遼寧省德力吉水庫潰壩回顧分析

侯 鍇，黃延賀

(1.遼寧省水利廳供水局，沈陽110003;2.沈陽市水利建筑勘測設(shè)計院，沈陽110015)

1 工程概況

德力吉水庫位于大凌河支流老虎山河上，屬朝陽縣境。水庫集雨面積為1 359 km2，河流長度71.2 km，總庫容5 500萬m3，屬中型水庫。

水庫始建于1958年，由于壩址距下游錦承鐵路橋僅8.5 km，距朝陽市約35 km，故水庫定為Ⅱ級，應(yīng)按100 a洪水進行設(shè)計，1000 a洪水進行校核。當時由朝陽縣組織各公社勞力，在大連理工大學(xué)部分學(xué)生和某工程師的協(xié)助下，當年汛期即初具規(guī)模并攔洪蓄水。但事先未進行勘探，也沒有設(shè)計文件。1958年攔洪時壩高22 m，溢洪道寬約40 m，1959年溢洪道加寬至70 m，同年汛期曾一度溢洪，庫水位達18 m。

1960年，省水電廳進行檢查時發(fā)現(xiàn)，水庫規(guī)模偏小，防洪標準低，僅相當于20 a一遇洪水標準，工程質(zhì)量也存在問題。同年7月省水電廳勘測設(shè)計院拿出了水庫改建規(guī)劃報告作為臨時防洪措施。決定大壩加高2 m，溢洪道拓寬至100 m，并對上、下游坡、黏土心墻、大壩壩頭等部分的處理提出了明確要求。汛前進行了施工，但仍未達到300 a一遇洪水，壩高達24.4 m標準。1961年8月，為安全計，朝陽縣又在壩頂增設(shè)防浪墻，壩頂以上墻高1.2 m(磚砌體)，基礎(chǔ)深0.8 m(漿砌石)，以爭取達到抗御300 a洪水要求。但直至水庫失事前仍未達到上述要求。具體見表1。

2 潰壩過程

1962年7月24日14:31～25日21:25，水庫上游連續(xù)降雨121.9 mm，隨后26日3時～9時，又降了72.2 mm。25日8:30，水庫水位上升至16.88 m，之后不久溢洪道開始泄流，26日7時，庫水位升至23 m，7:14分水位最高達23.44 m，7:15于大壩0+315附近迎水坡距上游壩頂0.7～0.8 m處出現(xiàn)漩渦，壩下游坡距壩頂下面2 m附近開始出現(xiàn)管涌，繼之壩頂土石塌落，防浪墻失去支撐，約有20 m長一段塌落。7:20，大壩開始決口，洪水外溢。決口由西向東(左)發(fā)展延伸，8時潰壩過程最快，水位由23.5 m驟降至19.5 m，至10:35，庫內(nèi)存水基本泄空。大壩決口為上口寬156.3 m，下口寬95.2 m，決口部位均在主河槽內(nèi)。

表1 項目要求及施工結(jié)果對比表

險情發(fā)生后，由于交通中斷，使搶險隊伍不能及時到達現(xiàn)場，僅管理所的7名同志與洪水進行了斗爭，再加上防汛物資短缺，最終沒有成功，但連續(xù)觀測了水位并及時向市、縣防汛指揮部門進行了匯報，掌握了洪水變化及失事情況等。

3 損失情況

1)水庫垮壩后，庫存5 100萬m3水量在150 min內(nèi)全部泄空，造成了16 900 m3/s的垮壩流量，使下游兩岸之楊樹灣，大平房及臺子三公社田地、房屋、林木受到直接沖擊，受災(zāi)農(nóng)田1 573 hm2，沖倒房屋3 465間，受災(zāi)1 562戶，受災(zāi)人口7 301人，并發(fā)生人員和牲畜死亡事故。壩址下游8.5 km處之錦承線21孔黃花灘大鐵橋全部沖毀，使鐵路交通中斷15 d，一段時期內(nèi)不能恢復(fù)原有運輸能力。

2)由于得力吉水庫垮壩，使大凌河干流之最大洪峰流量提前6 h出現(xiàn)，朝陽市洪峰達16 600 m3/s，使最高洪水位增加約1.2 m，持續(xù)時間延長6 h。如果水庫不垮，朝陽市洪峰約在10 000m3/s左右。市區(qū)堤防決口39處，長1 970 m，洪水漫堤7 300 m。市區(qū)內(nèi)平均進水深1 m以上。受淹房屋10 181間，其中倒塌3 133間，死亡10余人。

4 潰壩原因

德力吉水庫垮壩前最高庫水位為23.44 m，如果大壩不垮，最高庫水位亦不過23.47 m，未達到23.88 m之壩頂高度，不會使其漫頂。壩之失事，系開始于壩體管涌破壞。因此，造成大壩決口失事的主要原因是由于工程存在著嚴重的質(zhì)量問題。

4.1 壩端結(jié)頭問題

大壩開始決口部位位于右壩端0+315附近，這是全壩線質(zhì)量問題最為集中的薄弱地段。施工中，右壩頭未開挖結(jié)合槽，山坡坡度多變且不平整，與壩體接觸之局部山體邊坡近乎直立，因此，當工程蓄水運用以后，將可能出現(xiàn)下列后果:

1)壩頭將由于不均勻沉陷出現(xiàn)裂縫，尤其是與直立巖體結(jié)合處更易產(chǎn)生通縫，當水位升高壓力增大后，即將沿此裂縫產(chǎn)生管涌，破壞壩體而失事;

2)由于山坡未認真進行清理，壩體土料難以與山坡緊密結(jié)合，同時又未開挖結(jié)合槽，故原有不平整和不密實的山坡便形成了極易滲水之通道。蓄水后之繞壩滲漏必不可免，持久之繞滲結(jié)果，將逐漸破壞壩體與山坡結(jié)合的條件，一旦遭遇洪水，水位增高，水壓力增大后，即可能在此處產(chǎn)生管涌而導(dǎo)致壩之失事。

這已從大壩決口失事之開始產(chǎn)生管涌的部位及垮壩后外露之山坡得到證明。

4.2 右壩頭裂隙問題

如前所述，右壩頭矽化石灰?guī)r節(jié)理裂隙甚為發(fā)育且有溶洞，北東、北西兩組裂隙相互切割，形成了上下游滲水通道。裂隙寬長達0.5～1.0 m。施工中，寬大裂隙及沖溝內(nèi)洪積坡積物(黏土及碎石)未經(jīng)清除即填筑壩體，而寬大裂隙之出口位于壩下游體之下部。1960年，曾在右壩頭上游進行過黏土處理，但僅達17.5 m左右亦不徹底。因而裂隙防滲處理問題未得解決。從初步鉆探壓水資料來看，右壩頭節(jié)理裂隙集中地帶之滲透系數(shù)達6 m/d以上，滲透性強。

自1958年欄洪蓄水后，右壩頭裂隙中之滲流即處于發(fā)展過程，當年汛期庫水位達23.44 m，為蓄水后最高紀錄。

當壩體在下游坡上部出現(xiàn)管涌后，壩體被淘刷、塌落，促進了大壩的迅速失事過程。

4.3 大壩頂部加高部分質(zhì)量問題

大壩于1960年加高部分之質(zhì)量較差。通過在0+080，0 +140處挖試坑取樣檢查，壩頂部土料不均勻，有黃色、黑色黏土及山皮土，平均干容重＜1.50 t/m3，土中并夾雜有沙礫料。上游邊坡較陡為1∶1.7，護坡石料下面無沙礫料墊底，防浪墻雖為漿砌石，但施工方法不當，孔隙較大;0+310～0+ 320為大壩加高部分，質(zhì)量更差。上游坡坡比為1∶0.7～1∶1.0，護坡下亦無沙礫料墊底。1960年汛前搶修時，曾一度由右岸山頂向下拋土(0+315附近)，由于黏土質(zhì)量不好，加水量多，壓實時成為泥濘狀。故完工后兩年來極易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。故當水位升高，壩體浸潤線亦隨之抬高，由于土體浸水后沉陷不均，形成了縫隙而管涌。

以上三方面原因結(jié)合在一起，便加速了大壩破壞過程。

另外，洪水較大及防守麻痹大意也是一方面原因。

5 經(jīng)驗教訓(xùn)

1)科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計是水庫建設(shè)必不可少的一項前期工作，先天不足問題必須抓緊彌補，建立檔案，以便針對工程問題進行除險加固。

2)施工質(zhì)量是水庫安全運行的基本保證。德力吉水庫由于歷史原因已無法挽回，但現(xiàn)有新建和除險加固工程應(yīng)嚴格按照基本建設(shè)程序認真管理，并分階段逐步驗收。

3)應(yīng)建立完善的《水庫防汛搶險應(yīng)急預(yù)案》。德力吉水庫雖與上游農(nóng)場成立了聯(lián)防指揮部，但汛期調(diào)動不靈活，水庫管理所僅有數(shù)十條麻袋，且上壩公路低于壩頂2～3 m，發(fā)現(xiàn)險情得繞道上壩，再加上交通中斷，搶險隊伍無法到位，只能眼看大壩決口失事。

4)對水庫防汛及管理工作應(yīng)給予足夠的重視。市縣有關(guān)部門對水庫當年的防汛工作缺乏充分的分析和估計，對歷年檢查出的問題未及時采取有效措施加以解決，存在一定的麻痹大意思想，認為水庫已基本達到100～300 a洪水標準，汛前竟撤銷了流量站和雨量站，并取消了防汛電臺，這些都應(yīng)引以為戒。

［1］ 吳中如，沈長松，阮煥祥.水工建筑物安全監(jiān)控理論及應(yīng)用［M］.南京:河海大學(xué)出版社，1990.

［2］ 驪能惠.土石壩安全監(jiān)測分析預(yù)報系統(tǒng)［M］.北京:中國水利水電出版社，2002.

［3］ 顧慰慈.滲流計算原理及應(yīng)用［J］.北京:中國建材工業(yè)出版社，2000.