新疆大山口、鐵門關、托海水電站大壩安全現狀調查與分析

新疆巴音郭楞自治省的山口水庫、鐵門關水庫和新疆哈薩克自治省的塔海水庫分別擁有80米、45米和50米。它們都是該地區的主要發電裝置。1999年底，這三座水庫總面積約為95億kwh。為了促進當地工農業生產，提高各族人民的生活水平，確保邊境地區的社會穩定，作出了重大貢獻。攔河大壩是水電站最主要的建筑物，大壩的安全，不僅直接影響到水電站自身發、供電效益的正常發揮，并與下游人民的生命財產、國民經濟建設命脈乃至生態環境密切相關。為確保大山口、鐵門關和托海水電站大壩的安全，自1999年9月開始，對這三座大壩實施定期檢查，經過一年零三個月的不懈努力，到2000年底，完成了全部檢查和評價工作，評定出大壩安全等級，針對存在的缺陷和隱患，提出了意見和建議。這三座水電站大壩通過定檢取得明顯成效，為開發大西北促進新疆經濟大發展，奠定了良好的基礎，并為新疆地區其它水電站大壩的安全管理提供了寶貴的經驗。本次定檢在組織形式上做了一些調整和改進，為保證定檢工作質量和加快工作進展，進行了一次有益的嘗試。1．大壩滲流致災及加固隱患鐵門關土壩、托海拱壩和大山口拱壩，分別于1972年、1988年和1991年擋水發電運行，三座大壩在蓄水后都未做過全面的專題檢查和安全評價。本次定檢，通過設計復核、施工復查、運行總結和現場檢查，從設計標準、壩基隱患、壩體穩定、泄洪消能以及近壩庫岸滑坡等方面，對大壩的結構性態和安全狀況，進行系統的分析和綜合評判，查找出一些需要及時加以處理的缺陷和隱患。如鐵門關土壩上游壩坡砂礫料偏細，滲透系數偏小，在水庫水位驟降時應適當控制水位降速；在稀遇洪水時該壩防浪墻對防止洪水漫過壩頂、確保土壩安全十分重要，應及時對其裂縫和破損部位進行修復。托海拱壩右壩肩繞壩滲漏量大，目前雖不影響大壩整體安全，但應盡快進行防滲處理，消除這一隱患；泄洪中孔漏水嚴重，應抓緊維修消缺，保證大壩安全泄洪運行。大山口拱壩右岸重力墩被裂縫切割貫穿，壩基滲漏量大、滲壓力高，壩頂向下游時效位移量偏大，這些重大缺陷和異常現象，目前尚不危及大壩的安全運行，但對其嚴重性要有充分估計，應及時采取針對性加固處理措施。經過專題檢查和綜合安全評價，摸清了三座大壩的安全現狀，為大壩維修加固和運行管理提供了可靠的依據。2加固后的壩體檢測措施及效果根據定檢發現的問題，三座大壩立即著手安排消除缺陷、補強加固工程，其中托海和大山口大壩，邊檢查邊處理，至定檢結束時，已完成部分維修加固項目。托海拱壩右壩肩曾建有蓄水池，利用繞壩滲漏水作為生活用水，檢查中指出這一不安全因素后，業主當機立斷，拆除了蓄水池；在托海副壩（土壩）下游邊坡上，為了綠化曾栽種了樹木，為避免土壩邊坡遭受樹木根系的損壞，在現場檢查后隨即將樹木移走；由于中孔啟閉機兩缸不同步，引起閘門頂部止水橡皮撕裂而大量漏水，經過技術改造，已較好地解決了不同步問題。大山口拱壩在對右岸重力墩裂縫進行檢測分析的同時，即委托做加固設計方案，至定檢結束時，預應力錨固處理措施已經基本完成，并采用柔性材料，對裂縫進行封閉灌漿，以避免裂縫遭受凍脹破壞；緊接著，該壩對壩基滲漏嚴重部分實施化學灌漿處理，目前實測壩基滲漏量已大為減少；該壩還投入大量人力物力，對大壩監測設施進行完善和改造，目前部分新增設的監測設施已投入使用。三座大壩已經完成和正在開展的維修加固項目，是在定檢全面分析研究的基礎上，根據缺陷的危害程度，擇險而優，分期安排，針對性強，使有限的資金投入，取得明顯的工程效益，使大壩安全狀況得到根本改善。3大壩監測資料質量管理的必要性由于歷史原因，鐵門關大壩和托海大壩建成后沒有經過竣工驗收，工程設計和施工資料沒有進行認真的整理，有的文字資料和圖紙已經丟失。在定檢過程中，業主克服重重困難進行搶救性搜集整理，請已退休的老同志回憶設計和施工中一些重大技術更改問題，走訪已調離工地的施工單位補充關鍵性施工資料，在原設計單位的配合下，業主編制出《鐵門關水電站工程綜合報告》和《托海水電站工程綜合報告》，對工程建設過程、勘測設計施工簡況以及運行管理情況，做出了比較全面的總結，使許多寶貴的資料得以集中保管，使某些長期懸而不決的疑難問題得到澄清。大壩監測資料是判斷大壩運行性態是否安全的重要信息，由于這三座大壩監測項目不全，監測設備陳舊簡陋，因而獲取的監測資料可靠性較差，而且長系列的資料沒有經過系統全面的分析整理，本次定檢列出的專題，對監測設備進行鑒定，將監測資料進行計算機處理存檔，運用定性和定量分析方法，對長系列實測數據進行了分析研究，尋找大壩運行規律，使監測資料發揮出重要作用。通過上述搶救性搜集整理工作和對監測資料的分析研究，連同本次定檢的各有關檢查報告，三座大壩已基本建立起比較完善的大壩安全檔案，為今后的大壩安全管理打下扎實的基礎。4大壩安全監察中心定檢的成效通過本次定檢，三座水電站的各級領導和管理人員增強了大壩安全意識，建立和健全了水工管理機構和規章制度，一批年輕有為的水工技術人員，在老專家言傳身教熏陶之下，業務素質水平得到迅速提高。例如，大山口水電站組織各級管理人員多次旁聽專家組討論，還邀請專家做專題輔導講座，對水電站大壩安全的重要性和特殊性，以及潰壩事故的突發性有了比較深入的認識；在機構改革調整中，加強水工管理力量，認真修訂水工管理各種制度，在企業上等級和達標時，將大壩與機電設備一同嚴加考核，并安排技術人員赴內地有關水電站對口考察學習，吸取先進的大壩監測技術和管理經驗，結合大山口大壩的具體情況，制定出整改規劃。三座水電站長期與大壩相伴的水工管理人員，具有比較豐富的實踐經驗，在定檢過程中參與多學科交叉研究、綜合分析論證之后，短時段內對大壩的認識由感性升華到理性，由局部擴展到全面，由運行管理階段追溯到設計、施工全過程，逐步掌握大壩性態變化規律，明確了安全監控的重點部位，使自己的專業知識和管理水平攀登上一個更高的臺階，這是本次定檢最重要的成效之一。大山口、鐵門關和托海水電站大壩，之所以能在較短的時間內，通過定檢取得上述一系列明顯成效，與定檢的組織形式緊密相關。本次定檢由專題檢查和安全評價二部分組成，業主負責專題檢查，大壩安全監察中心負責安全評價。專題檢查在大壩安全監察中心組織的專家組指導下進行，專題檢查結束后由業主負責提出有關檢查報告。大壩安全監察中心審查專題報告，并結合大壩設計、施工和運行情況，對大壩結構性態和安全狀況進行全面綜合評價，評定大壩安全等級，針對存在的隱患和缺陷，提出整改意見和建議。本次定檢專家組成員包含了熟悉拱壩和土壩設計、施工、運行管理三方面的專家，知識結構合理，專業素質較高，在定檢中發揮了關鍵作用。各專題檢查項目針對性強，檢查手段和分析方法可靠，工作深度滿足綜合評價的要求。大壩安全監察中心在安全評價過程中，全面傾聽有關方