白洋河水库险情分析及应急处置

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉 430010）

1 工程概况

白洋河水库位于长江中游北岸长江一级支流巴河支流陈庙河上游，坝址位于湖北省浠水县团陂镇徐家坳村与关口镇二圣庙村交界的鸦雀咀处，距浠水县城区24 km。水库控制流域面积21.4 km2，总库容2 425万m3，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电和水产养殖等综合利用的中型水库［1］。水库枢纽主要由主坝、副坝、溢洪道、灌溉输水涵管和发电引水隧洞等建筑物组成。工程等别为Ⅲ等，主坝等主要建筑物级别为3级。水库洪水标准为50 a一遇（P=2%）洪水设计，1 000 a一遇（P=0.1%）洪水校核，消能防冲洪水标准为30 a一遇（P=3.33%）洪水设计，相应设计洪水位86.95 m，校核洪水位87.72 m，正常蓄水位84.88 m，死水位66.10 m。

主坝为黏土心墙坝，坝顶长271.00 m，宽8.00 m，坝顶高程89.32 m，防浪墙顶高程为89.62 m，心墙顶高程为87.25 m，最大坝高32.17 m。副坝位于徐家坳村杨家榨湾右侧，为黏土心墙坝，坝顶长60.00 m，宽8.00 m，坝顶高程89.15 m，心墙顶高程为87.25 m，最大坝高13.65 m。溢洪道布置于主、副坝之间的山隘口处，全长460.10 m，控制段采用无底槛宽顶堰，堰顶高程83.88 m，堰顶净宽14.70 m。灌溉输水涵管位于副坝坝下，管身为C25钢筋混凝土结构，内径1.4 m，壁厚0.35 m，全长64.61 m，进口高程76.09 m，出口高程75.96 m。发电引水隧洞位于主坝左岸鸦雀咀山体之中，隧洞进口底高程66.10 m，洞身全长96 m，其后明管段长104 m，管身为钢筋混凝土圆形结构，隧洞和明管主管内径1.2 m，其后接2台小型坝后式水电站机组，总装机容量400 kW。

2 大坝运行以来主要险情概述

白洋河水库枢纽工程于1958年8月动工兴建，1962年基本竣工并投入运用，曾于1969年、1983年进行两次扩建,2003～2005年除险加固后至现状。水库大坝在运行过程中曾多次发生险情［2］，根据以往资料，主坝历年险情及应急处理措施分述如下：

（1）1991年7月，当库水位为85.3 m时，主坝桩号0+140～0+160处背水坡高程73.0～80.0 m间发生脱坡险情，脱坡长度约40.0 m，脱坡后缘深0.52～0.70 m，脱坡曲线中部高，两端向下弯曲，脱坡部位土体含水量大，偏下部有少量隆起变形。

（2）1996年7月，主坝桩号0+158处背水坡高程73.0～80.0 m间发生脱坡险情，脱坡长度约50.0 m，脱坡体将背水坡高程73.0 m马道内侧排水沟挤垮约50.0 m，高程80.0 m处坡面发生凹陷。

（3）2015年7月，主坝背水坡左岸二级边坡高程约76.3 m处发生脱坡险情，脱坡长度约15 m，脱坡体后缘形成高约0.3 m的陡坎。险情发生后，对脱坡部位坝坡进行了重新回填处理。

（4）2016年8月，主坝背水坡右岸二级边坡高程约79.5 m处发生脱坡险情，脱坡长度约58.0 m，宽约23.0 m，脱坡体两侧产生约0.5 m的裂缝。险情发生后，对脱坡体予以清除，下部铺设砂砾石，并设置排水管，增强坝坡透水性，并对坝坡进行重新修整。

3 2020 年出险情况

2020年7月5～6日，浠水县遭遇强降雨，12 h降雨量超过300 mm，水库水位达到85.6 m，为建库以来最高水位。7月5日19：30，发现主坝下游左坝肩出现轻微散浸、脱坡险情。7月6日12：00，主坝突发大面积散浸和左右坝肩脱坡险情，左坝肩脱坡起点桩号0+026，高程范围为71.5～82.5 m，滑坡前缘宽约70 m，后缘宽约29 m，顺坡向长约26 m，脱坡体最大水平位移1.5 m，最大深度1.1 m，脱坡面积为1 287 m2。右坝肩脱坡起点桩号0+240，高程范围为71.5～78.5 m，滑坡前缘宽约35 m，顺坡向长约18.5 m，脱坡体最大水平位移1.3 m，最大深度1.0 m，脱坡面积为647.5 m2。左右坝坡脱坡区域面积共计1 935.5 m2，左右坝坡的滑坡体均有0.09～1.20 L/s渗水出流。脱坡险情位置详见图1，主坝下游左右坝肩坝坡局部脱坡情况见图2～3。

图1 主坝下游坝坡脱坡险情位置

图2 主坝下游左坝肩坝坡局部脱坡

图3 主坝下游右坝肩坝坡局部脱坡

4 险情原因分析

通过分析水库建设过程档案，结合地勘成果资料，该次险情发生的主要原因如下。

（1）工程质量较差。该水库建于1962年，受当时技术等多方面条件的限制，坝体碾压不密实，施工质量差。

（2）下游坝坡历经多次覆土。曾在1969年和1983年两次培厚加高主坝，均对下游坝坡进行了培厚，在2003年除险加固过程中对下游坝坡进行了培土缓坡，受建设时期施工条件限制，且均为坡面薄层填土，原坝体与培厚部分坝体填土结合性难以保证。

（3）下游坡坝壳代料局部夹有弱透水性含砾轻壤土，排水性能差。

（4）大坝心墙土料不均一，防渗性能差。在库水位较高时，坝体浸润线较高［3］。根据本次地勘试验成果，心墙填土呈弱-中等透水性。1991年和1996年发生脱坡区域为主坝下游中部一级马道和二级马道之间坝坡区域。在2003年除险加固工程中，原设计对大坝（桩号0-025～0+296段）心墙进行黏土灌浆，坝基和坝肩（桩号0+000～0+271端）进行帷幕灌浆，实施过程中仅对大坝（桩号0+009～0+253段）进行了坝体坝基灌浆处理，并对大坝下游中部反滤坝进行了改造整修。2003年除险加固工程实施后，除2015，2016年和2020年大坝下游左右两侧一级马道和二级马道之间坝坡区域发生了脱坡，中部再未发生险情。

（5）大坝左右坝肩坝坡排水不畅。由于坝址区属低山丘陵区，左岸坝肩山坡坡度25°～49°，右岸地形坡度5°～28°，构成不对称的“U”形河谷，加之主坝左坝肩下游二级马道以下设置有无排水设施的重力式砌石挡墙，地表汇水和坝体渗水难以从坝脚排出，需汇入坝体中部排出，由此导致在高水位或暴雨情况下左右坝肩地下水位过高。

由于上述诸多原因，加之大坝遭遇强降雨，左右坝肩坝坡土体因排水不畅导致其长时间处于饱和状态，土体抗剪强度降低［4］，导致脱坡险情发生。

5 应急抢险措施

针对2020年出现的严重脱坡险情，迅速制定了紧急抢险方案，采取了有效抢险措施。

（1）如图4所示，在下游坝坡脱坡部位加设杉木抗滑桩（间排距50 cm，单根长5 m）。如图5所示，在滑坡体下缘垒砌条形袋装砂石阻滑体（宽1.5 m，高1.0 m，间距7 m）支护，阻滑体间增设碎石反滤导渗沟［5］（间距2 m，宽×深为60 cm×60 cm），最后采用黏土将坡体滑裂面进行回填。

图4 脱坡部位埋设杉木抗滑桩

图5 脱坡部位垒砌条形袋装砂石阻滑体

（2）对下游坝坡加盖防水油布进行全面铺盖（见图6），以防止雨水和坝顶坝肩汇水继续灌入下游坝坡，造成更大的滑坡。

（3）溢洪道、灌溉输水涵管开闸泄水，同时在副坝与溢洪道之间开挖应急泄洪通道泄洪（见图7），应急泄洪通道开挖至80.5 m，底宽按30 m控制，以此提高水库的泄流能力，增加库水位下降的速度。

（4）加强大坝人员巡视，并在大坝左右岸坝坡加设了4台高精度（毫米级）GNSS地表位移自动化监测设备（桩号0+100和桩号0+235，高程75 m和84 m）和1个监测基站，对坝体实施24 h监测预警，同时密切关注水库水雨情情况，如发现异常情况，及时采取应急处理措施。

经过3个昼夜的不懈奋战，险情于2020年7月9日得到有效控制，确保了大坝安全，大坝脱坡区域已基本稳定，未出现进一步扩大的情况。

图6 坝坡覆盖彩条布和油布

图7 开挖应急泄洪通道

6 结语

由于历史原因，白洋河水库主坝在建设过程中存在较多质量问题，运行过程中曾多次出现脱坡险情，虽然对运行中出现的险情进行了多次加固和处理，但仍存在安全隐患，对下游安全造成威胁。

2020年出现脱坡险情的主要原因为：主坝心墙防渗性能差，坝体浸润线过高，下游坝坡局部排水不畅，加之下游坝坡培厚部分填土与原坝体结合性差，在库水位高、持续大暴雨的情况下，左右坝肩坝坡土体由于排水不畅长时间处于饱和状态，土体抗剪强度降低，导致脱坡险情发生。

自2020年7月5日水库发生险情后，对主坝下游进行了紧急抢险，采取了打阻滑桩、开挖导渗沟、垒砌条形袋装砂石及开挖应急溢洪道等措施进行全力抢险后，险情在7月9日得到了有效控制。