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［摘要］水庫蓄水安全鑒定是水利工程建設管理中的重要環節之一，是水利工程蓄水驗收的必要依據，對于保證水庫蓄水安全具有十分重要的意義。文章基于扎敦水利樞紐工程現狀及各參建單位提供的基礎資料及自檢報告，對扎敦水利樞紐進行蓄水前的技術鑒定，并給出蓄水安全鑒定的結論。

［關鍵詞］扎敦水利樞紐;蓄水;安全鑒定

1前言

為了加強水利水電建設工程建設階段的工程安全管理，提高工程驗收工作質量，保障水利水電工程及其上下游人民生命財產的安全，水庫蓄水安全鑒定工作一直以來受到有關職能部門的高度重視，蓄水安全鑒定報告是水庫蓄水驗收時的必要技術文件。《水利水電建設工程蓄水安全鑒定暫行辦法》(水建管［1999］177號)規定，水庫蓄水驗收前必須進行蓄水安全鑒定，未經蓄水安全鑒定不得進行蓄水驗收。據此，2018年4月扎敦水利水電有限責任公司委托中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司對扎敦水利樞紐進行蓄水安全鑒定。蓄水安全鑒定包括:工程防洪度汛與蓄水安全評價、樞紐區工程地質條件評價、工程樞紐建筑物設計評價、土建工程施工質量綜合評價、金屬結構安全評價、工程安全監測評價、蓄水方案及形象面貌評價等。通過蓄水安全鑒定評價為扎敦水利樞紐整體安全評價提供技術支持。

2工程概況

扎敦水利樞紐工程壩址位于海拉爾河2級支流扎敦河下游河段上，是扎敦河上唯一的控制工程，是一座以防洪、森林防火、供水為主，兼顧發電等綜合利用的水利樞紐工程。扎敦水利樞紐壩址處多年平均年徑流量為3．185×108m3。水庫正常蓄水位752．0m，死水位743．50m，設計洪水位752．35m，校核洪水位753．25m，水庫總庫容9306萬m3。工程主要建筑物均布置在壩軸線上。各建筑物布置依次為:攔河土壩為瀝青混凝土心墻砂礫石壩，緊接土壩右側為泄洪閘，泄洪閘右側布置電站及其引水口(包括供水工程引水口)，電站與右壩肩通過重力壩銜接，壩后布置電站檢修間及副廠房。泄水建筑物為泄洪閘，電站為河床式。電站總裝機容量為2．5MW，裝設2臺1．0MW和1臺0．5MW軸伸式貫流機組。土壩壩頂長994．00m，壩頂寬為7．0m，壩頂高程為755．80m，最大壩高為20．80m。在壩體中部偏上游處設置瀝青混凝土心墻，心墻厚0．6m，上、下游均設3m厚砂礫石過渡層，在其下游設棱體排水，排水頂高程為741．00m。防浪墻為鋼筋混凝土結構，壩頂以上高度為1．15m。壩體上游面采用0．3m厚的現澆混凝土護坡，下游壩坡采用混凝土網格碎石護坡，護坡護至排水棱體頂部。泄洪閘布置在右岸原河道主槽附近，結合電站綜合考慮。為底孔泄流的胸墻式閘室。由進水渠段、控制段、底流消能段、尾水渠段四部分組成。控制段全長30．0m，堰型采用寬頂堰，堰頂高程為736．50m，共5孔，孔口尺寸3．5m×2．8m(寬×高)。電站廠房布置于河床右岸基巖上，位于扎敦河主流位置，左側緊靠泄洪閘，右側與重力壩銜接。主廠房平面外形尺寸(長×寬)為37．09m×15．75m。重力壩壩頂高程與砂礫石壩相同為755．80m，最大壩高26．3m。壩頂寬度為7．0m，在上游側設置1．15m高C25鋼筋混凝土防浪墻，為排除積水，壩頂向下游傾斜坡度為2%，壩頂下游側設鋼欄桿。大壩上下游壩坡均在高程749．50m處變坡，上游由垂直坡變為1∶0．2，下游由垂直坡變為1∶0．7，壩基坐落于砂質板巖層，壩踵設2m深的齒墻。壩基采用混凝土防滲墻處理，防滲墻位于壩軸線上游，墻頂與瀝青混凝土心墻連接，底部深入相對隔水層(泥礫)2．5m。防滲墻厚60cm。壩基部分采用防滲帷幕進行灌漿處理。右壩肩也采用防滲帷幕進行灌漿處理。

3蓄水安全鑒定與評價

3．1防洪度汛安全評價

扎敦水利樞紐總庫容9306萬m3，工程規模為中型，左側大壩為土壩，右側大壩為重力壩，土壩最大壩高20．80m，重力壩最大壩高26．3m。根據《防洪標準》(GB50201－94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252－2000)，樞紐設計洪水期重現期100年，校核洪水期重現期2000年;電站設計洪水期重現期100年，校核洪水期重現期2000年;工程等別Ⅲ等，主要永久建筑物級別3級，臨時建筑物級別5級，符合規范要求。扎敦水利樞紐位于扎敦河下游河段上，壩址控制流域面積2212km2，設計依據站為下游免渡河上的大橋屯水文站。大橋屯水文站實測水文資料年限為1959年7月至今。設計所采用資料為內蒙古自治區水文局整編成果，水文資料系列較長、質量較高。蓄水安全鑒定階段復核增加了2011～2016年水文資料，將初步設計階段采用的1956～2010年水文系列延長至2016年，滿足規范要求。將蓄水安全鑒定階段系列延長至2016年的徑流成果與初步設計系列至2010年的徑流成果對比看出，兩階段成果相差甚微，說明流域徑流較穩定，資料系列具有較好的代表性。2011～2016年期間，無較大洪水發生，壩址復核洪水成果略小于初步設計階段成果。壩址年設計徑流、設計洪水成果仍采用初步設計階段設計成果是合適的。為了滿足泄流建筑物泄流能力并偏于安全考慮，在施工階段將泄洪閘孔口高度由2．5m加高到2．8m。復核泄洪閘實際泄流能力大于初步設計值。如在校核水位753．25m下泄洪閘泄流量為633．4m3/s，比設計值(623m3/s)大1．7%。即扎敦水利樞紐泄洪建筑物泄流能力滿足設計要求。經復核設計洪水成果、庫容曲線、洪水調度方案與初設階段相比無變化，采用施工圖階段的泄洪設施進行泄洪能力復核，其相應各頻率水位的泄流量均大于初步設計階段的泄流量，因而維持初步設計階段的各防洪特征水位不變是偏于安全的，也是合理的。本工程度汛標準按工程運行期洪水標準，符合規范要求。工程防洪度汛方案措施和應急預案可行，滿足安全度汛要求。

3．2樞紐區工程地質條件評價

本區未發現有大的地質構造通過，屬構造相對穩定區，地震基本烈度為VI度，地震動峰值加速度0．05g。水庫庫周山體渾厚，扎敦河為本區地下水最低排泄基準面，庫區兩岸無低鄰谷發育，水庫不存在鄰谷滲漏問題。庫區無橫切或順河斷層發育連通庫內外，不存在集中滲漏通道。水庫不存在永久性滲漏問題。砂礫石瀝青混凝土心墻壩壩基滿足壩殼及心墻地基承載力要求。壩基范圍內高程727m以上多年凍土層已全部挖除，高程727m下部多年凍土層在施工過程中已全部融化，其剩余的融沉變形量遠小于砂礫石壩預留沉降變形量，對砂礫石壩基影響不大。泄洪閘閘基、進口段及消力池地基承載力均滿足建筑物要求，抗沖刷能力均較差，采用鋼筋混凝土板防護。電站廠房建基巖體為弱風化砂質板巖，屬于較軟巖，巖體較破碎～完整性差。施工過程中對地基巖體進行了固結灌漿，承載力滿足建筑物要求。尾水渠導墻與右岸翼墻建基巖體為弱風化砂質板巖，屬較軟巖，巖體較破碎～完整性差，經工程處理后滿足建筑物要求。重力壩建基巖體為弱風化上部砂質板巖，為軟巖，巖體較破碎～完整性差，壩基巖體質量類別屬Ⅳ類。建基巖體內發育的結構面主要為中陡傾角，壩基不存在深層滑動的不利結構面組合。對整個壩基采取了固結灌漿處理，壩基巖體承載能力滿足建筑物要求。右壩肩邊坡整體穩定，壩肩基槽下游側邊坡走向與巖層走向小角度相交，邊坡傾向與巖層傾向相近，為順向坡，應采取錨固措施。壩肩基槽上游側邊坡為反向坡，局部存在不穩定塊體，采取了噴錨支護。左壩肩壩頂以下邊坡為覆蓋層，穩定性差;壩頂以上開挖邊坡為基巖邊坡，巖性為強風化砂質板巖，巖體較破碎～完整性差，對邊坡采取了鋪腐殖土植草護坡處理，整體穩定。壩肩基巖存在中等透水帶，存在壩基及繞壩滲漏問題。泥礫層為弱透水至微透水層，該層可作為相對隔水層。在泥礫層分布范圍，采用防滲墻進行防滲，防滲墻深入泥礫層;在泥礫層分布厚度不足或無泥礫層分布范圍，采用防滲墻加防滲帷幕的工程處理措施，防滲墻深入強風化巖體，下接防滲帷幕，防滲帷幕下限進入透水率小于5Lu地層。左壩肩帷幕水平向延伸與地下水位相接，右壩肩帷幕水平延伸50m，未與地下水位相接。建議蓄水過程中加強壩基滲漏監測，發現問題及時采取措施。

3．3工程樞紐建筑物設計評價

3．3．1瀝青混凝土心墻堆石壩瀝青混凝土心墻砂礫石壩布置設計合理，壩頂及心墻頂高程滿足規范要求。瀝青混凝土心墻砂礫石壩的砂礫石填筑體及防滲體等分區設計合理，壩殼料、過渡料、反濾料、瀝青混凝土等壩料設計符合規范規定。施工圖設計階段，設計對左壩肩多年凍土壩基區進行的重大設計變更，已通過原審查單位的審查。經計算分析各工況下壩坡穩定安全系數滿足規范要求。壩基覆蓋層較深，清除河床表面低液限粘土，壩基座在級配良好礫層上，對壩基覆蓋層采用混凝土防滲墻深入泥礫層(相對不透水層)截滲，河床無泥礫層部位防滲墻深入壩基砂質板巖，兩岸砂質板巖采用帷幕灌漿，左壩肩多年凍土挖除等基礎處理設計方案基本合適。經滲流計算分析，當防滲系統工作正常時，通過大壩典型滲透剖面的滲流總量很小。防滲墻及覆蓋層各層內的滲透坡降都很小，小于設計允許滲透坡降要求。大壩防滲系統的防滲效果好，能滿足工程防滲要求。

3．3．2滲控工程壩基覆蓋層內防滲墻深入泥礫層和基巖，兩岸壩基及壩肩基巖灌漿帷幕組成的防滲布置方案合理，防滲設計標準及防滲墻、灌漿帷幕設計符合規范規定。

3．3．3泄洪閘水力學計算和水工模型試驗成果表明:泄洪閘結構布置和體型設計基本合理，符合規范規定，泄洪能力滿足各種頻率洪水下的泄洪要求。泄洪閘閘室、消力池底板及邊墻、閘頂結構等混凝土結構的受力分析計算及配筋設計基本符合規范規定。閘室和邊墻的抗滑及抗傾穩定性、基底應力條件滿足規范要求;消力池底板抗浮穩定性滿足規范要求。

3．3．4河床式電站扎敦水利樞紐河床式廠房壩段結構布置設計合理，穩定及應力計算采用的計算方法、計算參數選取合適，計算結果表明廠房擋水壩段抗滑、抗浮穩定及應力滿足規范要求。

3．3．5重力壩重力壩布置、壩體斷面、壩體材料分區設計合理。大壩抗滑穩定復核計算采用的計算方法、計算參數、計算剖面選取合適，計算成果表明，重力壩建基面的抗滑穩定和應力滿足規范要求。重力壩基礎處理措施符合工程實際，固結灌漿、帷幕灌漿、排水措施設計合理。

3．4土建工程施工質量綜合評價

在施工過程中，施工單位在滲控工程、瀝青混凝土心墻砂礫石壩、混凝土壩段等各部位的施工方法基本合理，并能按有關規范要求執行，各部位施工中使用的主要原材料和中間產品質量基本符合國家和行業質量標準要求，檢測資料比較齊全。壩體工程的有關單元工程經施工單位自檢、監理檢測、第三方抽檢評定均達合格以上，分部工程經驗收達合格以上。結合本工程特點，提出如下建議:(1)蓄水前對壩體和廠房混凝土再次進行質量缺陷和裂縫排查處理(包含壩體混凝土表面和廊道混凝土)，蓄水后利用枯水期擇機對泄洪壩段水下過流斷面進行平整度、質量缺陷和裂縫檢查處理。(2)建議蓄水期間限制庫水位上升速度，并加強對壩體及其下游的巡視檢查和沉降、滲漏監測，一旦出現異常情況，及時采取停止蓄水乃至放空水庫進行檢查處理后再行蓄水，確保工程和下游安全。

3．5金屬結構安全評價

本工程金屬結構設備布置和選型結合了工程特點，布置合理，選型適宜。各閘門及相應埋件的結構強度、剛度等主要計算成果符合有關規程規范要求。金屬結構設備制造單位均有閘門制造生產許可證和啟閉機使用證，具有較為完整的質量管理體系并有效運行，制造工藝合理可行，工序質量控制可靠，質量檢測項目滿足規范要求。設備制造各項檢測指標和有關性能試驗符合合同、設計及規范要求。金屬結構設備安裝和監理單位均具有較完善的質量管理體系，施工單位安裝過程中執行“三檢制”，設備安裝工藝措施合理可行。目前各部位閘門埋件安裝經檢測后質量均合格。建議在閘門及其埋件安裝完成、啟閉機空載試驗合格后，應按規范要求進行相關設備的聯調試驗，以確保各設備的安全運行。

3．6工程安全監測評價

根據工程規模、結合工程地質條件和建筑物布置及結構特點，確定的監測范圍、監測項目是必要的和合適的。監測重點明確，監測布置基本合理，滿足現行設計規范的要求。提供的監測數據測值符合一般規律，砂礫石壩、泄洪閘、廠房、重力壩等水工建筑物測值已基本趨于平穩，樞紐建筑物性態總體正常。監測工程施工進度和質量滿足工程要求。

3．7蓄水方案及形象面貌評價

目前扎敦水利樞紐主體工程包括大壩，泄洪閘全部施工完成，滿足蓄水要求。須在蓄水前盡快完成泄洪閘所有閘門及啟閉設備的聯調試驗，保證其運行良好，泄洪閘能全部承擔初期蓄水時期的放流及泄洪。此外，庫區移民搬遷和庫區清理工作也必須在蓄水前完成且取得驗收意見。水庫初期蓄水按兩個階段考慮，第一階段水庫水位從庫底高程736．0m蓄水至748．0m，停止蓄水一周進行主體工程大壩等建筑物安全檢查。然后開始第二階段蓄水，水庫水位從748．0m蓄水庫正常蓄水位752．0m。水庫初期蓄水期間無工業用水要求，僅需按生態用水要求釋放生態水量。初期蓄水開始后應確保在當年冬季封凍之前水位達到泄洪閘閘門頂高程740．8m以上，以確保閘門越冬防凍安全。如果不能保證封凍之前達此水位，則當年不蓄水待第二年解凍后蓄水。

4結論與建議

扎敦水利樞紐與蓄水有關的建筑物已按設計要求基本建成，建設管理模式符合國家現行規定，質量管理措施有效，工程設計符合規程規范，已完建的土建及金屬結構工程施工質量合格，未完建工程不影響工程蓄水。待完成泄洪閘所有閘門及啟閉設備的聯調試驗，并且庫區移民搬遷和庫底清理工作完成并取得驗收意見之后，水庫即可蓄水。

參考文獻

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［2］冀建疆．對做好水庫蓄水安全鑒定工作的思考［J］．水利規劃與設計，2017(11):24－26+44

［3］李宗樾．水庫蓄水安全鑒定發現問題及對策探討［J］．河南水利與南水北調，2014(8)

作者：翟占英 曹飛 單位：扎敦水利水電有限責任公司