病險水庫除險加固工程蓄水安全鑒定要點探究

馬秋樂

（新疆維吾爾族自治區塔里木河流域管理局，新疆 庫爾勒 841000）

0 引言

根據《水利水電建設工程蓄水安全鑒定暫行辦法》和相關專業技術規程規范要求，為提高項目驗收質量，保障工程如期交付，在水庫蓄水前應進行蓄水安全鑒定工作[1]。主要是對涉及蓄水安全有關的工程形象面貌、防洪度汛和蓄水方案、工程地質條件、加固土建工程、金屬結構及工程安全監測進行評價，以提出蓄水安全鑒定意見，作為蓄水安全驗收的重要依據。

1 水庫概況

大西海子水庫原設計總庫容1.68 億m3，為一座以農業灌溉、防洪、生態供水為主，兼有養殖等綜合利用的大（2）型水庫。工程始建于1958年，1972年建成投入運行。2017年，大西海子水庫鑒定為“三類壩”。為保證水庫工程運行安全，確保塔里木河下游生態輸水，改善下游生態環境、遏制下游沙漠化，2019年～2020年對大西海子水庫進行除險加固，消除大壩安全隱患。除險加固后，設計洪水標準為30年一遇，調洪庫容3999.7 萬m3；正常蓄水位849.25m，興利庫容7431.12 萬m3；死水位846.61 m，死庫容600 萬m3。

2 鑒定內容

2.1 工程形象面貌

截至鑒定期，壩頂道路工程、老泄洪閘加固、新放水閘加固新建下游海漫段及連接段和金屬結構維修養護處理等已全部完成，僅余東壩段總計4.3 km 路面道路工程、新放水閘加固閘室部位原混凝土的裂縫及凍融破壞和骨料、鋼筋外露等病害處理未完成；西壩永久道路主要部位、新建入庫進水渠交通橋主要結構及交通橋上下游護砌段施工已全部完成，僅余路沿及入庫進水渠交通橋橋頭兩側搭板施工未完成；北壩體壩后排水渠施工、排水渠交通橋、1#永久道路主要部位、3#永久道路已全部完成，僅余1#永久道路的路面澆筑未完成；

綜上所述，除險加固工程初步設計批復的主體工程已按設計要求完成，當前工程形象面貌已基本具備下閘蓄水條件。下閘蓄水前還應補充達到的工程形象面貌。

（1）安全監測儀器按設計安裝埋設并取得初始值。

（2）局部壩段壩頂下游側及坡面的松填土按設計要求完成壓實。

（3）新放水閘原混凝土缺陷處理。

2.2 工程防洪度汛與蓄水方案評價

（1）初步設計階段大西海子水庫按相對不利原則選用的年最大洪峰流量、時段洪量沿程變化相對衰減率是合適的；設計洪水成果是合適的。

（2）老泄洪閘、新放水閘泄流能力計算采用公式符合規范要求，參數取值合適，滿足設計及校核洪水安全泄放。

（3）設計壩頂高程滿足大西海子水庫工程防洪度汛要求。設計提出的下閘蓄水原則合適，分二個階段將庫水位蓄高至正常蓄水位的蓄水方案基本合理，建議盡快優化下閘蓄水方案和度汛調度方案。

2.3 工程地質條件評價

（1）工程區位于塔里木坳陷塔東坳陷中的孔雀河斜坡的南部，根據《中國地震動參數區劃圖》，工程場區地震動峰值加速度為0.05 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，相應地震基本烈度為Ⅵ度，區域構造穩定性較好。

（2）水庫部分庫岸為依托天然沙丘、沙梁進行攔水，在河床、漫灘及自然洼地內修筑壩體圍建而成，水庫西南及北側天然風積固定、半固定沙丘部分岸坡較陡，存在庫岸再造問題；上游經進水渠直接進入庫區，同時庫周固定、半固定沙丘可產生一定的淤積；不存在新的淹沒及浸沒問題；地下水、地表水具有腐蝕性。

（3）原各壩段壩體填筑土巖性主要為粉土質砂及低液限粉土，其中壩體0.5m～0.6m 以上土體干燥，極松散，壩體下部土體為稍密狀，原壩體填筑土相對密度（壓實度）及滲透系數均不符合規范要求；壩基地層巖性主要為第四系粉土質砂、含細粒土砂及低液限粉土。粉土質砂（含細粒土砂）及低液限粉土滲透系數多在10-2cm/s～10-4cm/s 之間，具有中等透水性，滲透變形類型為流土型；水庫東壩、南壩滲透比降接近或大于允許比降，存在滲透破壞問題，且各壩段壩體斷面不完整，原壩基及壩體均未進行防滲處理，滲流出口無反濾排水保護，因此本次除險加固對壩體采取防滲排水等綜合措施是必要和合適的。

（4）老泄洪閘及新放水閘處地層巖性為第四系粉土質砂及低液限粉土。地基土、地表地下水具有腐蝕性。海漫段地基、齒墻地基采用換填卵礫石法進行處理，承載力滿足建基要求。

（5）T1、T2 土料場土料巖性主要為低液限粉土、低液限粘土及粉細砂層，土體天然含水率較大，進行晾曬后滿足要求；所選商品砂礫料，作為混凝土用骨料指標滿足要求。

（6）本次除險加固工程未對大壩壩基進行防滲處理，建議運行期加強東壩段壩后巡視。

2.4 大壩加固土建工程安全評價

（1）除險加固根據原壩體結構由均質土壩段和沙丘段組成的特點，采取對壩體表層進行清廢碾壓處理，重新填筑土體進行回填碾壓，壩坡進行培厚，采用鋪設復合土工膜+壩前坡腳結合土工膜埋膜槽并設置截水槽，壩段下游壩腳設貼坡反濾排水體及排水體后設縱橫向排水溝、排水渠的防滲排水型式等綜合措施是合適的。對沙丘壩段高程低于壩頂高程處，采用加高和緩坡結合物理工程固沙的措施，沙丘壩段高程高于設計壩頂段則維持現狀，不再進行處理。

（2）壩體筑壩材料設計符合土石壩就近取材、因材設計的原則，填筑技術指標及施工技術要求符合規范要求。PE 復合土工膜及土工布材料指標選擇符合規范規定。

（3）壩頂寬度、路面結構等符合規范要求。上下游壩坡護坡型式選取符合規范要求。大壩二維有限元滲流計算方法合適，參數取值基本合理，各工況下關鍵部位坡降均小于允許坡降，滿足滲透穩定性要求。

（4）壩體抗滑穩定計算方法符合規范規定，計算參數選取合適。不同工況下的壩坡抗滑穩定安全系數均滿足規范要求。

（5）大壩加固工程土石方清廢、開挖、填筑、碾壓施工方法合理。壩體填筑各項指標檢測數量滿足要求；經檢測，填筑料顆粒級配、相對密度、含水率、含泥量、壓實度等指標均滿足設計要求，施工質量合格。

（6）上游壩坡防滲復合土工膜出廠自檢和施工抽檢、平行檢測合格，壩坡防滲復合土工膜鋪設施工質量符合設計和規范要求。

（7）大壩加固的混凝土工程使用的各原材料產品質保單齊全。原材料品質指標經施工單位抽樣檢測，結果均符合國家和行業標準規定的指標；大壩土體對混凝土具有中等腐蝕性，宜采用抗硫水泥施工。混凝土配合比由試驗確定，滿足設計要求。混凝土施工采用的工藝和技術措施合理，施工和監理采用的各項監管措施合理。施工單位抽樣自檢抗壓強度、抗滲性和抗凍性能結果均符合設計要求；經檢測，入庫進水渠交通橋樁基均為Ⅱ類樁，滿足質量要求；橋梁經動荷載試驗檢驗滿足安全要求。監理平行檢測混凝土抗壓強度、抗滲、抗凍試驗結果與施工自檢一致。護坡混凝土表面平整、完好。混凝土施工質量總體上符合設計要求。

（8）應對局部壩段壩頂下游路沿石外松填土按設計要求進行碾壓；工程部分壩段為流動沙丘，蓄水后應關注沙丘高程，保證沙丘后的管理道路暢通；大壩加固壩線長，建議蓄水后加強巡視檢查和儀器監測，出現問題及時處理。

2.5 金屬結構及供電安全評價

（1）大西海子水庫老泄洪閘設有1 扇平面滑動檢修鋼閘門及2 臺移動式手電兩用葫蘆、3 扇弧形工作鋼閘門及3 臺卷揚式啟閉機，新放水閘設有1 扇疊梁式平面滑動檢修鋼閘門及2 臺移動式手電兩用葫蘆、2 扇弧形工作鋼閘門及2 臺卷揚式啟閉機，壩址區除主供電源外還設有備用電源。金屬結構維護工作已按批復的初步設計全部完成，根據現實需要還更新了3 孔老泄洪閘檢修閘門主、反軌埋件。本工程金屬結構設備目前性態較良好，基本滿足工程下閘蓄水及安全運用要求。

（2）老泄洪閘檢修閘門主、反軌埋件的制造誤差符合規范規定，安裝誤差符合規范規定，但安裝檢測項目缺項，安裝檢測記錄表的樣式不符合相關要求，應責成相關單位完善檢測項目并按規定樣式填寫安裝檢測記錄表。

（3）老泄洪閘和新放水閘工作閘門、檢修閘門止水的更換、涂料防腐及老泄洪閘檢修閘門主、反軌埋件的安裝未按《水利水電工程單元工程施工質量驗收評定標準-水工金屬結構安裝工程》及其他相關標準的要求進行單元工程質量驗收工作。

（4）老泄洪閘、新放水閘各扇露頂工作弧門設置的吊頭位置不合理，建議有條件時提升閘門，檢查是否能達到最大泄量時的開度要求。閘門及啟閉機操作電源、照明、控制及通訊現有設施基本符合有關規程、規范的規定。

（5）老泄洪閘、新放水閘工作閘門運行超過5年，建議有條件時，按《水工鋼閘門和啟閉機安全檢測技術規程》要求，對工作閘門和啟閉設施進行無損檢測。

2.6 工程安全監測評價

（1）大西海子水庫除險加固工程設置有表面變形、壩體和壩基滲流、庫水位、地下水位、降雨量、氣溫和水溫等觀測項目。大壩安全監測項目較全面，測點布置滿足規范要求，儀器設備選型基本滿足設計與規范要求。

（2）環境量與變形監測設施暫未完成安裝，滲流監測僅完成測壓管安裝埋設。測壓管埋設方法基本合適，靈敏度檢測合格。

（3）下閘蓄水前應完成所有大壩安全監測設施安裝埋設并取得初始值。加強初蓄期安全監測，特別是穿壩建筑物與大壩結合部的巡視檢查與儀器監測，及時對監測數據進行整編分析。

3 結論

大西海子水庫除險加固工程設計符合規范要求，主體工程已按設計要求完成，建設管理有序，施工質量符合設計和規范要求，當前工程形象面貌已基本具備下閘恢復蓄水條件，在完成前述應補充達到的工程形象面貌后，可擇機下閘恢復蓄水。鑒于該加固工程壩線長，蓄水運行中應加強巡視檢查和安全監測，發現問題及時處理，保障大壩的運行安全。