圍堰基礎布置10支滲壓計，堰頂布置7個表面變形觀測墩，在導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流洞、圍堰穩(wěn)定情況，根據(jù)監(jiān)測情況采取相應措施，科學指導工程度汛。

（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、導流洞進出口、大壩是度汛重點部位，在上下游圍堰、導流洞進出口、大壩左右岸及壩基上下游分別設置24 h視頻監(jiān)控，結(jié)合上下游圍堰、導流洞進出口設置的水位標尺，實時掌握圍堰、導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、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急預案，建設單位組織參建各方進行專題培訓，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、值班紀律、汛情報告、預警分級和應急響應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，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。

（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任險，并按合同約定組織保險知識、理賠流程、事故處理和風險管理等方面的培訓，組織對工程開展全面現(xiàn)場風險評估，針對自然災害、意外事故、第三者責任、管理及施工等風險提出防范建議，形成風險評估報告下發(fā)各標段，督促各單位加強度汛風險管控，防止和減少事故發(fā)生。

3.3 應急搶險預案

（1）成立超標準洪水防洪搶險領(lǐng)導小組。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)導小組，成員包括水務、氣象、水文、應急、民政、移民等部門及縣（區(qū)）防指、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防辦、相關(guān)參建單位的負責人，并明確了各單位、部門工作職責，領(lǐng)導小組辦公室設在建設單位，負責領(lǐng)導小組日常工作。參建各方分別成立各單位防洪搶險領(lǐng)導小組，統(tǒng)一服從夾巖工程超標準洪水防洪搶險領(lǐng)導小組領(lǐng)導。

（2）超標準洪水影響分析。上游圍堰增設子堰應急抗洪，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，應急轉(zhuǎn)移難度大。

（4）制定轉(zhuǎn)移避險方案、落實轉(zhuǎn)移責任人員。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，工程區(qū)設置3個施工設備停放點，施工人員轉(zhuǎn)移到各自項目部，工程區(qū)下游設置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置警示標志標牌28塊，制作應急轉(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)移負責人和聯(lián)系電話以及預警方式和信號等。

（5）預警措施。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)間預報洪水成果，推算堰前洪峰流量，確定工程洪水預警分為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、導流洞下泄流量以及區(qū)間庫容計算，Ⅰ級預警水位到圍堰過流潰堰時間約4.2 h。Ⅰ級預警發(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)由建設單位負責組織各標段施工人員、設備轉(zhuǎn)移避險，由各標段負責封鎖施工區(qū)各路口并實施警戒。工程區(qū)外由當?shù)剜l(xiāng)（鎮(zhèn)）政府負責組織轄區(qū)內(nèi)群眾轉(zhuǎn)移避險，負責封鎖轄區(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級預警解除前，任何人不得進入淹沒影響區(qū)。

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

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

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，建設單位組織相關(guān)參建各方做好相關(guān)應急準備，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Я鞫纯陔U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，導流洞徑較小，強降雨導致漂浮物匯集導流洞口。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，綜合分析度汛風險，科學制定技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟合理、實用性強的應對措施，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。