病险水库的大坝与安全(水利工程设计与研究丛书)
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1.3 工程运行情况

(1)水库运用方式与库内泥沙淤积情况。建库以来,经历了六个时段三种运用方式,具体见表1.3-1,目前水库有效库容为1.89亿m3

表1.3-1 历年淤积情况表

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(2)大坝变形情况。在河床部位自1963~2000年最大沉降量为2738mm,1988年以来沉降量呈逐年递减趋势,至2000年,年递增沉降量最大为仅7mm。约为坝高的0.009%。

大坝水平位移规律规律为:上游坡向上游移动,最大位移量为332mm,下游坡向下游位移,最大位移量为224.9mm,上游坡位移量比下游坡大,坝顶向上游位移,最大位移量为686.4mm。1998~2000年向上下游位移值平均为1.9mm。

从以上情况可看出,现状条件下,坝体变形已趋于稳定。

(3)大坝裂缝情况。由于初建坝体质量较差,岸坡开挖过陡,以及后期加高、加固等原因,导致坝体建成近40年来坝体持续不均匀沉陷变形,坝体裂缝几乎年年发生。至今有记录的裂缝条数累计达294条,其中横缝231条,占78.6%,纵缝63条,占21.4%。左坝段和右坝段横缝数相当,发生的横缝最长的贯穿整个坝体,纵缝最长大于300m,裂缝最深达13m,裂缝最宽达120mm。通过坝体灌浆加固资料中漏点分布分析,在接近坝基的坝体中也存在着暗缝。1978年冬至1979年春,在左坝肩发现裂缝5条,右坝肩裂缝4条,开挖后发现横向暗缝61条,纵缝2条,暗缝的宽度达300mm。

裂缝具体分布情况见表1.3-2。

表1.3-2 大坝裂缝开展情况表

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续表

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注 2000年发现的裂缝未统计。

裂缝高发期为1965~1966年(17条/年)、1974~1976年(12条/年)两期坝体加高期和1980年(66条/年)第一次坝体灌浆期。裂缝开展最严重时期为1974年二期加高期间,当填筑到高程1116.13~1118.13m时,在下游坡高程1101.50~1116.70m间陆续发现八条纵缝,最大缝宽10~15mm,深8~10m,纵缝长300多m。其中有的与两坝肩的横缝连接,在平面上呈弧形,即所谓的“八大弧形裂缝”。加固方法,采用开挖回填和泥浆自流灌缝处理。第二次灌浆后,至1994年在坝面未发现裂缝,1995年后裂缝又陆续出现。

评价前虽未做现场开挖勘探,从1996年对位于左坝段下游的8条裂缝灌浆情况看,靠近左坝肩处的坝体中裂缝发育。1998年测压管更新改造时,发现靠右岸坡的26号孔打孔时,灌入浆液25m3,灌浆24h仍未灌满,之后停灌,说明右坝段宽大裂缝发育。1998年在左坝段下游坡发现裂缝15条,其中两条从坝脚延伸至坝顶。2000年渗流观测自动化改造时,在背水坡每级马道的电缆沟中均发现有裂缝,基本分布于河床段,条数不详。另外2001年4月底现场察看时,发现马道上的排水沟中有错动裂缝痕迹。综合以上说明目前下游坝体中裂缝仍很发育。上游坝体由于护面板覆盖,是否有裂缝未知。

对以往发现的裂缝,分别采用横向开挖设隔断墙、沿缝向浅层开挖回填土料和泥浆灌缝等方法进行了处理,但对2000年发现的裂缝,仅进行了浅层处理。

(4)大坝渗漏情况。水库蓄水后,1961年春,右岸下游坝脚发生湿润和翻浆,分析认为是施工前右岸基岩中泉水出露,施工时未彻底处理地下水补给及绕渗形成。蓄水后,坝基漏水严重,坝下T11孔涌水量增加,达19L/s,随水库淤积提高,坝基渗水量有所减少。

1964年11月左右,坝下游河床部位,沿坝脚呈线状分布涌水点,形成砂环直径2~10cm,但涌水中除砂粒外,无土质颗粒。

据1964年5月7日观测资料,当水位1089.20m时,坝后渗出流量为25L/s,折合2160m3/d。

1972年冬季出现坝右岸背水坡台地湿润面增大,左岸砂岩湿润面抬高现象。1976年在右岸背水坡增设反滤体后,上述现象消失。

大坝第一次第二次加固后,在靠左岸下游坝脚的汇集渗流坑中,有少量渗水,目前已无渗水。可能与坝下一级水电站开挖集水井有关。该集水井位于坝下靠左岸边,距下游坝脚约80m。该井中2001年4月底测得渗漏量为48m3/d,另外在左坝脚下游的岸坡岩石中,打有一平洞,长约20m,高程约1051.50m,2001年4月底测得渗漏量为66m3/d。

(5)泄洪输水建筑物运用情况。输水洞进水塔和泄洪洞进水塔水位变动区冻融破坏严重,表面出现水泥、石子脱落现象。最深破坏深度6~10cm。塔架流道出现磨蚀现象。

输水洞从外观看,部分部位出现裂缝,因气蚀或冲刷等原因出现较大的凹坑和大范围粗骨料外露,骨料与混凝土分离,部分地方钢筋外露并出现表面锈蚀。止水老化,一半伸缩缝渗水严重。泄洪洞局部出现较长裂缝,洞子后段底板气蚀尤为严重。粗骨料外露,并有较大坑洞,部分位置钢筋出露锈蚀,进口以下约一半伸缩缝渗水严重,出口消能部分气蚀严重,消力墩因冲刷磨损残缺不全。

增建泄洪洞因运行时间很短,质量良好。

(6)金属结构运用情况。本次评价的金属结构设备包括:拦污栅、叠梁门、平板门、弧形门、卷扬机、桥机、抓梁以及压力钢管等。除增建泄洪洞外其余设备均运行近30年,压力钢管运行已运行35年。运行过程中出现不少问题。主要有泄洪洞、输水洞闸门、启闭系统设备老化、气蚀、磨损现象非常严重。并已出现多次钢丝绳断裂,刹车失灵,电气短路等影响运行安全的故障。

经检测局部焊缝锈蚀深度超过3.0mm,闸槽底槛受泥沙水流的冲刷已成锯齿状,止水橡皮老化,严重漏水。弧形闸门侧轨止水座板表面已不平整。同时,弧门铰座及吊耳严重锈蚀,轴销转动不灵活,伴有异常响声,闸门启闭不灵活也不平稳。

所有闸门及叠梁、拦污栅的起吊钢丝绳水下部分锈蚀严重,多次断股,在2000年汛前检查时,曾发生断绳现象,现搭接使用。

几台启闭机的老化磨损现象非常突出,从20世纪90年代开始,启用机运行噪声逐年增大,振动逐渐明显,近年刹车失灵的故障时有发生,目前,电机及变速箱轴承松动,间隙过大,传动轴径向跳动较为厉害,制动片磨损相当严重,存在严重安全隐患。

输水洞叠梁启吊的抓梁为机械装置,设备落后,吊钩运行十分笨拙,有效保证率只能达到30%,在吊装中,经常需要借助人工办法才能完成。

对增建泄洪洞,由于运行时段较短,对其金属结构设备不做评价。