安慶電廠2020年排水箱涵險情原因分析及處置措施

陸 齊

(安慶市長江河道管理處，安徽 安慶 246003)

安慶皖江電廠排水箱涵位于安慶江堤17+150處，箱涵覆蓋層厚度為3～6m，采用現澆鋼筋混凝土雙孔箱涵結構，標準斷面單孔寬度為2.5m，高度為3.0m，設有帶通氣孔的檢查井。箱涵沿縱向每隔10m設置有帶橡膠止水帶的伸縮縫，接縫處加鋼筋混凝土截水環，基礎處理采用雙軸水泥攪拌樁，堤身設二道高噴防滲板墻。該區域堤防處于長江左岸河漫灘及一級階地前緣，上部為雜填土、素填土、粉質粘土夾粉砂組成，下部為細砂。

2020年7月12日上午，安慶電廠排水箱涵堤段距內堤腳120m處電廠綠化帶區域出現大量渾水，經排水發現出水點附近有塌陷，初期出黑水，電廠停機并關閉箱涵防洪閘門后，水體由黑變渾。

1 出險原因分析

出險點地質剖面圖如圖1所示。

圖1 安慶江堤及廣濟圩江堤17+137工程地質橫剖面圖

對險情原因初步分析如下。

(1)滲透管涌破壞。該段長江堤防堤基存在較厚的強透水層砂層，上覆粉質粘土層較薄，特別是堤后部分區域上覆土層為砂壤土，在較高水位差的作用下，產生滲透管涌破壞。該堤段經1999年隱蔽工程采用蓋重結合減壓井的綜合滲流控制措施，經滲流分析，堤后滲透比降最大的部位于蓋重末端，蓋重末端排水溝內尚未發現險情，說明滲流控制措施在當時洪水條件下仍然可以使堤身堤基不至于發生險情。

(2)滲透破壞。箱涵穿越砂層，箱涵周邊截滲措施不到位，形成箱涵與周邊砂層的接觸滲漏通道，當外江水位高時，產生滲透破壞，滲透破壞沿箱涵走向發生，范圍較大。

(3)箱涵內水外漏。由于排水箱涵止水在一、二期箱涵混凝土連接處結構破壞，產生滲水通道，導致箱涵內水外漏。經現場測量得到險點位置的坐標，放在電廠排水箱涵平面布置圖上后，發現險點位于排水箱涵一、二期工程銜接處。出險初期冒出的黑水與箱涵排水的水質特征相符，電導率檢測結果也顯示，滲漏水與箱涵內水吻合度高，說明險情發生時滲漏水來自于箱涵。險情是在長江洪水位雍高箱涵內水壓力，箱涵內水體突破一、二期箱涵新老混凝土接觸處的薄弱環節，沖蝕堤基砂層和蓋重，形成管涌險情。

(4)閘門關閉不嚴。險情發生后，停止運行電廠排水系統，關閉箱涵防洪閘門后，險點流量減小，水變清。在搶險后進行的流量測量，結果顯示流量仍然在26m3/h以上，其原因可能是閘門關閉不嚴，也有可能是險情使得險點附近箱涵周邊土體被擾動，土體與箱涵之間形成了滲漏通道。出險時長江水位18.21m，出險點高程15.59m，排水箱涵底高程7.94m，排水箱涵的虹吸井水位約為18.10m。分析認為主要原因可能是是閘門關閉不嚴(關閉閘門不符合設計要求，在高水位動水條件下關閘，且未使用液壓系統)，仍然有漏水補充箱涵，形成持續滲漏。

2 采取的措施

2.1 閘門底部封堵

針對防洪閘門關閉不嚴的情況，立即關閉2孔防洪閘門，并安排潛水員下水至排水箱涵進入閘門處及周邊探摸，后又兩次安排專業封堵隊伍潛水摸排，并用棉被對閘門底部進行封堵，以減少閘門漏水。

2.2 圍堰導滲

針對箱涵處部分結構破壞、砂層滲透變形，形成管涌等情況，現場研究決定采取圍井砂石導滲搶險措施，即對最早發現的出水點進行圍井導滲。由于開始出水量大，采用塊石對出水點進行壓滲，減少水流的沖擊，同時用袋裝土做圍井，圍井直徑7m，圍井初成后，采用粗砂、瓜子片、石子分層鋪設，總厚度約1.5m。在險情處置過程中，因出水點向圍井外圍南側發展，決定將圍井導滲范圍向外擴大到30m×25m，并用瓜子片、石子直接鋪壓，厚度1.2m。

對于次日凌晨圍井出現的3次局部塌陷，即時對塌陷區域采用瓜子片、石子重新鋪壓，險情得到控制，出水點水量仍較大，水質仍渾濁，但沒有明顯的細沙顆粒，手感水溫與江水接近。

2.3 后期處理

險情發生第2天，為確保險情的控制，采取了相應措施。

(1)加強險情分析，研究相關措施。召開安慶電廠排水箱涵出險原因分析及后續除險方案研討會，通過查閱原始設計文件、圖紙，充分討論會商，進一步分析原因。針對可能的情況，制定了進一步實施閘門封堵、保持箱涵虹吸管水壓力不變、加強值班防守及搶險物料、設備和隊伍駐點防守等措施。

(2)強化險情控制。一是保持20人搶險隊和挖掘機等搶險設備現場24h駐守，水利部門安排專業技術人員就近24h駐守，保證隨時應對險情變化；二是連夜外請水下封堵專業公司，開展閘門封堵作業。出水點安裝計量裝置，觀測出水量變化情況，檢測封堵效果，定期取樣進行水質化驗；三是組織人員對電廠外圍排水溝進行全面清障，保障巡查全覆蓋，不留死角；四是對排水管線及其周邊，設置若干明顯的高程標志，及時測量相關區域沉陷位移情況，安排專人監測，一日一報，發現問題及時報告。

(3)后期處置和恢復生產。為進一步查明排水箱涵漏隱患，對箱涵進行了全面排查。對排查發現的問題進行了處理，對排水箱涵拐角處裂縫進行了封閉施工，對伸縮縫進行了切割鑿除、嵌縫、封縫，鉆孔并用聚氨酯進行灌漿，加蓋了固定防滲蓋片。

水下處理全部完成后，地表無滲水。為迎峰度夏保供電，在觀測未發現異常后，經批準，安慶電廠開機運行。

3 結束語

對非水利工程的涉河項目，由于防洪閘門多年不用，容易造成運行不靈活，閘門止水橡皮老化，安慶電廠甚至將閘門液壓裝置拆除等，造成防洪體系的重大隱患。在涉河項目洪水影響評價、竣工驗收等環節，要全面了解建設項目涉水環節設計細節及施工工藝,對可能存在的設計施工的缺陷能及時了解，以便發生險情時有針對性的予以處理。

要提升防汛搶險與水工程管理現代化水平,運用先進的科技裝備、手段，提升防汛搶險和工程管理的現代水平，十分必要而迫切。例如運用水下遙控機器人(ROV)配水下光學攝像、水下聲納成像檢測設備及重裝潛水員深潛檢查、作業，對查清出水原因大有裨益。