江源水电站主要构筑物结构安全复核评价_刘光龙.pdf

标准化与质量监督水利技术监督2023 年第 2 期DOI:10.3969/j.issn.1008-1305.2023.02.003江源水电站主要构筑物结构安全复核评价刘光龙(赣州市天鹰水利水电规划设计有限公司，江西 赣州 341000)摘要:为落实小水电安全生产工作，防患于未然，对小水电站安全运行状况进行检查复核。依托江西省会昌县江源水电站，针对电站安全进行现场检查与评估，并对主要构筑物结构安全进行评价。结果发现:大坝、溢流坝、发电引水系统外观质量较好，未见变形、沉陷等现象，安全检查检测满足规范要求;主要构筑物渗流、结构、防洪、抗震安全等级均为 A 级，金属结构为 B 级，表明电站处于稳定安全状态，运行满足现行规范的要求。本文相关思路可为类似小水电安全评价提供参考。关键词:结构安全;构筑物;质量检查;江源水电站中图分类号:TV737文献标识码:B文章编号:1008-1305(2023)02-0007-02收稿日期:2022-10-24作者简介:刘光龙(1988 年)，男，工程师。E-mail:anorkl9 小水电数量多、老旧电站多、安全风险高，我国现有各类水电站 9.8 万座，其中 95%为小水电，自 21 世纪初，水利部开展了大规模的电站除险加固工作，有效保障了电站的安全1-3。但截至目前，仍然还有大量的病险电站，为筑牢小水电安全根基，对小水电进行安全鉴定，并对二、三类坝的水电站进行除险加固，建设水雨情监测和大坝监控设施等是十分有必要的4。为消除小水电安全隐患，充分发挥水电站效益，实现水电站安全与效益的双提升，定期开展安全隐患排查、设备检修与维护，实时掌握大坝与库区安全状况，为防御极端天气和次生灾害做足准备，在全面排查基础上，对电站安全隐患、设备运行、防洪能力、应急处置等进行检查和评价5-6。1工程概况1.1电站基本情况江源水电站位于江西省会昌县清溪乡，地处赣江上游贡江水系湘江一级支流石坝河。水库正常蓄水位402.50m，设计洪水位 404.98m(P=5%)，水库总库容 88 万 m3，是一座以发电为主的小(2)型水利工程，装机容量为 1260kW，多年平均发电量为 482 万 kWh。工程于 2002 年 7 月兴建，2007年 1 月建成并下闸蓄水。电站枢纽主要由 C15 细石混凝土砌块石拱坝、发电引水隧洞及压力管道、发电厂房及开关站等建(构)筑物组成，工程等别为等，主要建筑物级别为 5 级。1.2主要构筑物设计参数(1)大坝。为 C15 细石混凝土砌块石拱坝，最大坝高 28.4m，坝顶高程 405.50m，防浪墙顶高程406.50m，坝顶宽度 2.8m，坝顶弧长 96.25m，坝顶弦长(下游)82.11m，外半径 61m。上游坝坡垂直，采用 C20 混凝土防渗面板。下游坝坡坡比 10.3，采用水泥砂浆勾缝。(2)溢洪道。位于大坝中间，为开敞式 WES 实用堰，反弧半径 4m，进口高程 402.50m，净宽45m，全长7.4m。溢洪道全段底板和边墙为混凝土衬砌。消能为挑流消能，下游接河床。(3)发电引水系统。进水口为闸门井，闸门尺寸宽 高为 2.0m 2.0m，启闭设备为 30/15t 螺杆启闭机。隧洞内径为 1.5m，混凝土衬砌，衬砌厚度为 0.25m，进口高程为 385.50m，出口高程为383.29m，隧洞长 380m。隧洞后通过镇墩接压力钢管，长 170m，内径 1m，壁厚 0.01m，进口高程为383.29m，出口高程为 309.00m。压力钢管镇墩 3个，支墩 12 个，均为 C15 混凝土结构。2现场检查与评估2.1现场检查(1)大坝。坝顶表面混凝土未发现裂缝和脱落72023 年第 2 期水利技术监督标准化与质量监督现象;上游坝面坡面平整，防渗面板未有裂缝和脱落现象;下游坝面表面未发现异常情况;两岸坝肩边坡未发现明显渗漏现象。(2)溢流坝。溢流坝堰面较平整，未见裂缝、混凝土剥蚀、脱落等现象，两侧导水墙表面混凝土未发现脱落、坍塌及变形等现象;溢流坝出口采用挑流消能，下游河道基岩裸露，岩石强度高，抗冲刷性好，未见河道边坡失稳，也未见冲刷。(3)发电引水系统。引水隧洞从大坝上游左岸山体中通过，进口洞脸边坡为强风化花岗岩，边坡基本稳定，隧洞全段采用了混凝土衬砌，衬砌质量较好，未发现裂缝、漏水现象;隧洞进口混凝土启闭排架及手电两用螺杆启闭机。混凝土排架未见裂缝、露筋、蜂窝麻面等现象，外观质量较好。闸门及手电两用螺杆启闭机存在锈蚀，运行基本正常;隧洞出口接压力钢管，接口处未见漏水现象;压力钢管存在锈蚀现象，镇、支墩为混凝土结构，基础为基岩，基础稳定，未见变形、沉陷现象。(4)近坝岸坡。大坝两侧未见山体塌滑和不良地质现象，近坝岸坡基本稳定。(5)安全检测。本次安全鉴定对压力管道及大坝防渗面板等部位混凝土进行了检测，其检测结果均为合格。(6)管理设施。水电站管理单位有防汛物资，能满足电站水库日常管理和防汛抢险需要。2.2工程质量评估(1)大坝。坝基岩性为花岗岩，呈弱风化状，为完整 较完整岩体，岩石承载力高，河床段坝基及两岸坝肩坝基清基较彻底;下游冲刷坑基岩岩性为弱风化岩体，抗冲刷能力较强，河床坝基及两岸坝肩岩体抗滑稳定性总体较好，建坝以来坝体未发现较明显的位移，大坝坝基基本稳定。2004 年对坝基进行防渗帷幕灌浆和固结灌浆处理。帷幕灌浆岩体单位透水率 q 3Lu，固结灌浆岩体单位透水率 q 5Lu。坝脚及坝肩未发现坝基渗漏与绕坝渗漏现象。坝体整体砌筑较密实，并采用分层充填灌浆加固，勘察期间大坝坝体未发现明显位移。溢流坝位于大坝中部，坝体砌筑密实，溢流面及两侧导墙混凝土较光滑，堰面无裂缝冲刷等现象，基于此，初步认定施工质量满足要求。(2)发电引水系统。由进水口、隧洞、压力钢管组成。发电引水隧洞围岩为燕山期入侵的中 粗中粒黑云母花岗岩，呈弱 微风化，围岩类别属于类。隧洞全段采用混凝土衬砌，并回填灌浆。根据验收资料衬砌混凝土质量满足设计要求，质量合格。隧洞进水口闸门混凝土排架，未见裂缝、露筋、蜂窝麻面等现象，外观质量较好。压力钢管混凝土镇、支墩基础坐落于基岩上，外观质量较好，未发现沉陷、变形现象。(3)近坝岸坡。大坝两侧未见山体塌滑和不良地质现象，近坝岸坡基本稳定。该水电站工程质量综合评定为合格。3结构安全评价3.1渗流安全大坝坝基帷幕灌浆岩体单位透水率 q 3Lu，大坝不存在接触渗漏和绕坝渗漏问题，运行至今未发现有异常渗流现象。大坝坝体细砌石呈灰黄色、灰白色，干燥，由块石、水泥砂浆组成，大坝砌筑较密实，并在砌筑时采用坝体分层充填灌浆，坝体砌筑质量较好;上游面设有厚 0.6m 的混凝土面板，面板无裂缝，质量较好。现场检查未发现渗漏现象、坝体、坝基及 2 个坝肩未发现漏水现象。隧洞、隧洞出口及与压力钢管接触位置均未发现渗水现象。综上，该水电站渗流安全评为 A 级。3.2结构安全大坝近坝岸坡植被茂密，库岸坡不陡，基岩出露高，库内未发现大的滑坡坍塌体，未发现滑坡不良地质现象。岸坡稳定。20022007 年工程建设时大坝上游面设置了厚 0.6m 的 C20 混凝土防渗面板，伸入基岩0.8m。2004 年对坝基进行防渗帷幕灌浆和固结灌浆处理。帷幕灌浆岩体单位透水率 q 3Lu，固结灌浆岩体单位透水率 q 5Lu。坝脚及坝肩未发现坝基渗漏与绕坝渗漏现象。大坝为混凝土细骨料砌块石单曲拱坝。经复核，大坝在各种工况下，大坝的坝体应力小于规范允许值，拱座抗滑稳定满足规范要求;溢流坝能满足洪水安全下泄要求。隧洞围岩为黑云母花岗岩，呈弱 微风化状，围岩基本稳定。隧洞全段采用混凝土衬砌，未见裂缝、露筋、蜂窝麻面等现象。压力钢管镇墩为混凝土结构，基础为花岗岩。镇墩外观质量较好，未见滑移、沉陷现象。隧洞进水口闸门混凝土排架，未见裂缝、露筋、蜂窝麻面等现象。综上，该水电站结构安全性评为 A 级。3.3防洪能力复核根据 GB 502012014防洪标准 及 SL 2522017水利水电工程等级划分及洪(下转第 135 页)8建设与管理水利技术监督2023 年第 2 期力发展农田水利，将节水灌溉与高标准农田建设结合起来，抓好各类灌区特别是引黄灌区的现代化改造，推广应用节水灌溉技术，不断提高农业抵御自然灾害能力和综合生产能力。持续改进水生态环境，扩大水利工程的灌溉面积，彻底扭转聊城市水旱灾害防御的被动局面。同时，水旱灾害防御是一个复杂系统工作，涉及多学科知识，本文只是结合实践工作基础上对特定城市问题现状进行阐述，研究分析还有待结合调查数据充实，提出的决策建议创新性不足，还需要实际运用后进行定量评估，以期为基层农田灌区水旱灾害工作提供决策依据。参考文献 1田以堂 我国水旱灾害防御工作成就辉煌J 中国防汛抗旱，2019，29(10):1-5 2谷洪波，唐铠，刘新意，等 我国农业水旱灾害的危害及防御体系的建构J 湖南科技大学学报(社会科学版)，2013，16(3):123-126 3周荣星，张丽蒙，张静 山东省流域中心水旱灾害防御经验做法J 山东水利，2022(3):1-3 4季宗虎，孙栋元，惠磊，等 疏勒河流域现代灌区智慧应用技术体系研究 J 水利规划与设计，2022(9):25-30，63 5刘海瑞，奚歌，金珊 应用数字孪生技术提升流域管理智慧化水平 J 水利规划与设计，2021(10):4-6，10，88 6陈晓燕，杜伟，褚廷芬 邢家渡灌区灌排设施布局优化及节水控制 J 水利技术监督，2021(9):178-181 7李肖金，石培泽，杨昌钰，等 干旱缺水区节水高效农田建设成效问题与对策措施 J 水利规划与设计，2021(4):25-27，56 8孟迎，聂恒睿 济宁市“智慧水务”信息化建设方案探讨J 水利技术监督，2021(1):44-47(上接第 8 页)水标准 的规定，本次复核设计洪水标准采用 20a 一遇(P=5%)，校核洪水标准为100a 一遇(P=1%)。经计算，20a 一遇设计洪峰流量 为 343m3/s，100a 一 遇 校 核 洪 峰 流 量 为510m3/s。设计洪水位 404.98m(P=5%)，相应下泄流量为 343m3/s;校 核 洪 水 位 405.50m(P=1%)，相应下泄流量为 510m3/s，表明水库溢流坝泄流能力能满足安全泄量的要求，同时大坝非溢流段坝顶高程满足规范要求的抗洪高度。综上，该水电站大坝防洪安全性评为 A 级。3.4抗震与金属结构安全根据 GB 183062015中国地震动参数区划图，本工程区域地震动峰值加速度 0.10g，反应谱特征周期 0.35s，相应地震基本烈度为度，经复核，抗震安全满足相关规范要求。综上，大坝抗震安全性评为 A 级。大坝坝内埋设放空钢管，出口由闸阀控制，闸阀存在锈蚀漏水现象。发电引水隧洞进水口铸铁闸门，未见变形，手电两用螺杆启闭机运行正常。压力钢管存在锈蚀现象(本次安全鉴定检测结果:压力钢管厚 9.93mm)。该水电站金属结构安全性评定等级为 B 级。3.5安全综合评价及建议根据 SL 2582017水库大坝安全评价导则12.0.3 条规定大坝安全分类标准，江源水电站大坝属“二类坝”。工程存在的主要问题为:大坝坝顶无安全防护设施;进库及公路路况较差;水库无水、雨情自动观测设施，大坝无安全监测设施。建议增设坝顶安全防护设施;修善进库及上坝公路;增设水库水、雨情自动观测设施和大坝安全监测设施;按水利工程标准化的管理要求，进行巡查、检查和科学调度，确保水电站安全运行。4结语江源水电站运行时间较长，通过现场检查的方式对电站安全状态进行评估，并对主要构筑物结构安全进行评价。主要构筑物未见明显变形、裂缝等现象，满足安全稳定运行要求。同时经安全评价认定，其渗流、结构安全及大坝抗震、防洪安全均为A 级，金属结构安全为 B 级，表明电站运行状态良好。下一步，应继续重视巡视巡查、加强监测分析、规范运行管理工作，持续推进各构筑物安全生产能力建设，确保电站安全高效运行。参考文献 1丁志宏，果有娜，李海军 我国水库大坝安全管理工作的若干思考 J 海河水利，2018，210(2):38-40 2张龙 甘