新疆大山口、铁门关、托海水电站大坝安全现状调查与分析

新疆大山口、铁门关、托海水电站大坝安全现状调查与分析

新疆巴音郭楞自治省的山口水库、铁门关水库和新疆哈萨克自治省的塔海水库分别拥有80米、45米和50米。它们都是该地区的主要发电装置。1999年底，这三座水库总面积约为95亿kwh。为了促进当地工农业生产，提高各族人民的生活水平，确保边境地区的社会稳定，作出了重大贡献。拦河大坝是水电站最主要的建筑物，大坝的安全，不仅直接影响到水电站自身发、供电效益的正常发挥，并与下游人民的生命财产、国民经济建设命脉乃至生态环境密切相关。为确保大山口、铁门关和托海水电站大坝的安全，自1999年9月开始，对这三座大坝实施定期检查，经过一年零三个月的不懈努力，到2000年底，完成了全部检查和评价工作，评定出大坝安全等级，针对存在的缺陷和隐患，提出了意见和建议。这三座水电站大坝通过定检取得明显成效，为开发大西北促进新疆经济大发展，奠定了良好的基础，并为新疆地区其它水电站大坝的安全管理提供了宝贵的经验。本次定检在组织形式上做了一些调整和改进，为保证定检工作质量和加快工作进展，进行了一次有益的尝试。1．大坝渗流致灾及加固隐患铁门关土坝、托海拱坝和大山口拱坝，分别于1972年、1988年和1991年挡水发电运行，三座大坝在蓄水后都未做过全面的专题检查和安全评价。本次定检，通过设计复核、施工复查、运行总结和现场检查，从设计标准、坝基隐患、坝体稳定、泄洪消能以及近坝库岸滑坡等方面，对大坝的结构性态和安全状况，进行系统的分析和综合评判，查找出一些需要及时加以处理的缺陷和隐患。如铁门关土坝上游坝坡砂砾料偏细，渗透系数偏小，在水库水位骤降时应适当控制水位降速；在稀遇洪水时该坝防浪墙对防止洪水漫过坝顶、确保土坝安全十分重要，应及时对其裂缝和破损部位进行修复。托海拱坝右坝肩绕坝渗漏量大，目前虽不影响大坝整体安全，但应尽快进行防渗处理，消除这一隐患；泄洪中孔漏水严重，应抓紧维修消缺，保证大坝安全泄洪运行。大山口拱坝右岸重力墩被裂缝切割贯穿，坝基渗漏量大、渗压力高，坝顶向下游时效位移量偏大，这些重大缺陷和异常现象，目前尚不危及大坝的安全运行，但对其严重性要有充分估计，应及时采取针对性加固处理措施。经过专题检查和综合安全评价，摸清了三座大坝的安全现状，为大坝维修加固和运行管理提供了可靠的依据。2加固后的坝体检测措施及效果根据定检发现的问题，三座大坝立即着手安排消除缺陷、补强加固工程，其中托海和大山口大坝，边检查边处理，至定检结束时，已完成部分维修加固项目。托海拱坝右坝肩曾建有蓄水池，利用绕坝渗漏水作为生活用水，检查中指出这一不安全因素后，业主当机立断，拆除了蓄水池；在托海副坝（土坝）下游边坡上，为了绿化曾栽种了树木，为避免土坝边坡遭受树木根系的损坏，在现场检查后随即将树木移走；由于中孔启闭机两缸不同步，引起闸门顶部止水橡皮撕裂而大量漏水，经过技术改造，已较好地解决了不同步问题。大山口拱坝在对右岸重力墩裂缝进行检测分析的同时，即委托做加固设计方案，至定检结束时，预应力锚固处理措施已经基本完成，并采用柔性材料，对裂缝进行封闭灌浆，以避免裂缝遭受冻胀破坏；紧接着，该坝对坝基渗漏严重部分实施化学灌浆处理，目前实测坝基渗漏量已大为减少；该坝还投入大量人力物力，对大坝监测设施进行完善和改造，目前部分新增设的监测设施已投入使用。三座大坝已经完成和正在开展的维修加固项目，是在定检全面分析研究的基础上，根据缺陷的危害程度，择险而优，分期安排，针对性强，使有限的资金投入，取得明显的工程效益，使大坝安全状况得到根本改善。3大坝监测资料质量管理的必要性由于历史原因，铁门关大坝和托海大坝建成后没有经过竣工验收，工程设计和施工资料没有进行认真的整理，有的文字资料和图纸已经丢失。在定检过程中，业主克服重重困难进行抢救性搜集整理，请已退休的老同志回忆设计和施工中一些重大技术更改问题，走访已调离工地的施工单位补充关键性施工资料，在原设计单位的配合下，业主编制出《铁门关水电站工程综合报告》和《托海水电站工程综合报告》，对工程建设过程、勘测设计施工简况以及运行管理情况，做出了比较全面的总结，使许多宝贵的资料得以集中保管，使某些长期悬而不决的疑难问题得到澄清。大坝监测资料是判断大坝运行性态是否安全的重要信息，由于这三座大坝监测项目不全，监测设备陈旧简陋，因而获取的监测资料可靠性较差，而且长系列的资料没有经过系统全面的分析整理，本次定检列出的专题，对监测设备进行鉴定，将监测资料进行计算机处理存档，运用定性和定量分析方法，对长系列实测数据进行了分析研究，寻找大坝运行规律，使监测资料发挥出重要作用。通过上述抢救性搜集整理工作和对监测资料的分析研究，连同本次定检的各有关检查报告，三座大坝已基本建立起比较完善的大坝安全档案，为今后的大坝安全管理打下扎实的基础。4大坝安全监察中心定检的成效通过本次定检，三座水电站的各级领导和管理人员增强了大坝安全意识，建立和健全了水工管理机构和规章制度，一批年轻有为的水工技术人员，在老专家言传身教熏陶之下，业务素质水平得到迅速提高。例如，大山口水电站组织各级管理人员多次旁听专家组讨论，还邀请专家做专题辅导讲座，对水电站大坝安全的重要性和特殊性，以及溃坝事故的突发性有了比较深入的认识；在机构改革调整中，加强水工管理力量，认真修订水工管理各种制度，在企业上等级和达标时，将大坝与机电设备一同严加考核，并安排技术人员赴内地有关水电站对口考察学习，吸取先进的大坝监测技术和管理经验，结合大山口大坝的具体情况，制定出整改规划。三座水电站长期与大坝相伴的水工管理人员，具有比较丰富的实践经验，在定检过程中参与多学科交叉研究、综合分析论证之后，短时段内对大坝的认识由感性升华到理性，由局部扩展到全面，由运行管理阶段追溯到设计、施工全过程，逐步掌握大坝性态变化规律，明确了安全监控的重点部位，使自己的专业知识和管理水平攀登上一个更高的台阶，这是本次定检最重要的成效之一。大山口、铁门关和托海水电站大坝，之所以能在较短的时间内，通过定检取得上述一系列明显成效，与定检的组织形式紧密相关。本次定检由专题检查和安全评价二部分组成，业主负责专题检查，大坝安全监察中心负责安全评价。专题检查在大坝安全监察中心组织的专家组指导下进行，专题检查结束后由业主负责提出有关检查报告。大坝安全监察中心审查专题报告，并结合大坝设计、施工和运行情况，对大坝结构性态和安全状况进行全面综合评价，评定大坝安全等级，针对存在的隐患和缺陷，提出整改意见和建议。本次定检专家组成员包含了熟悉拱坝和土坝设计、施工、运行管理三方面的专家，知识结构合理，专业素质较高，在定检中发挥了关键作用。各专题检查项目针对性强，检查手段和分析方法可靠，工作深度满足综合评价的要求。大坝安全监察中心在安全评价过程中，全面倾听有关方