浅谈水电站大坝定检工作与体会

桑兴旭

湖南五凌电力科技有限公司，湖南长沙 410004

1 工程概况

洪江水电站位于湖南省怀化市洪江区境内的沅水干流上，是沅水梯级开发的第8级电站。电站总装机容量270MW（6×45MW），是一座以发电为主，兼有灌溉、航运等综合效益的二等大（2）型工程，主要建筑物按2级建筑物设计，次要建筑物按3级建筑物设计。

洪江大坝建成后进行了两次安全定期检查。首次定期检查于2010年4月开始，2010年10月结束，大坝审定为正常坝。第二次定期检查于2015年4月开始，2015年12月结束，大坝为审定正常坝（A级）。

2 定检重点关注问题

2.1 大坝防洪能力变化

水库蓄水后，上游陆续建成了三板溪、白市、托口，下游新建了安江电站，应分析上下游行洪条件及大坝防洪能力变化。

三板溪水电站是沅水唯一具有多年调节性能的龙头电站，位于洪江电站上游194.2 km，天然情况下其出库流量到达洪江的径流传播时间19小时。三板溪水库汛前水位消落至425m，具备调节库容26.2亿m3，占三板溪水库5～7月份总径流量（38.2亿m3）的68%，相当于2次5年一遇，一次500年一遇洪水的入库洪量。洪水经过三板溪水库的调节之后，洪江5年一遇入库洪水减少4410 m3/s，20年一遇入库洪水减少7710 m3/s。随着白市、托口水库投入正常运行后，通过梯级联合防洪调度，洪江水库调度防洪安全将进一步提高。

2013年初下游安江电站蓄水后，洪江发电尾水位升高了2～3m，重现期2年以上洪水对坝下水位基本无影响。

2.2 坝基扬压力超标问题

岸坡2#坝段的BO01测点渗压系数最大值为0.59，超过设计值0.35，需分析扬压水位偏高成因。右岸岸坡2#坝段BO01测孔扬压水位较高，不过变化平稳，最大年变幅为2.95m。该测孔水位低于库水位12m左右，变幅也明显小于库水位（例如2014年5月12日至17日，库水位降低了3.4m，测孔水位降低了1.0m），部分时段二者具有一定的相关性，但总体上二者的相关性不显著。

由于2#坝段紧邻船闸右侧，坝后为回填石渣，可能逼高地下水位。对比附近的绕坝渗流测孔OH01水位，可见二者较为接近，且变化规律相似，表明BO01扬压水位较高主要是受岸坡地下水位影响。其对应设计工况下的抗滑稳定安全系数为8.3（规范要求3.0），有较大的设计富余，因此可认为2#坝段坝基扬压力局部偏高对大坝抗滑稳定不构成影响。

2.3 大坝变形稳定

根据大坝变形观测成果，大坝水平位移分布总体较为均匀，变形协调。各坝段坝顶顺河向位移沿坝轴线方向的分布符合本工程的结构特点。

现场检查大坝结构完好，相邻坝段之间未发现错动，伸缩缝开合与止水状况良好，坝面及廊道等排水系统完善、通畅，混凝土主体结构未发现裂缝、剥蚀及渗漏等异常现象。

2.4 泄洪消能建筑物运行情况

根据设计计算结果，在预应力闸墩预留竖井侧壁，闸墩检修门槽到预留竖井范围内，预应力锚索锚块下部搁置面，存在较大的拉应力区。为此，在4#坝段闸墩和5#坝段闸墩预留竖井侧壁分别埋设了3支和6支裂缝计，以监测可能产生的裂缝。统计裂缝计测值过程线见图1。由图可见：

（1）4#坝段闸墩185.848m高程预留竖井侧壁41K-3开合度测值在2014年发生了2.65mm的趋势性增大，2015年该测点开合度测值最大达到6.70mm，其余两个测点开合度测值也略有增大，但增幅较小，在0.15mm左右。考察41K-3测点附近的钢筋应力和4#坝段锚索预应力测值，均未发生明显突变或趋势性变化等异常现象。2015年41K-3温度测值也有异常，9月3日传感器失效。12月电厂对4#坝段边墩相关部位进行了现场检查，未发现表面裂缝，因此判断41K-3裂缝计测值异常应是传感器本身的原因，测值不可信。

（2）5#坝段闸墩裂缝计开合度测值变化平稳，有一定的年周期性变化，变幅微小，且和测点温度呈显著的正相关（类似于应变计），表明测值反映的是坝体混凝土的温度变形，也说明测点部位混凝土没有产生裂缝。

图1 坝体混凝土裂缝变形测值过程线

2.5 左岸边坡稳定情况

边坡表面水平位移无明显的趋势性变化。左岸边坡略有趋势性下沉迹象，但量值不大，最大沉降量在3mm以内。多点位移计监测成果显示，左岸边坡桩号0+084.0m有微量向临空面方向的变形趋势，最大测值为4.56mm。锚杆应力变化平稳，总体处于受拉状态，最大拉应力为39.9MPa。综上，坝肩边坡处于稳定状态。

3 两次定检发现的主要问题

3.1 边坡稳定问题

施工期左岸自然边坡沿NWW、NEE向结构面曾发生倾倒拉裂变形，高程211m平台外观变形敏感，应恢复高程196.5m平台LA01和LA02监测，疏通边坡下部深排水孔，加强左岸边坡监测和巡查；对近于平行边坡分布的NWW向拉裂缝应重点检查及时封闭，必要时进行加固处理。

左岸进水渠边坡和船闸下游引航道右边坡，运行中应加强监测和检查，发现问题及时处理。

3.2 水工金属结构问题

坝顶2×800kN门机和2×2500kN门机支轨器不能正常工作，建议进行维修更换，使其恢复功能。由于灌溉取水口事故闸门和工作闸门长期处于下放挡水状态，上闸首检修闸门底节长期下放在门槽中挡渣，建议定期提起闸门，对闸门及启闭机进行检查和维护。

2#弧门左侧支铰轴存在磨痕缺陷，应加强检查并定期对其进行无损探伤检查，观察缺陷是否有扩展现象。

3.3 监测设施可靠性问题

修复或重建坝顶水准测点TL04、TL1414、TL15，恢复观测。对垂线IP1和IP2、引张线EL03和EL04、坝基双金属标等自动化仪器进行维护或更换。

3.4 关注消能防冲设施运行情况

本工程泄洪频繁、流量大，应重点关注泄洪闸溢流面、消能设施和导墙基础冲蚀、淘刷问题，汛后及时进行检查，发现问题及时处理。

3.5 研究优化防洪调度

洪江电站上游三板溪、托口等大型水库已形成，建议对沅水流域开展水库洪水联合调度模型研究，以利于梯级电站大坝安全度汛及洪水调度。

4 工作体会

（1）大坝定检锻炼了电厂大坝管理人员，是提升大坝安全管理的重要手段。电厂大坝管理人员通过编制大坝运行总结报告等材料，参与大坝工程疑难问讨论分析，对大坝建设的历史和现状有了进一步了解，对大坝管理有了更深入的认识。

（2）大坝安全管理要注重运行资料积累，日常工作规范化十分重要。日常运行数据是判断大坝工作性态的重要资料，数据记录不规范将给大坝评价分析带来很大的困难。洪江建立了《大坝安全观测规程》、《汛期加密观测细则》等内部规程规范，对水电站大坝安全监测项目、频次、监测方法、标准、资料分析都作出可操作性强的规范，运行资料记录全面规范，大坝定检开展十分顺利。

（3）大坝安全管理要全面覆盖无死角，水下建筑物等隐蔽部位不能忽视。水下消能设施等隐蔽部位在大坝安全管理中往往容易被忽略。洪江泄洪频繁、流量大，电站高度重视水下消能设施冲蚀、淘刷问题，每年汛后都安排潜水员进行水下建筑检查，发现小范围冲蚀等情况及时进行了修补。因检查修补及时，运行十余年来虽多次大流量泄洪，但未发生大范围水下建筑物冲蚀情况。

（4）流域梯级电站集控联调，能有效提高水库防洪能力。洪江水电站大坝主管单位五凌电力有限公司2006年成立梯级流域调度室，对包括洪江在内的多座水电站进行流域统筹优化调度，通过与三板溪联合优化调度，洪江水库防洪转变为主要应对区间洪水，洪江水库调度防洪安全显著提高。

（5）大坝安全集中监测管理，保证机构精简高效。2009年五凌公司建成了跨流域的大型水电站群集控监测系统，实现了大坝监测的远程监控和集中管理。2014年对系统进行升级和扩充，加入大坝注册、定检、安鉴等大坝安全关键信息管理功能。通过集中管理，不仅锻炼了一只素质过硬的专业队伍，还提高了大坝安全监测数据采集和数据处理分析的效率，进一步促进大坝安全管理规范化。

（6）目前，国内很多水电站处于长周期运行，建筑物缺陷和运行形态很难做到零缺陷，电站运行人员对建筑物施工和运行状态难以全面掌握，大坝定检提供了一个定期的、全面的诊断，对排查和消除隐患起到了重要的作用。因此大坝定检成为国家和行业的标准动作，因此业主单位应当给与高度重视和积极配合。但是，大坝定检主要针对大中型水电站，而我国50MW以下电站数量超过90%，普遍存在较多的运行缺陷，一般难以得到有效诊断，失事比例较大，应当给与同样的重视。