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      國內(nèi)外潰壩事件對大壩安全管理的啟示

      2021-01-15 02:13:00汪大全
      水利技術(shù)監(jiān)督 2021年6期
      關(guān)鍵詞:潰壩拱壩溢洪道

      汪大全

      (華電電力科學(xué)研究院有限公司,浙江 杭州 310030)

      某集團多數(shù)大壩分布在全國各地較偏遠山區(qū),交通條件較差,運行管理人員較少,專業(yè)水平層次不齊,且法律法規(guī)、行業(yè)和企業(yè)均對大壩安全運行和管理提出更高的要求。通過對國內(nèi)外潰壩分析,從中吸取教訓(xùn),更好地管理集團各大壩。潰壩是在特殊情況下的突發(fā)事故,其發(fā)生將造成無法估量的損失,故需從根本上預(yù)防和避免事故的發(fā)生,如重視日常巡視檢查、加強大壩內(nèi)外觀數(shù)據(jù)監(jiān)測和對數(shù)據(jù)的整編分析、加強對水工建筑物和地質(zhì)災(zāi)害缺陷的跟蹤處理等等。本文通過對國內(nèi)外大壩潰壩的簡述和分析,提出大壩安全管理存在的問題和對集團大壩安全管理的幾點啟示,并從潰壩事件汲取經(jīng)驗教訓(xùn),更好地指導(dǎo)集團大壩的運行,避免此類事件的發(fā)生。

      1 國外大壩潰壩事件分析

      國外大壩潰壩事件頻發(fā),如:Teton(提堂)土壩、Malpasset(馬爾巴塞)拱壩、Vajont(瓦依昂)拱壩、St.Francis(圣佛朗西斯)重力壩、Taum Sauk(湯漱)上庫潰壩等,受到各界人士的廣泛關(guān)注。以下簡述Teton土壩和Malpasset拱壩潰壩事件。

      1.1 Teton土壩潰壩事件分析[1- 2]

      Teton最大壩高93m,為心墻土石壩,壩長1000m,總庫容3.6億m3。工程于1971年開工,1975年10月蓄水,1976年6月5日發(fā)生了決堤事故。

      1.1.1失事過程簡述

      1976年6月5日上午10:30,下游壩面有摻雜泥土的水析出;11:00洞口析出物不斷增加;11:30洞口持續(xù)擴大,析出物不斷沖蝕壩基;11:50洞口加速擴大;11:57壩坡坍塌,泥水狂泄而下;12:00過后坍塌口加寬,最后潰壩。

      1.1.2失事原因

      Teton土壩失事的主要原因為內(nèi)部滲流(管涌)破壞,導(dǎo)致大壩潰壩。

      1.1.3失事后果

      失事后,壩體1/3土料被沖走。開關(guān)站和廠房上部建筑等全部損壞,水輪機等部分設(shè)備設(shè)施被淹沒。潰壩造成了嚴重的后果,大面積農(nóng)田被淹沒,52km鐵路被沖毀,10余人死亡。

      1.2 Malpasset拱壩潰壩事件分析[2- 5]

      Malpasset最大壩高66m,為雙曲拱壩,壩長222.7m,總庫容0.51億m3。大壩于1952年開工,于1959年2月發(fā)生潰壩。

      1.2.1失事過程

      第一次蓄水歷經(jīng)4年,且尚未蓄滿。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)表明:壩頂和壩基的變形隨著時間的推移持續(xù)變大,且未引起管理人員和水工相關(guān)人員應(yīng)有的關(guān)注。1959年12月初連續(xù)降雨,庫水位持續(xù)上漲,12月2日水位接近壩頂,水庫調(diào)度和泄洪未及時啟動,造成大壩潰壩失事。

      1.2.2失事原因

      Malpasset拱壩失事的主要原因為大壩右岸下游20m處存在滲漏,拱冠梁底部徑向位移增大10mm,但目前對Malpasset拱壩失事的觀點結(jié)論不一致,大致為壩體設(shè)計問題導(dǎo)致大壩失事。

      1.2.3失事后果

      Malpasset拱壩事故導(dǎo)致的死亡和失蹤人數(shù)達500多人,財產(chǎn)損失較多,當(dāng)時產(chǎn)生較大社會影響。

      2 國內(nèi)潰壩的簡述

      國內(nèi)也存在部分大壩潰壩,如:河南板橋水庫、青海溝后水庫、貴州雙江拱壩、新疆兵團八一水庫、青海英德爾水庫等潰壩、龍?zhí)?、太平驛等大壩潰(漫)壩等,以下簡述板橋水庫潰壩和青海英德爾水庫潰壩事件。

      2.1 板橋水庫潰壩事件分析[6- 12]

      板橋水庫壩高24.5m,庫容6.75億m3。大壩于1951年開工,于1975年8月發(fā)生潰壩。

      2.1.1失事過程簡述

      1975年8月初持續(xù)5天大暴雨,降雨量達到400mm,8月7日,出現(xiàn)潰壩的危機,8月8日00:30潰壩。

      2.1.2失事原因

      板橋水庫失事的主要原因為超強臺風(fēng)蓮娜導(dǎo)致特大暴雨,致使淮河上游大洪水,石漫灘等水庫相繼潰壩。

      2.1.3失事后果

      安徽、河南省等29縣市受損較大,人員傷亡慘重,公路沖毀導(dǎo)致中斷,直接經(jīng)濟損失近100億元。

      2.2 青海英德爾水庫事件分析[13- 15]

      青海英德爾水庫最大壩高20m,為壤土均質(zhì)壩,壩長753.5m。

      2.2.1失事過程簡述

      2005年4月27日,距離水庫60km處發(fā)生4.2級地震,震后水工相關(guān)運行人員進行特殊情況下巡視檢查,發(fā)現(xiàn)溢洪道右側(cè)存在滲漏,4月28日4:40左右,溢洪道緩慢垮塌,5:40左右,溢洪道已被沖開3m的缺口,6:20左右,溢洪道被全部沖垮。

      2.2.2失事原因

      青海英德爾水庫水庫失事的主要原因為溢洪道存在不同程度的裂縫,運行中未對裂縫進行處理和持續(xù)關(guān)注,且運行中庫水位超過溢洪道底板高程后,脫空與裂縫部位產(chǎn)生接觸滲漏破壞,致使地震誘發(fā)溢洪道裂縫加大,導(dǎo)致潰壩。

      2.2.3失事后果

      事故未造成人員傷亡,但當(dāng)?shù)亟?jīng)濟受到很大沖擊。

      3 國內(nèi)外潰壩原因分析

      大壩潰壩的原因和種類較多且繁雜,根據(jù)國內(nèi)外潰壩事件總結(jié),大致有以下幾種原因。

      (1)大壩服役年限較長,導(dǎo)致大壩老化和碳化,致使其運行狀況出現(xiàn)問題;

      (2)水情測報系統(tǒng)和洪水預(yù)報系統(tǒng)不完善,導(dǎo)致對水情測報和洪水預(yù)報不準確、不及時;

      (3)設(shè)備設(shè)施的故障導(dǎo)致其潰壩,如閘門無法正常啟閉、溢洪道缺陷等;

      (4)大壩內(nèi)部出現(xiàn)問題,如內(nèi)部滲流、管涌、白蟻等動物侵蝕等;

      (5)天災(zāi)導(dǎo)致大壩潰壩,如地震等;

      (6)地址災(zāi)害導(dǎo)致大壩潰壩,如滑坡、泥石流等;

      (7)大壩安全管理人員的因素,如誤操作、誤指揮、不作為等。

      4 某集團大壩安全管理存在的問題

      (1)管理制度及體系需要進一步完善。部分基層水電企業(yè)未結(jié)合本廠的實際情況制定大壩運行管理的五規(guī)五制和水工監(jiān)督實施細則等;新廠人員年輕,技術(shù)力量相對較弱,大壩監(jiān)測及巡視檢查大多外委開展,大壩運行管理存在以包代管的現(xiàn)象,對外委單位工作的監(jiān)督考核機制有待完善。

      (2)運行管理人員水平和重視程度不夠,水工相關(guān)專業(yè)人員配置嚴重不足。多數(shù)新建電廠水工部門人員配置不足,且部分人員為非水工專業(yè),不能滿足大壩日常運行、安全監(jiān)測和巡視檢查的工作要求,對大壩運行過程中出現(xiàn)的問題不能及時發(fā)現(xiàn)和分析,對監(jiān)測工作外委的單位提供的結(jié)果和報告不能及時分析,部分老廠也面臨水工人員退休后補充不足的現(xiàn)象,人員不足已影響大壩日常工作的開展等。

      (3)定期開展工作的質(zhì)量有待提升。巡視檢查流于形式,整編資料專業(yè)性不足。主要體現(xiàn)在:一是部分電廠巡視檢查項目開展不全,頻次不夠,報告過于簡單,檢查流于形式,沒有起到真正巡視檢查的目的;二是大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量較差,存在數(shù)據(jù)錯誤、數(shù)據(jù)整理分析不及時、安全監(jiān)測月度分析報告過于簡單等情況;三是未能及時檢查和分析對外委單位提供的月度、年度分析報告和結(jié)論。

      (4)大壩監(jiān)測自動化建設(shè)滯后、設(shè)備運行不穩(wěn)定。大壩安全監(jiān)測自動化建設(shè)滯后,或投運后運行不穩(wěn)定,數(shù)據(jù)質(zhì)量較差,部分高壩大庫投運后甚至未開展監(jiān)測自動化建設(shè)等。部分老舊電廠安全監(jiān)測設(shè)備設(shè)施老化,技術(shù)落后,備品備件不足,更新改造投入不足,設(shè)備缺陷不能及時消除,監(jiān)測項目不完整,數(shù)據(jù)缺失較普遍。

      (5)對水工建筑物缺陷和地質(zhì)災(zāi)害缺陷未定期跟蹤和處理。主要體現(xiàn)在:一是部分電廠對水工建筑物缺陷未定期跟蹤,導(dǎo)致缺陷未及時處理,對大壩安全運行存在一定的風(fēng)險,如存在滲漏量偏大、壩體沉降較大及不均勻沉降等異常現(xiàn)象;二是部分電廠對地質(zhì)災(zāi)害缺陷未定期跟蹤,致使部分電廠的邊坡存在落石或滑坡的可能等;三是對重大缺陷未進行系統(tǒng)的跟蹤和處理,致使缺陷每年頻繁發(fā)生。

      5 結(jié)語

      通過對國內(nèi)外4座典型潰壩事件的闡述和分析,針對某集團大壩安全管理存在的問題,筆者認為本文在提高安全隱患、水工建筑物缺陷、地質(zhì)災(zāi)害、預(yù)警報警、防洪度汛安全等安全管理方面對某集團有借鑒意義,值得各電廠學(xué)習(xí)和加強管理。同時,本文粗略的對國內(nèi)外具有典型意義的大壩潰壩事件進行闡述,未詳細分析近50年國內(nèi)外潰壩的原因和機理,且潰壩是一影響較大的社會事件,故對潰壩研究和防范是一件任重道遠的事,值得我們?nèi)パ芯亢蜕钏肌?/p>

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