水库供水工程安全运行存在问题与对策

陈文龙，郭晓梅

(茂名市水利水电勘测设计院，广东 茂名 525000)

1 工程概况

茂名市名湖水库供水工程是供给茂名市河东水厂原水的引蓄输一体化工程，由引水工程、蓄水工程、输水工程3大部分组成。

引水工程：名湖水库取水口设在高州水库东干渠谢宵分水闸，分水闸到名湖水库距离8.1km，该段属于名湖水库引水工程，其中钢筋混凝土箱涵3.1km，倒虹吸1km(分界支渠)，钢筋混凝土U形薄壳渡槽4km，设计引水流量5m3/s，设计加大流量6m3/s。

蓄水工程：即名湖水库。名湖水库始建于1994年8月，1995年7月基本建成开始蓄水运行，顺利蓄水。

输水工程：名湖水库至河东水厂输水管线距离6.4km，途经茂南区山阁镇、新坡镇、羊角镇。一期输水管道为一条内径DN1200预应力钢筋混凝土，设计输水量10万m3/d。随着茂名市城区的不断扩展，城市人口逐渐增多，用水量需求大增。与此同时，随着茂名市区的规划发展需要，对茂名市河东水厂供水量的要求也产生了较大的变化。原供水管道已不能满足供水需求，加上管道老化，险工隐患多，供水安全已受到威胁。

2014年2月，新建两条DN1200钢管，沿原输水管线走向布置，单管长6.4km，双管共长12.8km。两条输水管线分别于2014年6月和9月建成通水，设计输水能力可达20万m3/d。

2 引水工程

2.1 引水箱涵

2.1.1箱涵现状

该工程共有箱涵4段。

首段箱涵桩号为0+000～2+670；第二段箱涵桩号为2+820～3+180；第三段箱涵桩号为3+180～3+650；第四段箱涵桩号为7+560～7+760。

2.1.2存在的问题

首段箱涵曾经出现过载重车辆压坏箱涵壁，影响供水的事故。

第二段箱涵采用反虹吸的方式穿越县道617，这段局部为有压箱涵，自建成运行以来，一直不能开展清淤检查，对箱涵潜在隐患不掌握。

第三段箱涵主要问题是公路多载重车辆行走，担心超限车辆的荷载及振动，会危及箱涵的安全。

2.2 倒虹吸

2.2.1倒虹吸现状

倒虹吸断面为倒梯形，为原分界支渠改建而成，同时承担名湖水库引水和农业渠灌任务，设计流量为8m3/s。在实际运行中，其过流能力不超过5m3/s。

2.2.2存在问题

(1)水质容易受污染，对饮用水源保护产生极不利影响。

(2)由于受动水压力影响，部分侧墙向外倾斜，底板产生纵向裂缝，并多次出现较大漏水及崩塌等险情。

(3)在实际运行中，因其过流能力，在用水高峰期经常出现抢水现象。

2.3 渡槽

2.3.1渡槽现状

名湖水库引水渡槽属茂名市名湖水库供水工程的重要组成部分，专供茂名市生活用水。

引水渡槽为就地预制混凝土结构，简支结构，渡槽为排架支承的U形槽体渡槽，采用预制排架和预制U形槽体的结构形式，槽体由钢筋混凝土排架支承。跨长12m，共333跨(东方段12跨、分界段121跨，福居段(原南华段)200跨)，U型槽身，开口净宽2.4m，净高1.9m。支承排架最大高度12.5m。工程兴建于1996年，设计流量5m3/s，纵坡比降i=1/1500。(洛湛铁路三跨改两跨为2008年改建，2011年竣工。)

工程设计于90年代，至今已运行25年，在近25年的运行期间多次出现险情。虽然管理单位不断加强对渡槽的管理和维护，但渡槽仍然存在开裂、露筋、漏水等严重安全隐患，险情不断出现。

2.3.2存在问题

该工程运行了25年，渡槽的槽身内外壁的环向钢筋基本完全锈蚀，内壁钢筋保护层基本被水流冲刷殆尽，钢筋锈蚀十分严重，外壁由于槽身水流渗透和风化的影响，环向钢筋露出，保护层锈胀暴裂，基本上每条槽身都存在上述情况。渡槽分缝处漏水严重，给渡槽沿线的居民和农作物带来了困扰，经常性的停水检修给茂名市民的用水造成了严重影响。排架露筋十分严重，分布普遍，部分箍筋甚至主筋都已完全锈蚀，部分排架身裂缝长达3m，十分危险，渡槽排架一旦失事，对渡槽的影响将是决定性的，将会造成严重的后果和极大的经济损失。

2.4 处理对策

2.4.1工程管理对策

(1)对引水工程每一段进行监控，做好监控数据整理、分析，一旦出现不正常现象，要分析其成因，并采取相应措施。

(2)为保证设备的良好运转，根据“经常养护、随时维修”的原则，建立经常性的养护和定期维修制度。

(3)维持目前的渡槽过水流量不超过4m3/s。

(4)制定渡槽安全运行管理应急预案，优化渡槽调度规程。

2.4.2工程措施对策

根据《名湖水库引水渡槽安全评估报告》(报批稿)，渡槽评定为四类渡槽，建议拆除重建。

为确保渡槽的安全运行和当地人民群众的生命财产安全，在未进行渡槽拆除重建之前，渡槽管理单位必须制定保证渡槽的安全应急管理措施，并限制或降级运用，确保渡槽安全。为保证铁路交通安全，建议保留跨茂湛铁路2段灌注桩基础排架柱。

2.4.3拆除重建前具体对策

(1)加密设置渡槽沿线警示标识，同时明确渡槽管理以及保护范围。

(2)加强日常巡视检查，密切关注地震预报，震后加密对渡槽运行状况的巡视检查。

(3)修订渡槽安全运行管理应急预案，建立水安全及水污染事件应急指挥系统，加强预防、指挥的组织和应变能力。

(4)优化调度规则，协调增加河西水厂供水能力，减轻渡槽供水压力。

2.4.4工程调度运行规则对策

(1)高州水库放水至东干渠，同时承担城市供水和农业用水任务，同等条件下，将优先满足城市供水任务。

(2)当河东水厂供水水源及线路(分界支渠、渡槽、名湖水库及输水管道等)出现险情时，河西水厂作为生活用水备用水源向河东水厂供水范围供水。

(3)渡槽拆除重建施工，应制定完善的施工临时措施，建议采用分界支渠后段箱涵供给名湖水库用水，并于8#副坝处设置临时泵站抽水至名湖水库正常蓄水位。渡槽重建竣工后，恢复渡槽引水。

3 蓄水工程

3.1 水库现状

名湖水库共设有10座坝，其中主坝1座，副坝9座，各坝坝体高度不一，其中主坝、1#、3#、9#副坝坝高分别为20、17、17、17.6m，其余副坝坝高小于10m。

3.2 存在的问题

(1)水库没有沉陷、位移、浸润线等观测设施，不能掌握重要大坝坝体变形、浸润线变化情况。

(2)主坝局部出现坝体渗漏问题但渗流量较小，渗水量在安全范围内，不影响水库正常运行。

(3)1#副坝可能存在填筑薄弱夹层；坝基局部排水棱体堆石处有细微渗水声，但渗流量较小，渗水量在安全范围内，不影响水库正常运行。

(4)3#副坝存在渗漏量较大，水库高水位时，在大坝两侧坝肩28.00高程以下坝体及附近山体有疑似绕坝渗水问题且土体受水浸泡有软化趋向；大坝排水沟排水流量较大，且有一定数量的黄泥、泥沙析出；根据现场检查及运行管理人员反映，该处发生渗漏有两个可能原因：第一，输水箱涵末端(20m一道分缝)经过历多年运行，箱涵分缝处可能发生的沉降位移导致出现的接触性渗漏；第二，2014年3#副坝碟阀房新建的两条钢管与坝内埋管衔接处的防水胶圈不紧密或钢管沉降漏水等所致。因为接口处于建筑物以下，无法进一步探明成因，建议另立项目开挖检查并修补处理。据分析，大坝下部右岸坝肩及附近坝体的出现的浸润现象，可能是碟阀房输水涵接口漏水散润所致。

(5)8#副坝存在软弱土体、浸润线较高的问题，高水位时8#副坝背水坡坡脚局部出现散浸现象；局部坡脚未按规范设置排水反滤措施。

(6)9#副坝存在二级马道上部坡面浸润线较高、高水位时背水坡二级马道以上局部植草护坡土体有由渗漏引起的轻微侵润。

3.3 处理对策

(1)及时处理主坝多部位出现坝体渗漏的问题，现阶段该大坝能正常运作，为了确保大坝长期安全运行，建议及时对主坝出现坝体渗漏部位进行灌浆、充填或采用其他措施进行处理，提高坝体密实性，改善坝体防渗性能。

(2)1#副坝二级平台附近可能存在填筑薄弱夹层，基局部排水棱体堆石处有细微渗水声问题。1#副坝存在的两处问题现阶段虽未对大坝造成影响，为了确保大坝长期安全运行，但也应进一步探明成因，在水库低水位时对坝体软弱层进行进行灌浆、充填或采用其他措施进行处理；打开坝基排水棱体堆石进一步探明渗水成因并根据成因进行相应处理。

(3)3#副坝存在渗漏量较大，水库高水位时，在大坝两侧坝肩28.0m高程以下坝体及附近山体有疑似绕坝渗水现象，且土体受水浸泡有软化趋向；大坝排水沟排水流量较大，且有一定数量的黄泥、泥沙析出；根据现场检查及运行管理人员反映，该处发生渗漏有两个可能原因：第一，输水箱涵末端(20m一道分缝)经过历多年运行，箱涵分缝处可能发生的沉降位移导致出现的接触性渗漏；第二，2014年3#副坝碟阀房新建的两条钢管与坝内埋管衔接处的防水胶圈不紧密或钢管沉降漏水等所致。因为接口处于建筑物以下，无法进一步探明成因，经渗流计算，现状坝体渗流浸润线在背水坡排水棱体内出逸，未对大坝正常运行造成影响，但二级马道以下浸润线较高，建议组织相关专业检测部门对输水涵接触渗漏部位进行进一步鉴定，探明渗流具体情况，提出具体处理措施。

(4)8#副坝局部存在软弱土体及高水位时8#副坝背水坡坡脚有局部散浸现象出现。经渗流验算8#副坝确实存在浸润线较高的问题，但未影响坝体正常运行。结合现场检查分析，高水位时8#副坝背水坡坡脚局部出现散浸现象的主要成因是该坝背水坡未设置坝后排水反滤体、坝后排水沟，导致水库高水位时软弱土层的渗水不能及时排走在该处聚集造成。为了确保大坝长期安全运行，建议按规范对8#副坝背水坡增加排水反滤体、坝后排水沟措施，探明局部软弱土体位置，并对其进行灌浆、充填或采用其他措施加固处理。

(5)9#副坝背水坡二级马道以上局部植草护坡土体有由渗漏引起的轻微润；根据渗流计算成果，坝体渗流浸润线在背水坡排水棱体出逸，未在二级平台有出逸点，渗流出逸比降均小于允许值，初步判断9#副坝运行正常。但二级马道上部坡面浸润线较高，水库高水位时浸润线相应提高造成9#副坝背水坡局部土体微润在等现象应该引起足够重视，建议及时对9#副坝软弱部位处进行灌浆、充填或采用其他措施进行处理。

(6)完善大坝、放水涵等建筑物的安全监测设备配套设施。

4 输水工程

4.1 输水现状

目前输水工程为两条DN1200钢管输水，达到20万m3/d。两条钢管均布置在原预应力钢筋混凝土输水管的右侧，两条钢管之间的中心距为6m。

4.2 存在的问题

(1)管道桩号4+412～4+452段穿越高水公路(省道280)，仍采用连接原来预埋管道穿越公路，未重新建设穿路管道，载重汽车的长期碾压将直接对管道的结构破坏及变形；

(2)管道桩号5+372～5+502段穿越小东江鸡公河，仍采用连接原来预埋管道穿越，未重新建设过河管道。由于该段过河管道为预应力钢筋混凝土管，使用年限已超过25年，多次出现渗漏，补救措施为在管道内套管止漏，未根除隐患。

4.3 处理对策

(1)建议加强对输水管线的监测，如发现渗漏问题，应及时采取相应措施处理。

(2)原预埋供水管道受损时，建议在旁边开挖接通预埋的备用钢管，以解决原预埋管道的供水及维护问题。

(3)做好供水方案，在出现供水危机时，及时实施应急供水方案。

5 结语

通过对茂名市名湖水库供水工程安全运行存在的问题进行深入分析并制定相应对策，不仅能够规范项目的标准化管理，有效提高保障水平，改进运行机制，实现防范系统化、决策科学化、指挥智能化、保障统筹化，还能够最大限度地减少供水危机可能造成的损失，保障茂名市经济社会全面协调、可持续发展。