孤东水库原出库闸溃决段除险加固方案研究

李德波

摘 要：水库的安全是水库的生命，加强水库的安全监督管理至关重要。针对原出库闸失事沉毁，土坝溃决，坝基形成冲坑。水库复建完成后，蓄水运行，但由于复建时未予清理沉埋物，直接在水中倒土沙回填，致使渗流异常，至今渗漏已逐渐发展，未能消除隐患，影响大坝的运行安全。本文通过对出险加固的坝体设计优化了多种防护方案，并在可行性和经济性方面进行了探讨，为该水库汛期的防洪预案参考。

关键词：水库围坝 ;除险加固 ; 垂直铺塑

1基本情况

1.1出险水库概况

胜利油田孤东水库位于东营市河口区仙河镇南约6km处。水库占地面积4.2km2，设计蓄水位7.5m，相应蓄水面积3.22km2。水库设计库容1785.7×104m3，其中有效库容1700.9×104m3。死水位2.13m，死库容84.8×104m3。

孤东水库1985年5月开工兴建，1986年11月底初建竣工，1987年2月26日正式蓄水运行;1997年孤东水库进行增容加固。

1.2出库闸

出库闸在东坝桩号0+107.85处，由平底闸和坝下涵管组成，底板高程2.0m。出库闸共2孔，每孔宽2.3m;涵管过水断面尺寸为2孔×2.5m（宽）×2.0m（高）;涵管出口为压力水箱，由连接管道输水至净化站。

2 除险加固的重要性

1988年4月，位于东坝桩号0+204.2的原出库闸堵复施工时未清理闸体、穿坝箱涵等沉埋物，直接在水中倒土沙回填;堵复后在水库内侧形成直径88m的半圆平台，平台顶高程6.75m，砼板护面。1988年8月完成复建工程，蓄水运行，但由于复建时未予清理沉埋物，直接在水中倒土沙回填。通过运用雷达探测、浅层地震和高精度磁法等三种方法得出的结论一致：孤东水库东坝原出库闸溃决段坝基内确实存在非土体异物，坝内土体存在空洞、渗漏通道、裂缝、架空以及坝坡护面砼板等扁平物体可能有所飘移等诸多隐患，致使渗流异常。由于东坝段地层地质结构复杂，回填施工土质松软以及碾压不密实，虽几经处理，但还是先后导致出库闸损毁、水库内侧形成直径88m的半圆平台、溃决坝段外坡坝脚出现流土、泉涌、渗漏严重等现象，未能消除隐患，至今影响大坝运行安全。

孤东水库是胜利油田以供水为主的一座重要中型平原水库。2013年以来，由于仙河水厂外供水量增长迅速，孤东水库引水量和蓄水量大幅提高，但水库东坝原出库闸溃决段外坡渗漏严重，水库限制在水位6.0m以下运行，严重影响水库的供水效益。

为确保水库大坝安全，对孤东水库溃决段进行除险加固，彻底消除该段安全隐患，确保大坝的安全运行，充分发挥水库的供水效益，是十分必要的。因此必须采取截渗措施进行除险加固。

3除险加固设计

3.1 防渗方案拟订

防渗方案及防渗轴线的选择应考虑以下因素：

（1）鉴于孤东水库原出库闸溃决段多年存在的严重安全隐患，本次除险加固应彻底解决。因此，选择的防渗方案应以安全可靠为原则。

（2）截渗工程施工期，按孤东水库不间断正常供水设计。如为防止水库渗漏要在防水施工设计的过程中优化质量控制措施。

①在工程设计方案的合理性与可行性方面要对将来有可能发生渗漏的节点抗渗的施工质量进行精心设计，以减少水渗给水库容量带来的损失。

②要加强防渗施工材料的质量设计控制。施工的主要材料决定了工程最终防水性能，所以施工单位要通过合理措施对材料质量进行控制。工程设计人员要通过对材料采购、进场验收、储存以及使用等多个环节控制， 来确保进场的防渗材料都能满足工程施工要求。

（3）该段现状已形成渗漏通道，设计应采取可靠措施减小渗漏水流对截渗措施产生的不利影响。

3.2防渗方案

土质坝基防渗技术多种多样，适应条件、工程造价各不相同。如混凝土防渗墙技术是坝基、坝身防渗可靠的技术，但造价昂贵，应用受限;高压旋喷灌浆技术也是一项成熟的技术，但因其工程造价较昂贵，应用也受限。胜利油田水库围坝截渗采用过多种方法，如粘土、粘土水泥浆灌浆，粉喷桩，垂直铺塑等。这些方法工程费用虽低，但防渗效果存在一定问题，目前已较少采用。

胜利油田的水库为平原水库，挡水水头低，对防渗墙的材质要求可以降低。因此拟订了下面方案：

考虑该段渗漏严重，形成防渗墙的水泥细颗粒有可能被渗漏水流带走。为此，在桩号0+169～0+239采用固化灰浆+垂直铺塑的方案。开槽后，先在上游面垂直铺塑，再进浆，形成复合防渗墙。这样既可有效防止浆液中的水泥颗粒被渗漏水流带走，同时以铺塑作为辅助施工措施，避开了规范约束，增加了工程的可靠性。

综上所述，该方案虽成墙效果最好，但造价较高。

4、结语与建议

水库出现质量问题，关键的因素在人。因此，加强工程施工人员的培训和现场监督当成首要任务。

（1）精准实施培训系统工程

在培训方法上不能够一概而论，必须要具体情况具体分析，依据实况选择合理的教育方法， 主要有以下几类：

①理论和实践有机结合法;在安全教育中比较常见方法就是教师集中讲课， 而学员在下面被动接受。这种方法不能激发学员积极性， 更不能够收到学习效果。 因此在培训时一定要重点放在应知应会的技術掌握与练习。 相关培训部门一定要重视理论和实践操作相结合方向的转换， 摒弃传统的单纯学习理论或者先理论后操作的方法，将理论和实践操作有机结合，教学中侧重于操作上。也就是教师培训课上要重点放在实践经验总结， 积累学员的实践知识。最好在现场实物讲解，实地进行操作。让学生从感性认识升华到理性认识，触觉、视觉以及感官都被同时调动，学员不但易懂且记得住，这样能够学到真正本领。

②总结对比法;这种方法是针对新规程的培训以及新安会法律法规的培训上， 培训教师依据之前所培训内容合理安排课程，先详细总结对比， 然后找准各个对比时间的特点及规律或者相同点和不同点， 侧重于讲解， 在讲述时要重点突出、 内容具体， 这样才有利于学员理解与掌握。

③互动式的安全教育法; 这种方法是最近几年才被广泛应用的， 采用该法能够调动学员积极性， 在培训课堂上给学员发表个人见解机会， 进而实现更好培训效果。 从实践可发现， 培训时结合企业实况采用这种培训方法， 效果十分理想。

总之， 加强安全培训是提高水库安全质量的重要工作之一， 在培训中一定要从实际入手， 让职工从培训中收获到培训知识。 同时还要依据实况选择好培训内容与方法， 切实增强职工自身的安全技能与意识， 确保企业安全生产， 为企业带来较大的经济效益。

（2）加大现场安全监督力度。

通过聘请专家及专业技术人员在现场的严格检查监督，严格实行责任清单制，更能提高大坝工程建设的质量，确保水库安全。

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