□黄朝玉 □李若鹏 □王和顺
(洛阳水利勘测设计院)
刘瑶水库位于黄河流域伊河支流白降河中游,坝址在河南省洛阳市伊川县半坡乡刘瑶村,控制流域面积203km2,干流长度23.7km,干流比降1/150。设计洪水标准50年一遇,校核洪水标准2000年一遇,水库总库容3642万m3,其中兴利库容1512万m3,死库容111万m3,设计灌溉面积4666.67hm2,是一座以防洪、灌溉为主,兼顾发电、水产养殖等综合利用的中型水库。
水库由大坝(主、副坝)、溢洪道、输水洞等建筑物组成。大坝为均质土坝,最大坝高34.5m,溢洪道位于右岸,系开敞式,宽顶堰型,挑流消能,输水洞位于左岸,塔式进水口,马蹄形洞身。
刘瑶水库大坝填筑质量差,左右岸台地、主河槽坝脚渗漏严重;主、副坝结合处及新老坝体结合处出现裂缝,上、下游坝坡大面积塌陷;溢洪道未完全护砌,多处滑坡,已护砌部分变形、风化脱落、水毁,下游冲淘损坏,不能安全泄洪;输水洞洞身渗漏严重;输水洞金属结构老化,超出使用年限,不能安全可靠运用;大坝安全监测设施极不完善,防汛交通桥下沉变形裂缝,管理房年久失修等。
洪水利用“84图集”、“05图集”分别进行计算。设计洪量采用降雨径流关系计算,洪峰流量和洪水过程线采用淮上法综合单位线计算。调洪演算以溢洪道进口底高程为起调水位,根据水量平衡方程,采用单辅助曲线半图解法进行计算。复核成果水库防洪能力满足国家《防洪标准》要求。
大坝坝基处理不彻底,坝体土料碾压不均,压实度低,施工质量差,压实度合格率仅为7.7%。坝坡有多处大面积凹陷,上游护坡砌石块径小,风化脱落严重,防浪墙有多处裂缝,排水棱体块石塌落严重;溢洪道左岸护坡及底板混凝土标号低,裂缝变形严重:输水洞洞身多处裂缝。工程质量不合格。
采用简化毕肖普法,分析稳定渗流期的上、下游坝坡,以及库水位降落期的上游坝坡的抗滑稳定安全。经复核,大坝上、下游坝坡抗滑稳定不满足规范要求;坝项宽度不满足规范要求;溢洪道右岸未护砌,多处滑塌,陡坡段混凝土损坏严重,挑流鼻坎未座落在岩基上,淘刷严重,不能安全泄洪;输水洞多处裂缝;防汛交通桥变形裂缝。结构安全性为“C”级。
浸润线计算时按下游无水,不透水地基,下游有排水棱体的情况,对大坝在兴利水位、设计水位、校核水位3种情况下的渗流进行复核计算。计算成果兴利水位时浸润线比较符合常规;设计水位时虽然未从下游坝坡排水棱体上部出逸,但是位势偏高;校核水位时浸润线在下游坝坡排水棱体上部坝坡出逸。目前坝下游两岸台地及河槽的渗漏情况较严重,与浸润线分析基本吻合。水库坝基基础处理不彻底,截渗槽未按设计要求完成,增加的粘土铺盖厚度不够,质量差,不符合规范要求,坝肩、坝脚有多处明流;坝体渗透系数大于规范值,坝坡渗透坡降大于允许值,存在渗流安全隐患;输水洞漏水严重,多处射流。渗流安全性为“C”级。
输水洞闸门和启闭机锈蚀、老化严重,超出使用年限,不能正常运用。刘瑶水库病险严重,属三类坝。
通过刘瑶水库安全鉴定工作,笔者深切地体会到要客观、合理、实事求是地做好鉴定工作不是件容易的事情。
由于水库的建设时间长,要深入当地找当年的参建者、从前至后负责水库管理的人员、当地民众详细了解水库的建设情况,运行中出现的问题,为水库安全鉴定提供第一手宝贵资料。
对水库现状的三大件进行实测,使安全鉴定获取的资料准确。
通过现场勘探获取工程现状的内部信息,结合室内实验,为设计者提供准确的数据,如容重、孔隙率、压实度、渗透系数等,若这些数据出现偏差,工程质量评价、结构复核计算、渗流复核计算很难做好。
根据测量、地质提供的资料搞好鉴定,洪水复核章节要针对水库工程现状进行洪水复核,验算水库现有防洪能力,提出合理的成果。结构、渗流章节要选择代表性强的典型断面及已出现状况的断面,对各种可能存在的工况进行复核验算,浸润线的理论计算结果需结合现有实际情况进行修正。彻底查清水库大坝可能存在的安全隐患,为水库运行管理和今后的除险加固设计提供科学依据。
水库安全鉴定工作是水库除险加固的基础,只有检出水库真正病险所在,得出切合实际的结论,才能让其得到根治。
水库安全鉴定阶段是水库除险加固的“诊断”时期,是水库除险加固工作中非常关键的环节,只有“病因”找得准、找得全,下阶段的工作才能切中要害,实施加固时才能“好钢用在刀刃上”,真正摘掉水库病险的帽子,保江河安澜,造福当地民众。