緊水灘水電廠水工建筑物安全管理工作

1工程概況

緊水灘水電廠位于浙江云和甌江上游大溪支流龍泉溪上，下轄緊水灘和石塘兩座水電站。緊水灘水電站裝機6臺共300 mw，1981年動工興建，1986年6月下閘蓄水，1988年6臺機組全部并網發(fā)電。樞紐由攔河壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、泄洪建筑物、過壩設施、開關站等組成；攔河壩采用混凝土三心雙曲變厚拱壩，最大壩高102 m，壩頂寬度5 m，壩頂弧長350.6m，壩頂高程194 m，共分20個壩段。壩址巖性為花崗斑巖，兩岸坡度為40°～60°；水庫正常蓄水位184 m，▽184 m以下庫容10.4×10.8 m3，屬不完全年調節(jié)。石塘水電站距上游的緊水灘水電站25 km，裝機3臺共78 mw，1985年7月正式開工，1988年底導流底孔下閘蓄水，1990年5月3臺機組全部并網發(fā)電，為河床式布置，樞紐由攔河壩、溢流壩、廠房、過壩建筑物及開關站等組成；攔河壩為混凝土實體重力壩，壩頂全長252.5 m，壩頂高程▽104.9 m，最大壩高38.9 m，共分13個壩段，壩址巖性為凝灰?guī)r；水庫正常蓄水位102.5 m，▽102.5 m以下庫容0.74×10.8 m3，屬徑流式、日調節(jié)水庫。

2首輪大壩安全定檢情況

1995年2月～1996年11月，緊水灘水電廠下屬的緊水灘、石塘兩座大壩同時進行了首次安全定期檢查，定檢工作按照《水電站大壩安全管理暫行辦法》和《水電站大壩安全檢查施行細則》的有關規(guī)定進行浙江省電力局主持了此項工作，聘請的專家組對本次定檢結果負責，緊水灘水電廠及大壩安全監(jiān)察中心參加了定檢的全過程工作，共召開了3次專家組會議，分別確定和審查了緊水灘大壩13項、石塘大壩12項專題報告，內容包括設計、施工、運行復查和評價，最后通過了兩座水電站大壩安全首次定期檢查報告。

2.1緊水灘大壩

電站自1986年蓄水發(fā)電以來，大壩經歷了186.66 m最高水位及20年一遇泄洪流量的考驗。經本次安全定檢復核認為：工程等級和大壩設計洪水標準符合現行規(guī)范，目前近壩庫岸穩(wěn)定，大壩變形規(guī)律符合拱壩自身結構和壩基工程地質條件，運行性態(tài)正常，壩肩穩(wěn)定安全系數滿足規(guī)范要求，泄洪建筑物流態(tài)正常，消能效果良好，沖刷坑較淺且遠離壩址，壩體應力在部分工況下局部超標，主要是放空水位工況時超標較多，壩體裂縫按實測封拱溫度計算，除放空水位工況外，其它各種工況都是穩(wěn)定的；考慮到混凝土實際強度較設計要求高，在壩體底部做了混凝土回填及混凝土貼角的有利因素，以及放空水位工況出現機會極少，上述超標應力和壩體裂縫情況不會危及大壩安全。綜上所述，依照《水電站大壩安全檢查施行細則》第42條評價條件，本次定檢專家組成員一致同意將緊水灘電站大壩定為正常壩。

2.2石塘大壩

電站自1988年蓄水、1989年發(fā)電以來，大壩經歷了高洪水位102.72 m和接近20年一遇泄洪流量的考驗。本次大壩安全定檢復核認為：工程等級和大壩設計洪水標準符合現行規(guī)范，近壩庫岸未發(fā)現滑坡和危及大壩安全的地質問題，庫岸穩(wěn)定、壩體穩(wěn)定及應力復核滿足規(guī)范要求，大壩變形規(guī)律符合大壩本身結構性態(tài)，壩基工程地質條件良好，運行性態(tài)正常，溢洪道水流平穩(wěn)，經消力池消能后，出流流態(tài)良好，下游河床未見有明顯沖刷。鑒于大壩目前狀況，依照《水電站大壩安全檢查施行細則》第42條評價條件，本次定檢專家組成員一致同意將石塘電站大壩定為正常壩。

3大壩安全監(jiān)測工作

3.1大壩監(jiān)測項目

緊水灘水電站大壩安全監(jiān)測項目包括：變形監(jiān)測有壩區(qū)高程控制網和平面控制網，壩頂194m高程、壩體153 m高程廊道和壩基廊道的沉陷觀測，位于5、7、11、13、17號壩段的5組正倒垂觀測，與正倒垂分布壩段相對應的壩頂5個前方交會點觀測，兩壩肩和壩基的基巖變位觀測(桿式多點變位計和測斜儀)，壩基基巖變位觀測(測縫計改裝)，壩體橫縫、接縫觀測；應力應變及溫度監(jiān)測有混凝土應力、應變及溫度觀測，鋼筋應力和鋼管應變觀測，壩基溫度觀測，庫水溫度觀測；滲流監(jiān)測有壩基揚壓力、混凝土滲壓、排水量、兩岸繞壩滲漏和排水及庫、壩區(qū)的水質觀測等。

石塘水電站大壩安全監(jiān)測項目包括：變形監(jiān)測有壩區(qū)高程控制網，壩頂沉陷觀測，壩頂視準線和激光準直觀測，9號壩段正倒垂線和兩岸壩肩倒垂線觀測；應力應變及溫度監(jiān)測有7號壩段和10號壩段兩個斷面上的混凝土應力、應變及溫度觀測和壓力鋼管應變觀測；滲流監(jiān)測有兩岸繞壩滲漏觀測，灌漿廊道、消力池部位排水廊道、裝配場排水廊道內的排水量、揚壓力觀測及庫、壩區(qū)水質觀測等。

3.2大壩監(jiān)測全過程安全管理

為掌握大壩的全面情況，電廠在施工期就配合設計、施工部門檢查工程質量，參與大壩監(jiān)測設備的埋設、安裝調試及觀測工作，取得了大量寶貴觀測資料，培養(yǎng)和提高了水工觀測人員的外業(yè)操作能力和技術水平。特別是對觀測資料的分析和一些缺陷的分析處理能力的提高，使電廠水工人員能獨立全面地承擔大壩安全監(jiān)測管理工作。施工期電廠先后開展的主要工作有：

(1)蓄水前。了解施工過程工程特性，參與基礎工程、混凝土工程的質量檢查，參加壩內儀器的率定、埋設、觀測和資料的分析計算，蓄水前的壩區(qū)平面和高程控制網的施工和觀測，地下水、多點變位計和測斜儀的現場安裝、調試、觀測等工作；

(2)蓄水施工期。派專業(yè)技術人員和水工觀測工全面參與變形觀測、壩內儀器觀測和地下水觀測3個專業(yè)的工作，對蓄水期的觀測資料，采用做“副本”或借閱的方式進行初步分析和簡單的整理，每年按上述3個專業(yè)面編寫年度觀測報告，且在汛前召開一次水工會議，討論、評價水工監(jiān)測成果；

(3)蓄水運行期。建立和制訂必要的規(guī)章制度試行本，全面深入地參加施工單位的現場觀測，參與觀測工作的全過程，成為電站觀測工作的主力軍，全面系統(tǒng)地掌握檢查施工單位的觀測資料，通過對觀測資料的分析，評價工程質量，提交施工期大壩觀測資料分析初步成果報告。

工程正式移交后，電廠為了開展正常的監(jiān)測工作，保證觀測成果的連續(xù)性、可靠性，主要開展了以下幾方面的管理工作：

(1)進行水工觀測資料的整理和整編工作。開發(fā)簡易數據管理軟件，將施工期的觀測資料和原始參數全部輸入微機，組織人工點繪過程線，于1993年底完成了自施工期起的所有觀測資料的整理和整編，此后，逐月將觀測資料輸入微機進行統(tǒng)計計算與整理工作，且在每年的1月份完成上一年度的水工觀測資料整編工作；

(2)管理工作規(guī)范化、制度化、標準化。根據《混凝土大壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》編制和完善了電廠《水工建筑物觀測標準》、《水工建筑物觀測工作手冊》等5種有關大壩安全監(jiān)測管理的規(guī)章制度；以水工技術監(jiān)督為核心，確保大壩安全監(jiān)測管理工作的有效進行；成立了以總工程師為首的水工技術監(jiān)督小組，在生技科和水工室設立水工專職工程師，負責日常工作，建立了月度報表和年度報告制度，使大壩觀測工作有序地進行；每年汛前召開一次水工監(jiān)督專門會議，對上一年度的觀測成果和水工建筑物運行情況進行較全面的分析，對大壩的工作性態(tài)進行評價，再對照部頒《水工建筑物評級標準》，對水工建筑物進行評級；

(3)觀測設施的更新改造。工程移交時，很多監(jiān)測設施由于管理不善，不能滿足安全監(jiān)測要求。為此，電廠先后對緊水灘電站的垂線測站、內觀儀器測站、揚壓力觀測孔、平面監(jiān)測控制網點測墩底板和石塘電站的繞滲孔、排水孔、揚壓力觀測孔進行改造和完善；在拱壩兩岸壩肩增設了一組水準工作基點，提高了沉陷觀測的可靠性，采取一系列技術措施進行了垂線和內觀儀器測站的防潮工作，并獲得成功；將所有壩內儀器電纜線裝入集線箱，用數字比例電橋取代水工比例電橋進行集中觀測，實現壩內儀器監(jiān)測“半自動化”；用na3003電子水準儀代替存在缺陷、已老化的ni004水準儀，從而提高了觀測速度與精度。另外，大壩監(jiān)測自動化的規(guī)劃開始起步，根據有關政策規(guī)定和省電力局指示，已進行方案征集工作。

4水工維護工作

電廠水工建筑物的維護工作包括日常水工維護和水工缺陷處理兩方面的內容。日常水工維護結合日常巡查進行，對于常規(guī)維護不能解決的較大水工缺陷，由水工室和廠屬有關部門組織技術人員到現場查清缺陷產生的原因，提出處理方案和施工計劃，報廠部批準后組織施工。施工期間派專人負責施工安全監(jiān)護和施工質量檢查，施工結束后嚴格按國家有關技術標準驗收，建廠至今已完成以下幾方面的水工建筑物維護工作。

4.1緊水灘水電站水工維護工作

(1)尾水門槽二期混凝土缺陷處理。尾水門槽因施工原因，致使其二期混凝土局部疏松，蜂窩孔洞較多，每次機組檢修時均要進行潛水堵漏，有時因漏水量較大，尾水管內的水抽不掉，還影響機組檢修計劃。電廠在綜合考慮確保安全施工、減少投資、縮短工期、保證質量等因素后，最終確定在尾水下游修筑圍堰的全停處理方案。修復工程于1994年11月4日至23日進行，比計劃工期縮短了10 d，實際處理的混凝土總長度為68 m，占二期混凝土總長度的28.4%，處理效果良好；

(2)左岸橋頭滑坡體處理。該滑坡體位于緊水灘水電站壩后600 m、進廠公路內側，為一突出的風化基巖山嘴，坡頂多處開裂、下坐，排水溝拉斷錯開，坡底進廠公路擋墻倒塌，嚴重影響進廠公路的交通安全。電廠于1995年6月至1996年7月對滑坡體進行削坡處理，共開挖方量55 350 m3，處理后滑坡體再未發(fā)現有滑動跡象，工程處理取得較好的效果；

(3)14號壩段基礎廊道上游側排水溝集中漏水處理。1988年7月，隨著基礎廊道的逐步清理，發(fā)現在14號壩段基礎廊道上游側排水溝內有兩個集中漏水點，漏水流量達1 000 ml/s，為同期整個壩基排水量的2倍。經分析，集中漏水是從上游壩面經壩體混凝土，再在基礎廊道上游排水溝出水，其通道為一較大的混凝土“空隙”。1989年10月用純水泥進行封灌，耗用水泥3 600 kg，運行至今，情況良好。

4.2石塘水電站水工維護工作

石塘水電站從事的水工維護工作主要是大壩橫縫止水處理。大壩3～8號橫縫存在不同程度的漏水，尤其以主廠房壩段4～6號橫縫漏水影響為甚，直接威脅著機電設備的安全運行和文明生產，電廠對此先后進行了如下處理：①基礎廊道橫縫的化學灌漿封堵處理、主廠房上游墻出露橫縫的引排水處理；②擴大排水空腔、通暢排水通道；③挖槽回填柔性止水材料、白鐵皮內藏式蓋縫；④瀝青井通電融化止水；⑤在止水銅片和瀝青井之間騎橫縫處打直徑為110mm的鉆孔，自104.9～67.0 m高程范圍內分3段進行化學灌漿，各段灌漿壓力不小于相應位置的庫水壓力。運行幾年后的情況表明，對上述漏水的處理達到了預期效果。

5防洪渡汛工作.1泄洪閘門管理

5.1.1泄洪閘門概況

緊水灘水電站泄洪系統(tǒng)在拱壩兩側各設1個中孔和1個淺孔，泄洪道的工作閘門均為雙支臂圓柱鉸弧形鋼閘門，啟閉設備布置在泄洪道的上方，各設2×1 000 kn雙搖擺式液壓啟閉機和單獨啟閉機房，實現閘門的動水啟閉；各泄洪道在工作閘門前方設平板滑動檢修閘門，淺孔檢修閘門由2×1 250 kn卷揚式啟閉機操作，中孔檢修閘門由2×2 500 kn卷揚式啟閉機操作，操作機房設在壩頂。

石塘水電站泄洪系統(tǒng)共設5孔表孔泄洪道，每孔設1扇弧形工作閘門，閘門為斜支臂圓錐鉸結構，由后拉式雙缸液壓啟閉機操作，啟閉機的容量為2×1 300 kn，安裝在弧形閘門支鉸上方的閘墩上；泄洪檢修閘門采用浮動艙檢修門，5孔泄水孔共用1扇浮動閘門。

5.1.2泄洪閘門運行管理

自兩個電站發(fā)電以來，1987～1991年間防汛工作由施工單位負責協(xié)調指揮，實施小流量泄洪。1992年開始，正式由電廠負責指揮協(xié)調防汛工作，兩站的全部泄洪設施都投入了防汛泄洪運行，其中緊水灘中孔泄洪設施在1995年首次投入運行，淺孔泄洪道單孔最大泄量達1 010m3/s，中孔泄洪道單孔最大泄量達650 m3/s，石塘表孔泄洪道單孔最大泄量為800 m3/s。電廠每年汛前根據實際情況，修訂健全了《緊水灘、石塘電站泄洪閘門啟閉制度》，明確除防汛領導小組正、副組長外，其他人員無權發(fā)布泄洪閘門啟閉命令；公布了閘門操作人員和監(jiān)護人員名單；規(guī)定汛期操作人員、監(jiān)護人員的職責，且對閘門的運行方式和開啟程序提出了具體要求。另外，在汛前還對泄洪設施進行維護檢查和試驗操作工作；兩站泄洪設施都增設了廠外備用電源，且建立了石塘電站弧形閘門高度智能化的監(jiān)護系統(tǒng)。幾年來，防汛泄洪設備運行基本正常，操作靈活，防汛值班人員接到防汛指揮部命令后能迅速操作閘門開啟泄洪，保證了防汛工作的安全進行，泄洪運行中未發(fā)現閘門有振動現象。初期因液壓啟閉機聚氨酯密封圈材料老化失效，1992年石塘泄洪時發(fā)生1號弧門提不起，2號弧門在泄洪時自行下落的不安全現象，當年即由施工單位負責整治，更換為耐油橡膠材料的蕾式密封圈，1993年后未再發(fā)生閘門提不起和自動下落現象，但仍偶爾發(fā)生油路不暢造成閘門關閉時受阻現象和因閥組漏油使弧形閘門產生下滑現象。緊水灘電站1號淺孔活塞桿在交接驗收前就已有嚴重彎曲現象，泄洪運行時又因閥組單向閥有滲漏現象造成下缸保壓時間短，需經常啟動油泵打壓維持開度不變。緊水灘電站4扇泄洪閘門漏水部位主要是上部角水封處有噴射現象；石塘電站的5扇弧形閘門水封雖然安裝不良，使水封根部和固定部分磨擦接觸，基本不漏水。兩電站泄洪設施的檢修閘門運行次數很少，緊水灘電站檢修閘門的啟閉機運行正常，石塘電站浮動閘門在液壓啟閉機檢修時運行也正常。

5.2防洪渡汛管理

5.2.1防洪渡汛調度

緊水灘水電廠管轄的緊水灘、石塘兩電站水庫實行聯合調度，在確保緊水灘～石塘梯級電站水工建筑物及水庫上下游人民生命財產的安全前提下，充分發(fā)揮緊水灘水庫的有效庫容進行調洪，爭取少棄水或不棄水，多發(fā)電、多過木(竹)。由于該流域洪水屬典型山地洪水，匯流迅速，歷時短，傳播快，猛漲猛落，雨峰與洪峰出現間隔僅3～9 h，因而兩庫的防汛任務十分艱巨。為了確保安全渡汛，電廠根據流域汛期水情情況，認真貫徹部頒《水電廠防汛管理辦法》，建立健全了防汛組織，成立了以電廠廠長為組長、副廠長及總工程師為副組長的廠防汛領導小組，統(tǒng)一聽從地區(qū)防汛指揮部及省電力局領導部門的指揮調度，小組下設防汛辦公室(設在水工室)，負責防洪渡汛的日常事務，各職能部門成立相應的防汛組織和搶險組織，上述機構當緊水灘水庫水位高于183 m且有泄洪趨勢以及石塘電站準備泄洪時，由組長或副組長安排專人實行24 h值班制。在主汛期，由防汛領導小組組長或副組長每月組織召開不少于1次的防汛工作會議，貫徹上級防汛工作精神，解決防汛工作中出現的問題，布置下一階段工作重點，協(xié)調各部門的關系。緊水灘水庫的防洪限制水位為184 m，庫水位低于184 m時，洪水調度權屬電廠，庫水位高于184 m時，由麗水地區(qū)防汛指揮部調度指揮；石塘水庫水位控制在101.1～102.5 m之間，緊水灘～石塘區(qū)間發(fā)生洪水，在緊水灘水工建筑物安全和電力系統(tǒng)負荷允許的前提下，緊水灘電站應停機錯峰，減少石塘水庫棄水，開閘泄洪時應經廠防汛領導小組批準后執(zhí)行，并通知地區(qū)防汛指揮部。加強了防汛規(guī)章制度建設，及時建立和修訂了防汛辦公室工作制度、梯級電站防汛值班工作制度、防汛領導小組工作制度、洪水調度標準、水情預報標準等規(guī)章制度。另外，還認真貫徹“以防為主”的方針，按照設施標準內洪水不垮壩、不漫壩、不淹廠房，對遭遇超標準洪水有應急措施，使損失減到最小程度的規(guī)定，編制了電廠《遇設計標準內洪水防止水淹廠房措施》和《遇大洪水及超標準洪水的應急措施》，且規(guī)定每年汛前實行1次防汛預演。

5.2.2建立水情自動測報系統(tǒng)

為了及時掌握水庫流域的雨情水情，增長洪水預報的預見期和提高預報精度，合理利用水資源和安全渡汛，電廠與南京水利水文自動化研究所合作，研制了緊水灘水電廠水情自動測報系統(tǒng)，并于1994年10月投入運行。該系統(tǒng)由2個并行中心站、2個中繼站和14個遙測站組成。考核運行表明，系統(tǒng)可靠性和實用性均較好，在防洪渡汛中發(fā)揮了應有的作用，運行期間經受了建廠以來泄洪次數最多、降雨總量最大的1995年汛期考驗，成功地與下游洪水錯峰并削減洪峰。它報汛及時，彌補了人工報汛的缺陷，為電廠實現安全渡汛提供了可靠資料。

6結語

緊水灘水電廠在水工建筑物安全管理中，始終堅持管理工作制度化、規(guī)范化、標準化，有明確的主管大壩安全的廠長、總工程師和一支有較高素質且保持相對穩(wěn)定的專業(yè)隊伍，較好地做到了有章必依、執(zhí)章必嚴，扎扎實實地開展防洪渡汛、水工建筑物及監(jiān)測系統(tǒng)檢查維護和改造工作，從而保證了水工建筑物安全、可靠地運行，取得了顯著的經濟和社會效益。