淺析雙花水庫的大壩安全評價

(岳陽市水利水電勘測設計院 湖南 岳陽 414000)

一、工程概況

雙花水庫水庫控制集雨面積13.73km2，壩址以上干流長度4.79km，干流平均坡降51.3‰。水庫灌溉農田1.4萬畝，向岳化和云溪區城鎮供水728萬T/年。本工程主要是以農業灌溉和城鎮供水為主，兼有防洪等綜合效益的中型水利工程。

大壩為塑性砼防滲心墻壩，最大壩高40.35m，壩頂高程122.35m，防浪墻的頂部高程為123.60m。溢洪道控制段為寬頂堰，泄槽部分已采用砼進行護砌，護砌長度185.1m，其余200余米未護砌。原大壩壩下輸水涵臥管已拆除，壩下涵管已封堵。現灌溉輸水設施由取水口、閘室段、隧洞+PE管、控制室等組成。

根據大壩歷次巡視檢查，在大壩除險加固后壩體滲漏現象明顯減少，防滲效果顯著。但水庫除險加固至今已運行10余年，近幾年來在汛期高水位時，大壩壩腳處有滲水，其滲漏量有逐年增加的趨勢。根據鉆探結果分析表明，壩體與壩基接觸帶巖體破碎，表層的灌漿防滲膠結形成的帷幕完整性差，壩基與壩體接觸搭接位置存在薄弱位置。溢洪道壩基做了帷幕灌漿防滲后，下游無明顯滲漏現象，僅在汛期泄洪時溢洪道右側有3處滲漏點。經分析，溢洪道帷幕灌漿軸線布置在溢洪道進口段，溢洪道進口段現狀局部沖刷破壞嚴重，無法形成完整、封閉的防滲體系，導致在泄洪時，下游有滲水，滲漏量有逐年增加的趨勢。

二、工程質量評價

工程質量評價在結合現場安全檢查、安全檢測及首次安全鑒定報告等資料的基礎上，進行分析評價。目前水庫樞紐的主要建筑物工程存在以下問題：1.大壩：塑性砼防滲墻抗壓強度及滲透系數兩項試驗指標均符合規范及設計要求。壩體與壩基接觸帶巖體破碎，表層的灌漿防滲膠結形成的帷幕完整性差，壩基與壩體接觸搭接位置存在薄弱位置。2.溢洪道：底板沖刷破壞嚴重；溢流堰閘孔無有效的啟閉設備。溢流表面風化剝落，兩側邊墻砼結構老化、有裂縫現象；陡坎段后約200m泄槽無任何護砌措施，邊坡沖刷破壞嚴重。泄槽末端直接接泄洪渠道，無任何消能設施。3.灌溉輸水設施：一級取水口的平面鋼閘門變形嚴重，無法正常啟閉；二級取水口的平面鋼閘門不能正常運行使用；三級取水口進口段漿砌石擋墻頂部開裂。控制閘閥檢修時，只能放空庫容，給城區供水造成極大的影響。

根據《水庫大壩安全評價導則》(SL258—2017)(以下簡稱導則)規定，雙花水庫工程質量綜合評定為不合格。

三、運行管理評價

雙花水庫管理所已按相關法規與規范性文件要求，制定相關水庫實際運行的調度方案、大壩維修、防汛搶險、金結機電維護等管理制度并嚴格執行。水庫管理部門針對該水庫的特點建立了水庫大壩安全巡視檢查制度，并根據制度定期對大壩進行安全巡視檢查并有相應記錄；由于資金原因大壩安全監測設施未能實施，現狀僅在大壩上游有水尺進行水位觀測，導致了大壩監測資料不夠完善，也沒有對大壩的監測資料進行整理，不能對大壩安全運行提供有支撐保障。

根據導則，雙花水庫大壩運行管理綜合評價為不規范。

四、防洪安全復核

雙花水庫壩頂現有高程為122.35m，大壩的防浪墻的頂部高程為123.60，根據《碾壓式土石壩設計規范》進行分析計算要求的最低高程為123.85m。現狀大壩的防浪墻墻頂高程123.60比計算的123.85m低0.25m，不滿足規范要求。

根據導則，防洪能力評價為C級。

五、滲流安全評價

根據雙花水庫實際情況，缺少監測資料，但有地質勘察資料，可以得到較為可靠的滲透試驗參數數據，所以本次滲流安全評價采用有限元法進行分析計算，并根據管理單位歷年的現場檢查資料綜合分析判斷大壩滲流安全狀況。

根據規范分別在水庫正常蓄水位、設計洪水位、校核洪水位時，大壩下游坡面滲流逸出面最大滲流坡降Jmax分別為0.10、0.17、0.24。庫水位從校核洪水位降落時，大壩上游滲流逸出面最大滲流坡降Jmax為0.07。

經軟件計算分析，各種工況下滲透坡降均不大于大壩下游逸出面允許滲透坡降的允許值0.30，因此大壩滲流性態是安全的。但根據現場調查，在高水位運行時，壩體與壩基接觸界面局部存在滲漏點。根據導則，雙花水庫大壩滲流性態基本安全，評價為B級。

六、結構安全評價

根據現場檢查、觀測資料分析及計算分析成果分析得：1.大壩結構：在各工況下，計算得大壩上、下游壩坡抗滑穩定安全系數均大于規范要求的壩坡抗滑穩定最小安全系數，壩坡抗滑穩定均滿足規范要求。2.溢洪道結構：側墻及底板混凝土老化、有開裂現象；溢流堰段的溢流面有部分砼表面由于沖刷嚴重，骨料外露，溢流堰閘孔無有效的閘門控制設備；陡坎段后200m泄槽無護砌，兩側均為土質邊坡沖刷破壞嚴重，泄槽的末端無任何消能設施。3.灌溉輸水設施：2扇鋼閘門無法啟閉，卷揚機銹蝕嚴重，無備用電源；控制閘閥檢修時，需放空水庫，給城區供水造成極大的影響；末端控制閘閥銹蝕嚴重，管道內始終充滿高壓水，一旦閘閥及管道破裂，大壩庫水直沖大壩壩腳，對大壩安全造成嚴重的威脅。

根據導則，水庫大壩的結構安全性為C級。

七、抗震安全評價

本區位于新華夏系巨型第二隆起帶的次一級隆起帶,晚近期新構造運動以振蕩運動為特色。據記載，區內自1930年至今發生有感地震近10次，震級2-4級，最近一次為1954年的4.7級。本次根據新版規范，雙花水庫的場地地震基本烈度為Ⅵ度，屬于相對穩定地區。該水庫大壩等建筑物不必進行抗震計算。水庫大壩的抗震安全性級別可定為A級。

八、金屬結構安全評價

根據現場檢查、檢測資料分析及計算分析成果得出以下結論：1.現狀2扇平面鋼閘門已無法正常運行使用，閘門門體及其各個主要構件母材銹蝕膨脹分層、脫落，整體嚴重銹蝕，局部出現銹損、表面銹蝕面積達到75%以上，布滿銹坑，銹坑深度最大達到6mm；面板涂層大部分脫落，銹蝕面積達到75%以上，母材銹蝕膨脹分層、脫落，母材嚴重削弱，整體嚴重銹蝕；止水墊板等埋件銹蝕、磨損嚴重。2.起閉機房兩臺固定式卷揚式啟閉機均銹蝕嚴重，無法運行，主要構件均出現不同程度的病害，啟閉機無備用電源，應急時啟閉機供電得不到有效保障。

根據導則，金屬結構安全評價為C級。

九、結語

水庫安全評價應搜集大壩的原始資料、歷次除險加固及歷年維護設計、施工、驗收資料。本次安全評價重點針對水庫運行過程中新暴露出來的各種問題進行了分析和論證。根據規范規定，如果所評價的項目有一類為C級，則應評為三類壩。所以雙花水庫本次評定為三類壩。