陡河水库工程质量现状分析与安全运行措施

赵鹏云

（河北省唐山市陡河水库管理处，河北唐山063021）



陡河水库工程质量现状分析与安全运行措施

赵鹏云

（河北省唐山市陡河水库管理处，河北唐山063021）

摘要：陡河水库大坝初建质量良好，在地震中遭到破坏，经过震后修复和提高保坝标准，防洪标准已达到千年一遇设计，但由于坝基地质条件不好，仍存在安全隐患，真对水库大坝、输水洞和溢洪道的运行现状进行了分析，并提出了相应的对策。

关键词：铺盖；管涌；喷锚；挑坎

陡河水库位于河北省唐山市东北部，建于1956年，枢纽工程包括大坝、输水洞和溢洪道。

大坝为均质土坝，干砌石护坡，主坝段全长1700m，最大坝高25m。输水洞为位于凤山脚下，大坝东端，紧临大坝，进口建筑物形式为塔式，洞径3.6m，洞身长145.6m。

1959年扫尾扩建修建了溢洪道，溢洪道位于输水洞左侧50m处，为侵蚀山坡地形，在地貌上呈现3条冲沟，山岩为石灰岩，坚硬致密。

1　土坝工程

1.1水库大坝质量现状分析

陡河水库大坝初建坝高39.0m，经过扫尾扩建、移坝、震后修复和提高保坝标准，目前大坝坝顶高程44.0m，大坝全长7364m。

1976年唐山大地震中，大坝损坏严重，横缝、纵缝均有发生，桩号0 +167段发生滑坡，下游坝脚发生冒水、喷砂40余处，防浪墙变形、裂缝较多。经过震后修复大坝运行至今没有险情发生，最近几年在工程检查中发现上下游护坡的马道上均有反滤料堆积，表明护坡反滤料有流失现象。

陡河水库大坝修建于第四纪冲积层上，坝基粘土覆盖层仅为7～10m，除旧河床段做有部分人工水平铺盖和截水槽外，其它未做处理，利用天然覆盖防渗；1959年最高库水位达34.33m，一级台地下游农田出现沼泽化问题；1961年在一、二级台地交界处，坝基有沙层出露的地方，补做了人工铺盖，坝下做了排水沟减压；2005年又对排水沟进行翻修。

根据卡明斯基双透水性地基的理论计算出坝下出逸比降，当库水位为34.0m时，承压水头1.69m，出逸比降0.154；当库水位为38.5m时，承压水头2.78m，出逸比降0.253，小于坝基渗透出逸坡降允许值0.98。

经理论计算坝基不会有管涌发生，由于天然铺盖防渗不可靠，加上水库建库50多年来未曾经过大洪水、高水位的考验，个别薄弱部位还存在管涌发生的隐患。

1.2对策

针对护坡反滤料流失现象，应在强降雨时加强大坝的巡视检查。如果反滤料流失过多，可能出现上游护坡块石局部脱落或出现大面积破坏，应及时按原设计维修处理，险情严重时，应全力抛投沙袋，必要时，抛铅丝笼装块石，防止进一步淘刷坝坡，危及坝体安全。

1959年大水过后，一级台地下游徐庄村，已经把房屋搬迁。然而下游土地仍有些湿润，遇高水位时，要加强对下游坝脚的检查，做好应对管涌的准备。

我们已在坝后防汛物料库准备了充足的砂石料，汛前做好应对大坝险情的防汛抢险演练。如果下游发生管涌，将按反滤要求分层铺设反滤料，其上盖块石或沙袋，并在发生管涌的上游坝坡进行检查，如发现漏洞，及时进行封堵。

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3　输水洞工程

3.1输水洞工程质量现状

输水洞全长640m，包括引渠、进水塔、渐变段、隧洞、消能段、尾水渠。进水塔设两个宽1.75m，高3m的长方形进水洞口，由两扇平板钢闸门和卷扬式启闭机控制。每扇闸门宽1.83m，高3.2m，最大泄流量156m3/s，为有压钢筋混凝土圆洞。

1976年唐山大地震中，输水洞及启闭机均未损伤，仅在出口无压洞段及消力池边墙沿环向的伸缩缝有轻微挤压现象，现已修复，表明输水洞洞身及启闭机质量良好。

输水洞进水塔处在水位变化处，混凝土保护层由于受到冻融破坏而剥落。输水洞闸门体长年浸没在水下，经受水流冲磨、气蚀和微生物作用，其金属表面的保护层逐渐失效，加重了金属基体的锈蚀，输水洞闸门很容易锈蚀。

在高水位下输水洞尾水渠发现冒水现象，1998 年8月26日，库水位33.19m，尾水位20.01m，发现消力池在10m范围有冒水现象，左边坡沿水面有2处涌泉，右边坡沿水面有浸湿痕迹。渠底板有8处涌水，其中有6个涌泉直径约10cm。

1999年12月11日，库水位33.46m，尾水位20.01m。输水洞尾水渠底板的两侧边坡处有涌泉和冒水现象，尾水渠底板高程20.0m，边坡涌泉处高程约20.1m，共20余处。输水洞扩散段与消力池交界左岸边墙排水孔有水流出。由于有涌泉和冒水现象，尾水位抬高0.2m。12月22日，库水位33.22m，输水洞尾水渠底板和边坡冒水明显降低。

进行全面工程检查发现：库周水库东岸坡脚未发现明显的漩涡、塌坑等异常现象，输水洞入口及溢洪道引渠前端边墙无渗水现象，近坝水面无冒泡、旋涡等异常现象。坝下游排水沟沟底1 +300 和1 +650处各有10m范围有水冒出。表明在高水位下东坝头存在绕坝渗漏现象，一级台地存在管涌隐患。

3.2对策

针对输水洞进水塔混凝土保护层剥落现象，我们在日常养护中采取涂环氧树脂的方法对其进行保护。

针对输水洞尾水渠冒水现象，分析认为库水在渗透压力作用下沿着库周的岩石缝隙向下游渗透，特别是溢洪道引渠进口段，岩石上部填弃碴，又未做防渗设备，水流沿着溢洪道渠底向下游渗透，在输水洞消力池和尾水渠内涌出。

我们已经在溢洪道引渠进口段及周边做了混凝土喷锚，近几年水库没有经受过高水位的考验，输水洞尾水渠没有出现喷水、冒砂现象。如果在高水位下输水洞尾水渠继续出现绕渗现象，可以在渗水进口处采取帷幕灌浆等防渗措施。

针对输水洞闸门体锈蚀问题，需要对输水洞钢闸门及金属结构物进行周期性检查修补和防腐蚀保护。每年汛前对闸门水上、水下的各轮轴部位的油盅及钢丝绳进行涂油养护，对闸门门体每隔8～10年进行喷砂除锈处理，并采用环氧金刚砂涂层保护。

4　溢洪道工程质量

4.1溢洪道工程质量现状

溢洪道工程包括引水渠、闸室、陡槽、挑坎和尾水渠，溢流堰为开敞式实用堰，由两扇平卧式钢闸门控制，每扇闸门宽12m，高7m，最大泄量1190m3/s，由QPQ式启闭机控制。

1976年唐山大地震中，溢洪道除启闭机房的砖墙发生裂缝外，混凝土及浆砌石建筑物未发现裂缝变形等情况，砖墙已经过维修，表明溢洪道工程质量良好。

溢洪道挑坎坎齿设计底高程18.0m，当时由于地下水位高，施工困难，未积极采取降低地下水位措施，而将设计底高程抬高了3.5m，人为的造成了险工。在挑坎泄流时，可能会使地基遭到冲刷。

溢洪道引渠底高程33.0m，高于水库正常蓄水位，水库建库50多年来，未经受过大洪水的考验，至今未使用。

溢洪道闸门及其金属结构物长期处于大气环境下，由于受到太阳光、大气温度、降水量、风尘以及大气中腐蚀物质等综合因素影响，会产生均匀腐蚀，主要为斑状腐蚀和缝隙腐蚀。

4.2对策

溢洪道闸门及其金属结构物防腐蚀主要采用防腐耐候性涂料。每隔8～10年对溢洪道闸门进行防锈处理，这些金属结构物的防腐蚀工程大多数须在设备现场施工，受环境条件限制，涂装前的金属表面除锈，处理一般采用手工机械方法。因此，这些设备的金属表面手工除锈应彻底，特别是在形状起伏突变、深凹隐藏的易锈结构部位更要除锈干净。最后采用底涂环氧富锌涂料，中涂环氧云铁涂料，面涂改性耐磨环氧涂料处理。

针对溢洪道挑坎坎齿底高程抬高问题，溢洪道一旦投入使用，我们将认真检查水流对挑坎地基的冲刷情况，如果挑流正常，可以继续使用，否则就要对挑坎部分拆除重修，以确保工程安全。

5　结语

陡河水库大坝目前已达到1000年一遇设计，库水位超过坝顶发生漫坝的风险很小，但是经过1976年唐山大地震的检验表明大坝发生滑坡、管涌的隐患仍然存在，这就要求我们汛前做好防洪预案和充足的防汛物资准备，认真做好防汛工作。在高水位时，注意检查输水洞尾水渠的绕坝渗漏，如果发生绕坝渗漏要采取进一步的防渗措施。平时还要做输水洞和溢洪道闸门的检查和维修养护工作。

参考文献

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［3］王立军.葛洲坝水利枢纽金属结构防腐蚀方法［J］.大坝与安全，2005（03）：73-74.

［4］郭宗闵.水工建筑物［M］.水利电力出版社，1991.

［5］李俊义.陡河水库调度工作手册［M］.中国水利水电出版社，2003.

中图分类号：TV523

文献标识码：B

文章编号：1008-1305（2016）01-0032-03

DOI：10.3969 /j.issn.1008-1305.2016.01.010

收稿日期：2014-09-19

作者简介：赵鹏云（1978年—），男，工程师。