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(qū)塔里木河流域管理局，新疆 庫爾勒 841000）

0 引言

根據(jù)《水利水電建設(shè)工程蓄水安全鑒定暫行辦法》和相關(guān)專業(yè)技術(shù)規(guī)程規(guī)范要求，為提高項目驗收質(zhì)量，保障工程如期交付，在水庫蓄水前應(yīng)進(jìn)行蓄水安全鑒定工作[1]。主要是對涉及蓄水安全有關(guān)的工程形象面貌、防洪度汛和蓄水方案、工程地質(zhì)條件、加固土建工程、金屬結(jié)構(gòu)及工程安全監(jiān)測進(jìn)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(jù)。

1 水庫概況

大西海子水庫原設(shè)計總庫容1.68 億m3，為一座以農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、生態(tài)供水為主，兼有養(yǎng)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(tài)輸水，改善下游生態(tài)環(huán)境、遏制下游沙漠化，2019年～2020年對大西海子水庫進(jìn)行除險加固，消除大壩安全隱患。除險加固后，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，調(diào)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(nèi)容

2.1 工程形象面貌

截至鑒定期，壩頂?shù)缆饭こ獭⒗闲购殚l加固、新放水閘加固新建下游海漫段及連接段和金屬結(jié)構(gòu)維修養(yǎng)護(hù)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(jìn)水渠交通橋主要結(jié)構(gòu)及交通橋上下游護(hù)砌段施工已全部完成，僅余路沿及入庫進(jìn)水渠交通橋橋頭兩側(cè)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(shè)計批復(fù)的主體工程已按設(shè)計要求完成，當(dāng)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(yīng)補(bǔ)充達(dá)到的工程形象面貌。

（1）安全監(jiān)測儀器按設(shè)計安裝埋設(shè)并取得初始值。

（2）局部壩段壩頂下游側(cè)及坡面的松填土按設(shè)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(shè)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(shè)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(guī)范要求，參數(shù)取值合適，滿足設(shè)計及校核洪水安全泄放。

（3）設(shè)計壩頂高程滿足大西海子水庫工程防洪度汛要求。設(shè)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(yōu)化下閘蓄水方案和度汛調(diào)度方案。

2.3 工程地質(zhì)條件評價

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

（2）水庫部分庫岸為依托天然沙丘、沙梁進(jìn)行攔水，在河床、漫灘及自然洼地內(nèi)修筑壩體圍建而成，水庫西南及北側(cè)天然風(fēng)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(jīng)進(jìn)水渠直接進(jìn)入庫區(qū)，同時庫周固定、半固定沙丘可產(chǎn)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(zhì)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(shù)均不符合規(guī)范要求；壩基地層巖性主要為第四系粉土質(zhì)砂、含細(xì)粒土砂及低液限粉土。粉土質(zhì)砂（含細(xì)粒土砂）及低液限粉土滲透系數(shù)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(jìn)行防滲處理，滲流出口無反濾排水保護(hù)，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(zhì)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(jìn)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(xì)砂層，土體天然含水率較大，進(jìn)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(biāo)滿足要求。

（6）本次除險加固工程未對大壩壩基進(jìn)行防滲處理，建議運行期加強(qiáng)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(jù)原壩體結(jié)構(gòu)由均質(zhì)土壩段和沙丘段組成的特點，采取對壩體表層進(jìn)行清廢碾壓處理，重新填筑土體進(jìn)行回填碾壓，壩坡進(jìn)行培厚，采用鋪設(shè)復(fù)合土工膜+壩前坡腳結(jié)合土工膜埋膜槽并設(shè)置截水槽，壩段下游壩腳設(shè)貼坡反濾排水體及排水體后設(shè)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(jié)合物理工程固沙的措施，沙丘壩段高程高于設(shè)計壩頂段則維持現(xiàn)狀，不再進(jìn)行處理。

（2）壩體筑壩材料設(shè)計符合土石壩就近取材、因材設(shè)計的原則，填筑技術(shù)指標(biāo)及施工技術(shù)要求符合規(guī)范要求。PE 復(fù)合土工膜及土工布材料指標(biāo)選擇符合規(guī)范規(guī)定。

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

（4）壩體抗滑穩(wěn)定計算方法符合規(guī)范規(guī)定，計算參數(shù)選取合適。不同工況下的壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)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(biāo)檢測數(shù)量滿足要求；經(jīng)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(biāo)均滿足設(shè)計要求，施工質(zhì)量合格。

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

（7）大壩加固的混凝土工程使用的各原材料產(chǎn)品質(zhì)保單齊全。原材料品質(zhì)指標(biāo)經(jīng)施工單位抽樣檢測，結(jié)果均符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)；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(shè)計要求。混凝土施工采用的工藝和技術(shù)措施合理，施工和監(jiān)理采用的各項監(jiān)管措施合理。施工單位抽樣自檢抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗凍性能結(jié)果均符合設(shè)計要求；經(jīng)檢測，入庫進(jìn)水渠交通橋樁基均為Ⅱ類樁，滿足質(zhì)量要求；橋梁經(jīng)動荷載試驗檢驗滿足安全要求。監(jiān)理平行檢測混凝土抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍試驗結(jié)果與施工自檢一致。護(hù)坡混凝土表面平整、完好。混凝土施工質(zhì)量總體上符合設(shè)計要求。

（8）應(yīng)對局部壩段壩頂下游路沿石外松填土按設(shè)計要求進(jìn)行碾壓；工程部分壩段為流動沙丘，蓄水后應(yīng)關(guān)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(qiáng)巡視檢查和儀器監(jiān)測，出現(xiàn)問題及時處理。

2.5 金屬結(jié)構(gòu)及供電安全評價

（1）大西海子水庫老泄洪閘設(shè)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(yáng)式啟閉機(jī)，新放水閘設(shè)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(yáng)式啟閉機(jī)，壩址區(qū)除主供電源外還設(shè)有備用電源。金屬結(jié)構(gòu)維護(hù)工作已按批復(fù)的初步設(shè)計全部完成，根據(jù)現(xiàn)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(jié)構(gòu)設(shè)備目前性態(tài)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(guī)范規(guī)定，安裝誤差符合規(guī)范規(guī)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(guān)要求，應(yīng)責(zé)成相關(guān)單位完善檢測項目并按規(guī)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(zhì)量驗收評定標(biāo)準(zhǔn)-水工金屬結(jié)構(gòu)安裝工程》及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行單元工程質(zhì)量驗收工作。

（4）老泄洪閘、新放水閘各扇露頂工作弧門設(shè)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(dá)到最大泄量時的開度要求。閘門及啟閉機(jī)操作電源、照明、控制及通訊現(xiàn)有設(shè)施基本符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)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(jī)安全檢測技術(shù)規(guī)程》要求，對工作閘門和啟閉設(shè)施進(jìn)行無損檢測。

2.6 工程安全監(jiān)測評價

（1）大西海子水庫除險加固工程設(shè)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(jiān)測項目較全面，測點布置滿足規(guī)范要求，儀器設(shè)備選型基本滿足設(shè)計與規(guī)范要求。

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

（3）下閘蓄水前應(yīng)完成所有大壩安全監(jiān)測設(shè)施安裝埋設(shè)并取得初始值。加強(qiáng)初蓄期安全監(jiān)測，特別是穿壩建筑物與大壩結(jié)合部的巡視檢查與儀器監(jiān)測，及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整編分析。

3 結(jié)論

大西海子水庫除險加固工程設(shè)計符合規(guī)范要求，主體工程已按設(shè)計要求完成，建設(shè)管理有序，施工質(zhì)量符合設(shè)計和規(guī)范要求，當(dāng)前工程形象面貌已基本具備下閘恢復(fù)蓄水條件，在完成前述應(yīng)補(bǔ)充達(dá)到的工程形象面貌后，可擇機(jī)下閘恢復(fù)蓄水。鑒于該加固工程壩線長，蓄水運行中應(yīng)加強(qiáng)巡視檢查和安全監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，保障大壩的運行安全。