水电站拦沙坎沉陷分析及解决方案

于同龙，祁志平

（1.山东省汶上县水利局设计院，山东 汶上 272500；2.青海三江水电开发公司，青海 西宁 810001）

1 拦沙坎破坏原因分析

某水电站为低水头闸坝式径流电站，位于广东省东江干流上，为Ⅰ等大（Ⅰ）型工程。2008年汛期结束，江水水位降低后，拦沙坎露出水面，发现拦沙坎靠导流墙一侧已经倾覆，倾覆段长约20m。

该电站2007年10月份汛期结束后开始填筑二期围堰，一期围堰拆除，发电厂房利用事故闸门与上游检修闸门挡水进行机组安装，一期7孔闸坝过水。随着二期围堰的填筑，主流左移至厂房一侧。一期围堰拆除后，剩余原河道覆盖层和水流直接接触，因围堰的修筑缩小了河道的过流断面，造成水流流速较天然状态要大，原河道覆盖层发生冲刷现象，一期围堰高喷防渗墙两侧的覆盖层首先被冲刷掉，剩下硬度较大的防渗墙形成一道过水堰体，特别是枯水期，水流较小，水流流过堰体形成自由出流，对下游的覆盖层冲刷更为严重。

拦沙坎顶高程为54.5m，比原河床要高，枯水期间，水流流过高喷防渗墙形成跌水后接着又受到拦沙坎阻拦，在拦沙坎位置突然以35°角折向右侧闸坝方向。

随着围堰高喷防渗墙下游的不断冲刷，防渗墙下游出现9m深度的深坑。因拦沙坎位于厂房最前端，靠一期围堰较近，拦沙坎设计无防冲防淘措施，运行过水后其基础被冲刷出7m深度的深坑，又因拦沙坎未配钢筋，不具备承载能力，无法满足承载自重，在自重的作用下拦沙坎发生破坏。

2 拦沙坎修复方案

拦沙坎破坏于2008年汛期后被发现，为避免因此影响发电时间，拦沙坎修复工作需尽快实施。修复工作要做到：不影响二期工程的施工；不能修筑大围堰，以免缩窄过流断面；不能把块石等残留在厂房进水口，避免影响清污机，同时避免检修闸门前淤积过多的泥沙，影响检修闸门的提升。

为此，采取了以下措施和步骤：（1）沿拦沙坎方向在冲坑内填筑砂石料至53.00m高程。（2）在53.00m高程基础上填筑土方，填高至水面以上1m达到56m的高程形成堰体，堰体顶宽8m，确保满足高喷施工的要求，同时在堰体前侧抛填块石以达到护坡的目的，避免水流将土方冲刷。（3）在堰顶钻孔，进行高喷作业，要求高喷桩入岩不低于50cm，桩径80cm，孔距80cm，高喷桩双排，排距80cm。高喷分三序进行施工。（4）高喷完成后采用岩心钻对高喷孔再次钻深8m，插入锚筋，锚筋采用3根φ20的螺纹钢，然后采用砂浆充填锚孔。（5）清除桩头至54.2m高程，连接桩头钢筋浇注30cm厚盖板至54.5m高程。（6）清除高喷桩后侧填筑的沙土料至52.50m高程，浇筑水下混凝土至53.00m高程，和原来拦沙坎后侧的混凝土铺盖基本持平。（7）在紧贴高喷桩后侧53.00m高程上支撑模板，浇筑钢筋混凝土和已经浇筑好的盖板连接，形成一个整体，拦沙坎结构此时完全形成。（8）拆除拦沙坎前侧填筑的土石料。

3 拦沙坎修复效果

拦沙坎修复后经过多次水下观测，没有发生再次破坏。特别是进入汛期后，经历一次规模的洪水后对拦沙坎实施观测，拦沙坎没有发生变形现象。随着电站的即将蓄水，水位渐渐提高。水位提高后，原来冲刷的高喷防渗墙形成的堰体将实现淹没出流，对基础的冲刷就会减弱，拦沙坎前侧的冲坑会慢慢淤积，在电站运行过程中将会比较安全和稳定。