病险水库除险加固工程蓄水安全鉴定要点探究

马秋乐

（新疆维吾尔族自治区塔里木河流域管理局，新疆 库尔勒 841000）

0 引言

根据《水利水电建设工程蓄水安全鉴定暂行办法》和相关专业技术规程规范要求，为提高项目验收质量，保障工程如期交付，在水库蓄水前应进行蓄水安全鉴定工作[1]。主要是对涉及蓄水安全有关的工程形象面貌、防洪度汛和蓄水方案、工程地质条件、加固土建工程、金属结构及工程安全监测进行评价，以提出蓄水安全鉴定意见，作为蓄水安全验收的重要依据。

1 水库概况

大西海子水库原设计总库容1.68 亿m3，为一座以农业灌溉、防洪、生态供水为主，兼有养殖等综合利用的大（2）型水库。工程始建于1958年，1972年建成投入运行。2017年，大西海子水库鉴定为“三类坝”。为保证水库工程运行安全，确保塔里木河下游生态输水，改善下游生态环境、遏制下游沙漠化，2019年～2020年对大西海子水库进行除险加固，消除大坝安全隐患。除险加固后，设计洪水标准为30年一遇，调洪库容3999.7 万m3；正常蓄水位849.25m，兴利库容7431.12 万m3；死水位846.61 m，死库容600 万m3。

2 鉴定内容

2.1 工程形象面貌

截至鉴定期，坝顶道路工程、老泄洪闸加固、新放水闸加固新建下游海漫段及连接段和金属结构维修养护处理等已全部完成，仅余东坝段总计4.3 km 路面道路工程、新放水闸加固闸室部位原混凝土的裂缝及冻融破坏和骨料、钢筋外露等病害处理未完成；西坝永久道路主要部位、新建入库进水渠交通桥主要结构及交通桥上下游护砌段施工已全部完成，仅余路沿及入库进水渠交通桥桥头两侧搭板施工未完成；北坝体坝后排水渠施工、排水渠交通桥、1#永久道路主要部位、3#永久道路已全部完成，仅余1#永久道路的路面浇筑未完成；

综上所述，除险加固工程初步设计批复的主体工程已按设计要求完成，当前工程形象面貌已基本具备下闸蓄水条件。下闸蓄水前还应补充达到的工程形象面貌。

（1）安全监测仪器按设计安装埋设并取得初始值。

（2）局部坝段坝顶下游侧及坡面的松填土按设计要求完成压实。

（3）新放水闸原混凝土缺陷处理。

2.2 工程防洪度汛与蓄水方案评价

（1）初步设计阶段大西海子水库按相对不利原则选用的年最大洪峰流量、时段洪量沿程变化相对衰减率是合适的；设计洪水成果是合适的。

（2）老泄洪闸、新放水闸泄流能力计算采用公式符合规范要求，参数取值合适，满足设计及校核洪水安全泄放。

（3）设计坝顶高程满足大西海子水库工程防洪度汛要求。设计提出的下闸蓄水原则合适，分二个阶段将库水位蓄高至正常蓄水位的蓄水方案基本合理，建议尽快优化下闸蓄水方案和度汛调度方案。

2.3 工程地质条件评价

（1）工程区位于塔里木坳陷塔东坳陷中的孔雀河斜坡的南部，根据《中国地震动参数区划图》，工程场区地震动峰值加速度为0.05 g，地震动反应谱特征周期为0.35 s，相应地震基本烈度为Ⅵ度，区域构造稳定性较好。

（2）水库部分库岸为依托天然沙丘、沙梁进行拦水，在河床、漫滩及自然洼地内修筑坝体围建而成，水库西南及北侧天然风积固定、半固定沙丘部分岸坡较陡，存在库岸再造问题；上游经进水渠直接进入库区，同时库周固定、半固定沙丘可产生一定的淤积；不存在新的淹没及浸没问题；地下水、地表水具有腐蚀性。

（3）原各坝段坝体填筑土岩性主要为粉土质砂及低液限粉土，其中坝体0.5m～0.6m 以上土体干燥，极松散，坝体下部土体为稍密状，原坝体填筑土相对密度（压实度）及渗透系数均不符合规范要求；坝基地层岩性主要为第四系粉土质砂、含细粒土砂及低液限粉土。粉土质砂（含细粒土砂）及低液限粉土渗透系数多在10-2cm/s～10-4cm/s 之间，具有中等透水性，渗透变形类型为流土型；水库东坝、南坝渗透比降接近或大于允许比降，存在渗透破坏问题，且各坝段坝体断面不完整，原坝基及坝体均未进行防渗处理，渗流出口无反滤排水保护，因此本次除险加固对坝体采取防渗排水等综合措施是必要和合适的。

（4）老泄洪闸及新放水闸处地层岩性为第四系粉土质砂及低液限粉土。地基土、地表地下水具有腐蚀性。海漫段地基、齿墙地基采用换填卵砾石法进行处理，承载力满足建基要求。

（5）T1、T2 土料场土料岩性主要为低液限粉土、低液限粘土及粉细砂层，土体天然含水率较大，进行晾晒后满足要求；所选商品砂砾料，作为混凝土用骨料指标满足要求。

（6）本次除险加固工程未对大坝坝基进行防渗处理，建议运行期加强东坝段坝后巡视。

2.4 大坝加固土建工程安全评价

（1）除险加固根据原坝体结构由均质土坝段和沙丘段组成的特点，采取对坝体表层进行清废碾压处理，重新填筑土体进行回填碾压，坝坡进行培厚，采用铺设复合土工膜+坝前坡脚结合土工膜埋膜槽并设置截水槽，坝段下游坝脚设贴坡反滤排水体及排水体后设纵横向排水沟、排水渠的防渗排水型式等综合措施是合适的。对沙丘坝段高程低于坝顶高程处，采用加高和缓坡结合物理工程固沙的措施，沙丘坝段高程高于设计坝顶段则维持现状，不再进行处理。

（2）坝体筑坝材料设计符合土石坝就近取材、因材设计的原则，填筑技术指标及施工技术要求符合规范要求。PE 复合土工膜及土工布材料指标选择符合规范规定。

（3）坝顶宽度、路面结构等符合规范要求。上下游坝坡护坡型式选取符合规范要求。大坝二维有限元渗流计算方法合适，参数取值基本合理，各工况下关键部位坡降均小于允许坡降，满足渗透稳定性要求。

（4）坝体抗滑稳定计算方法符合规范规定，计算参数选取合适。不同工况下的坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。

（5）大坝加固工程土石方清废、开挖、填筑、碾压施工方法合理。坝体填筑各项指标检测数量满足要求；经检测，填筑料颗粒级配、相对密度、含水率、含泥量、压实度等指标均满足设计要求，施工质量合格。

（6）上游坝坡防渗复合土工膜出厂自检和施工抽检、平行检测合格，坝坡防渗复合土工膜铺设施工质量符合设计和规范要求。

（7）大坝加固的混凝土工程使用的各原材料产品质保单齐全。原材料品质指标经施工单位抽样检测，结果均符合国家和行业标准规定的指标；大坝土体对混凝土具有中等腐蚀性，宜采用抗硫水泥施工。混凝土配合比由试验确定，满足设计要求。混凝土施工采用的工艺和技术措施合理，施工和监理采用的各项监管措施合理。施工单位抽样自检抗压强度、抗渗性和抗冻性能结果均符合设计要求；经检测，入库进水渠交通桥桩基均为Ⅱ类桩，满足质量要求；桥梁经动荷载试验检验满足安全要求。监理平行检测混凝土抗压强度、抗渗、抗冻试验结果与施工自检一致。护坡混凝土表面平整、完好。混凝土施工质量总体上符合设计要求。

（8）应对局部坝段坝顶下游路沿石外松填土按设计要求进行碾压；工程部分坝段为流动沙丘，蓄水后应关注沙丘高程，保证沙丘后的管理道路畅通；大坝加固坝线长，建议蓄水后加强巡视检查和仪器监测，出现问题及时处理。

2.5 金属结构及供电安全评价

（1）大西海子水库老泄洪闸设有1 扇平面滑动检修钢闸门及2 台移动式手电两用葫芦、3 扇弧形工作钢闸门及3 台卷扬式启闭机，新放水闸设有1 扇叠梁式平面滑动检修钢闸门及2 台移动式手电两用葫芦、2 扇弧形工作钢闸门及2 台卷扬式启闭机，坝址区除主供电源外还设有备用电源。金属结构维护工作已按批复的初步设计全部完成，根据现实需要还更新了3 孔老泄洪闸检修闸门主、反轨埋件。本工程金属结构设备目前性态较良好，基本满足工程下闸蓄水及安全运用要求。

（2）老泄洪闸检修闸门主、反轨埋件的制造误差符合规范规定，安装误差符合规范规定，但安装检测项目缺项，安装检测记录表的样式不符合相关要求，应责成相关单位完善检测项目并按规定样式填写安装检测记录表。

（3）老泄洪闸和新放水闸工作闸门、检修闸门止水的更换、涂料防腐及老泄洪闸检修闸门主、反轨埋件的安装未按《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-水工金属结构安装工程》及其他相关标准的要求进行单元工程质量验收工作。

（4）老泄洪闸、新放水闸各扇露顶工作弧门设置的吊头位置不合理，建议有条件时提升闸门，检查是否能达到最大泄量时的开度要求。闸门及启闭机操作电源、照明、控制及通讯现有设施基本符合有关规程、规范的规定。

（5）老泄洪闸、新放水闸工作闸门运行超过5年，建议有条件时，按《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》要求，对工作闸门和启闭设施进行无损检测。

2.6 工程安全监测评价

（1）大西海子水库除险加固工程设置有表面变形、坝体和坝基渗流、库水位、地下水位、降雨量、气温和水温等观测项目。大坝安全监测项目较全面，测点布置满足规范要求，仪器设备选型基本满足设计与规范要求。

（2）环境量与变形监测设施暂未完成安装，渗流监测仅完成测压管安装埋设。测压管埋设方法基本合适，灵敏度检测合格。

（3）下闸蓄水前应完成所有大坝安全监测设施安装埋设并取得初始值。加强初蓄期安全监测，特别是穿坝建筑物与大坝结合部的巡视检查与仪器监测，及时对监测数据进行整编分析。

3 结论

大西海子水库除险加固工程设计符合规范要求，主体工程已按设计要求完成，建设管理有序，施工质量符合设计和规范要求，当前工程形象面貌已基本具备下闸恢复蓄水条件，在完成前述应补充达到的工程形象面貌后，可择机下闸恢复蓄水。鉴于该加固工程坝线长，蓄水运行中应加强巡视检查和安全监测，发现问题及时处理，保障大坝的运行安全。