朱隈水库大坝安全鉴定分析评价
2017-04-12王德生
王德生
(大连市庄河朱隈水库灌区管理局,大连庄河116402)
朱隈水库大坝安全鉴定分析评价
王德生
(大连市庄河朱隈水库灌区管理局,大连庄河116402)
朱隈水库建于1958年,运行至今,工程已老化,极易产生安全隐患。为此,对水库工程及时进行安全鉴定,以便尽早采取除险加固措施,对保护下游人民群众生命财产安全有重要的意义。本文通过对朱隈水库工程安全鉴定的组织与实施,提出同类工程在大坝安全鉴定过程中应注意的问题。
大坝安全鉴定;分析评价;朱隈水库
1 概况
朱隈水库位于大连庄河市境内,以城市供水为主,兼顾防洪、灌溉、养鱼等综合利用,为大(二)型水库。水库总库容为1.66亿m3,设计标准为100年一遇洪水,校核标准为2 000年一遇洪水。枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、输水洞组成。
水库建于1958年3月,修建时受技术和施工条件的影响,加之长时间运行,虽然经多次的除险加固,但工程仍然存在输水洞洞身漏水、启闭设备老化淘汰、溢洪闸无检修门、防汛及其它管理设施不完善等诸多问题,这些直接威胁到水库大坝的安全运用。为此急需对朱隈水库进行大坝安全鉴定。
按照2003年水利部颁布的《水库大坝安全鉴定办法》,从2008年7月开始,对朱隈水库大坝进行安全检测及各项复核工作。此次主要鉴定的内容有:水库溢洪道和输水洞启闭机安全检测、主副坝护坡、溢洪道及输水洞现场安全检测、水库大坝现场安全检查;工程建筑质量评价、运行安全管理情况评价、防洪标准复核;结构安全评价、渗流安全评价、抗震复核、金属结构安全评价等。
2 大坝分析评价
2.1 水库大坝现场安全检查
水库大坝现场安全检查内容有水库主副坝、输水洞、溢洪道等,现场检查出的问题:
1)主坝下游右侧排水体变形塌陷严重,局部脱落;观测设施不健全,缺少变形观测,观测手段落后。
2)副坝上游护坡混凝土块破碎严重,垫层流失;三副坝下游坝脚处有渗漏点。
3)输水洞洞身漏水,闸门老化锈蚀,漏水严重;启闭设备设施为报废品,运行维护困难,成为水库最大隐患。
4)溢洪道无检修闸门,无法正常检修,消力池长度不够,失去消能的作用。
从现场检查情况来看,朱隈水库存在诸多问题,大坝运行中有安全隐患,处于不安全状态。
2.2 工程质量评价
水库自建成运行以来,历经改建、扩建和除险加固,建设质量已达到设计要求。但是,在运行中输水洞洞身漏水、启闭设备设施不能正常运行;溢洪道无检修闸门,消能设施不完善等,这些问题已影响工程安全运行,认为工程质量不合格,工程质量评价为C级。
2.3 防洪标准复核
根据水库实测资料并参考邻近水文站资料,通过对洪水系列分析计算,水库现状防洪标准达到了100年一遇洪水设计,2 000年一遇洪水校核标准。大坝坝顶高程、大坝实际抗洪能力、溢洪道、输水洞泄洪能力符合SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定,满足要求。大坝防洪安全性评价为A级。
2.4 运行管理评价
朱隈水库灌区管理局为水库枢纽工程管理单位,受庄河市水务局领导。水库的工程管理科负责对水库工程全面的安全管理,技术力量配备完善,能严格执行上级主管部门批复的调度计划,根据水库的实际情况,制定各项规章制度和管理制度,使水库保持正常运行,并发挥应有的作用,所以水库工程运行管理较好,基本结论是合格。
2.5 主坝渗流稳定分析
经对测压管多年观测数据的分析看,浸润线变化正常,坝体渗流稳定,防渗设施运行正常。通过计算,坝体、坝基实际渗透坡降小于设计允许值,坝后排水设施相对完善,大坝渗流安全评价为A级。
2.6 结构安全评价
2.6.1 大坝
大坝原为粘土心墙土坝,后来增设了混凝土心墙,坝顶宽4.0 m,迎水坡采用干砌块石护坡,背水坡采用草皮护坡,坝体排水为棱体排水。坝基采用混凝土防渗墙形式,防渗墙嵌入坝基弱风化岩0.50 m。
朱隈水库因无变形观测设施,没有观测资料。但根据现场检测及运行情况分析看,大坝坝体未发现有异常变形和开裂,坝体经50多年的运行,大坝总体变形及坝体沉降已趋于稳定。通过边坡稳定计算看,大坝在各组合工况下,其安全系数满足规范要求,大坝的结构是安全的。但主坝坝顶宽4.0 m,按SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》规定,坝顶宽度偏小,大坝结构安全评价为B级。
2.6.2 溢洪道
溢洪道设计最大泄量610 m3/s,为明渠无底坎宽顶堰。堰上设有闸门,闸下消力池长14 m,坎高1 m。经复核计算,溢洪道在各种组合工况下,抗滑稳定和强度均满足规范要求,但消力池长度不满足规范要求,溢洪道结构安全评价为B级。
2.6.3 输水洞
输水洞座落在主坝左侧基岩上,经计算洞身强度和地基承载力均满足规范要求;但由于管理房、工作桥排架混凝土破损,钢筋及埋设金属件锈蚀,输水洞洞身有渗漏点,且输水洞出口有明显的渗漏情况,不符合规范要求,输水洞结构安全评价等级为C级。
2.7 溢洪道输水洞闸门启闭机安全检测
溢洪道为弧形钢闸门,配备卷扬式启闭设备。启闭设备为20世纪70年代产品,老化锈蚀严重,已超设计使用寿命。经计算,启闭机主要零部件,电动机功率、制动器制动力矩、减速器传动齿轮副强度以及钢丝绳规格等均不满足安全运行要求。按《水利水电工程金属结构报废标准》,启闭设备应报废。钢闸门局部锈蚀,应做喷锌防腐处理。
输水洞进水口设有自制工作钢闸门和木质检修闸门各1扇。钢闸门已老化锈蚀,止水失效,为淘汰产品;木质闸门,腐蚀严重,无法关闭,已失去挡水功能。螺杆启闭机老化锈蚀,零部件为非标产品,运行维护困难。按《水利水电工程金属结构报废标准》,闸门及启闭设备应报废。
根据SL258-2000《大坝安全评价导则》规定,金属结构安全评价为C级。
2.8 抗震安全复核
水库库区地震活动不激烈,地壳运动微弱,未发生过地震,水库运行多年未发生诱发地震条件,在地质构造分区图中处于相对稳定区。根据GB18036-2001《中国地震烈度区划图》,水库位于地震基本烈度Ⅶ度区。经抗震复核计算,大坝上、下游坝坡、输水洞抗震稳定安全系数大于允许值。但溢洪道上部结构的预制件,未设置防落梁措施,抗震安全评价为B级。
3 大坝安全鉴定结论
2010年3月,朱隈水库大坝安全鉴定专家组给出大坝安全鉴定结论:
1)主坝下游排水体右侧干砌石塌陷变形严重;
2)一、二副坝迎水坡预制混凝土块抗压强度不足,表面破损严重;
3)三副坝迎水坡护坡干砌石风化、淘空;
4)第一输水洞洞身渗漏严重,钢闸门、启闭机老化锈蚀淘汰,运行维护困难;
5)第二输水洞木闸门板腐烂,启闭设施设备老化锈蚀严重;
6)两座输水洞管理房、工作桥排架及胸墙混凝土破损,钢筋锈蚀,预埋金属件锈蚀变形;
7)安全监测项目不齐全、布置不合理,人工采集数据误差较大;
8)库区内无水文自动测报系统,管理设施落后。
综上所述,朱隈水库大坝综合评价为三类坝,属于病险水库。
4 结语
通过对朱隈水库工程进行安全鉴定,对朱隈水库工程的工程质量、结构稳定性、渗透稳定性、机电和金属结构设备的破损程度有了明确的认识,明确了下一步的工作任务。安全鉴定得出的结论,能够更好地指导水库日常的运行管理,为除险加固工作打好基础。应尽快进行除险加固工作,保证朱隈水库工程安全运行,更好地发挥工程作用,提高工程效益。
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2016-12-16