潘橋水庫大壩安全鑒定分析

常 濤

(豐城市水利局，江西 宜春 331100)

1 工程概況

潘橋水庫位于江西省豐城市秀市鄉境內贛江水系秀水上游，距豐城市43 km。本次復核水庫控制流域面積72.90 km2，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發電和養殖等綜合利用的大(2)型水庫。水庫工程等別為Ⅱ等，主要建筑物級別為2 級。大壩為黏土斜墻壩，壩頂長180.00 m、寬8.00 m，壩頂高程76.88 m，最大壩高30.00 m，防浪墻頂高程77.92 m。洪水標準為100 年一遇洪水設計，2000 年一遇洪水校核，消能防沖按50 年一遇洪水設計，相應設計洪水位70.69 m，校核洪水位71.92 m，正常蓄水位69.00 m，死水位54.00 m，總庫容1.036 億m3。水庫樞紐工程主要由大壩、泄洪洞、灌溉泄洪洞、節制閘及電站等建筑物組成[1]。

潘橋水庫1958 年8 月動工興建，1964 年4 月基本建成。水庫投入運行50 多年來，由于各種原因，水庫在運行時不斷有險情出現，威脅著下游人民生命財產的安全。為確保水庫大壩的安全運行，按照相關法律法規和技術規定，需對潘橋水庫進行水庫大壩安全評價工作。本次大壩安全鑒定主要內容：工程地質與工程質量評價、防洪標準復核、滲流安全評價、結構安全評價等。

2 工程地質與工程質量評價

根據潘橋水庫工程施工質量以及運行期間所暴露的問題，結合本次安全評價的現場檢查和地質勘察成果，對潘橋水庫工程地質與工程質量進行綜合評價。

2.1 大 壩

(1)壩基(肩)巖體風化嚴重，河床壩基強風化層厚7.5～9.0 m，兩岸壩肩強風化層厚8.5～12.6 m，強風化巖體的透水率9.39～20.78 Lu，弱風化巖體的透水性和強風化巖體相近，屬中等透水巖體。

(2) 大壩上游干砌石護坡質量差。護坡塊石多呈強風化狀，抗風化能力較差，部分破裂、松散，塊石的粒度較小，實際護坡厚度不滿足原設計要求。

(3) 壩體填筑質量差，原壩體填筑料及上游斜墻黏土壓實度、滲透系數，均不滿足規范要求。

(4)當庫水位高于66.0 m 時，下游壩坡局部散浸、滲漏，右壩肩存在繞壩滲漏。

(5) 排水棱體下部碎石夾黏土，碎石石料質地疏松，強度低，抗風化能力差。排水棱體未設反濾層，多有風化碎屑充填于碎石之間，排水棱體含黏土，透水性差，排水不暢。

(6) 壩腳浸泡于壩腳的水塘中，影響大壩安全。

(7) 原壩下涵管封堵后，出口處滲漏。枯水期滲漏量約2 L/min 水位時每分鐘的滲漏量可達數十升。

2.2 泄洪洞

(1) 進水渠漿砌石護坡塊石風化嚴重、局部坍塌。

(2) 混凝土碳化嚴重、蜂窩、麻面、剝蝕，洞身多處裂縫，漏水。

(3) 消力池出口海漫淘刷嚴重。

(4) 檢修閘門和工作閘門銹蝕，止水橡皮損壞、老化；進口啟閉設備銹損嚴重，閘門啟閉困難；出口啟閉設備損壞、不能正常使用。

2.3 灌溉泄洪洞

(1) 灌溉泄洪洞進水渠未襯護。

(2) 襯砌混凝土碳化嚴重，蜂窩、麻面，沖刷、氣蝕嚴重，多處裂縫、漏水。

(3) 消力池下游淘刷嚴重、邊墻漿砌石風化嚴重。

(4) 進口攔污柵、檢修閘門和工作閘門銹蝕，止水橡皮損壞、老化；進口閘門啟閉設備陳舊、落后，屬淘汰產品；出口閘門啟閉設備銹損嚴重，操作困難。

2.4 節制閘

混凝土碳化嚴重，混凝土閘門損壞，漏水嚴重，不能正常使用，啟閉設備陳舊、落后、銹蝕嚴重，操作困難。

綜上所述，潘橋水庫大壩工程地質與工程質量評價為不合格。

3 防洪標準復核

(1) 根據潘橋水庫資料情況，設計洪水采用《江西省暴雨洪水查算手冊》間接推求水庫的設計洪水。本次安全評價設計洪水復核成果：100 年一遇設計洪峰流量為647 m3/s，洪水總量為2521 萬m3;2000 年一遇校核洪峰流量為992 m3/s,洪水總量為3982 萬m3。

(2) 水庫防洪標準為100 年一遇洪水設計，2000 年一遇洪水校核，符合《防洪標準》(GB 50201—2014)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL 252—2017)的要求。經調洪計算，100 年一遇設計洪水位為70.69 m，2000 年一遇校核洪水位為71.92 m，本次復核水庫總庫容1.036 億m3。

(3) 本次安全評價大壩壩頂高程計算結果表明：大壩壩頂高程滿足規范要求，潘橋水庫100 年一遇洪水位為70.69 m，2000 年一遇校核洪水位為71.92 m，水庫大壩能抗御2000 年一遇校核洪水。

(4) 進水渠漿砌石護坡塊石風化嚴重、局部坍塌，洞身混凝土碳化嚴重，洞身多處裂縫且漏水；消力池出口海漫淘刷嚴重；檢修閘門和工作閘門銹蝕，止水橡皮損壞、老化，漏水嚴重；進口啟閉設備銹損嚴重，閘門啟閉困難；出口啟閉設備損壞不能正常使用，影響安全泄洪。

綜上所述，潘橋水庫大壩的擋水安全性滿足規范要求，但泄水建筑物存在安全隱患，依據《水庫大壩安全評價導則》(SL 258—2017)，綜合分析大壩泄洪建筑物的泄流能力、壩頂高程及泄洪安全性等因素，水庫大壩防洪安全性評為B。

4 滲流安全評價

(1)壩基(肩)巖體風化嚴重，河床壩基強風化層厚7.5～9.0 m，兩岸壩肩強風化層厚8.5～12.6 m，強風化巖體的透水率9.39～20.78 Lu，不滿足規范要求。

(2) 大壩壩體填土的填筑質量差，原壩體填筑料滲透系數為1.5×10-4cm/s，上游斜墻土滲透系數為3.5×10-5cm/s，均不滿足規范要求。

(3)當庫水位高于66.0 m 時，下游壩坡局部散浸、滲漏，右壩肩存在繞壩滲漏。

(4)排水棱體未設反濾層，塊石料風化嚴重，淤堵嚴重，排水性能差。隨著時間推移，排水棱體將進一步淤堵，壩體浸潤線將上升，影響大壩安全。

(5) 大壩原輸水涵管出口處滲漏，下游壩腳長年浸泡在水中，影響大壩滲流安全。

綜上所述，大壩滲流安全性評為C[2-5]。

5 結構安全評價

5.1 大 壩

(1) 大壩上游干砌石護坡質量差。護坡塊石部分破裂、松散，塊石的粒度較小，護坡厚度不滿足原設計要求。壩頂為泥結石路面，不平整。

(2) 排水棱體表層為塊石，下部為碎石夾黏土，碎石質地疏松，強度低，抗風化能力差。

(3) 大壩上、下游壩坡抗滑穩定安全系數滿足規范要求，壩體變形已穩定，壩體壓實度不滿足要求。

綜上所述，大壩結構安全性評為B。

5.2 泄洪洞

(1) 進水渠漿砌石護坡塊石風化嚴重、局部坍塌；混凝土碳化嚴重、蜂窩、麻面、剝蝕，洞身多處裂縫；消力池出口海漫淘刷嚴重。

(2) 泄槽段和消力池邊墻高度滿足規范要求；消力池池深、池長不滿足規范要求，目前消力池出口處海漫被嚴重沖毀。

(3) 在運行工況條件下，泄洪洞襯砌受力鋼筋滿足要求，限裂不滿足要求；檢修工況條件下，隧洞襯砌受力鋼筋及限裂均滿足要求。

(4) 消力池邊墻抗滑穩定安全系數和抗傾穩定安全系數均滿足規范要求，基底應力在地基承載能力范圍內。

綜上所述，泄洪洞結構安全性評為C。

5.3 灌溉泄洪洞

(1)進水渠未襯護；襯砌混凝土碳化嚴重，蜂窩、麻面，沖刷、氣蝕嚴重，多處裂縫、漏水；消力池下游淘刷嚴重、邊墻漿砌石風化嚴重。

(2) 灌溉泄洪洞輸水能力滿足灌溉需要；第一級泄槽段和消力池邊墻高度滿足規范要求，第一級消力現狀池深滿足計算，池長不滿足規范要求，目前第一級消力池邊墻局部沖刷損壞；第二級泄槽和消力池邊墻高度滿足規范要求，第二級消力現狀池深、池長滿足規范要求。

(3) 在運行工況和檢修工況條件下，灌溉泄洪洞襯砌受力鋼筋滿足要求，限裂也滿足要求。

(4) 消力池邊墻混凝土施工質量較好，第一級和第二級消力池邊墻穩定。

綜上所述，灌溉泄洪洞結構安全性評為B。

5.4 節制閘

混凝土碳化嚴重，混凝土閘門損壞。節制閘結構安全性評為B。

5.5 金屬結構

泄洪洞進口攔污柵、檢修閘門及啟閉機銹蝕嚴重，啟閉機陳舊、落后，不能正常啟閉；泄洪洞出口閘門和啟閉設備銹蝕嚴重。灌溉泄洪洞進口攔污柵、檢修閘門及啟閉機銹蝕嚴重，啟閉設備陳舊落后；灌溉泄洪洞出口閘門和啟閉設備銹蝕嚴重，啟閉機已不能正常使用。節制閘閘門損壞、漏水嚴重，不能正常使用，啟閉設備陳舊、落后、銹蝕嚴重。金屬結構安全綜合評定為C。

6 結 語

通過本次安全評價現場檢查、地勘成果以及復核計算等，根據導則SL 258—2017及其他有關規范，對潘橋水庫安全進行分項評價，評價結果見表1。

表1 潘橋水庫大壩安全分項評價