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某水電站引水渠決口事故技術(shù)分析

文檔作者：李文國王葉林文檔來源：新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月09日
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小水電2013年第2期(總第170期) 運(yùn)行與維護(hù)
某水電站引水渠決口事故技術(shù)分析
李文國 王葉林(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局 新疆烏魯木齊830000)
1 工程概況
某水電站為引水式電站，經(jīng)引水渠引至壓力前
池，再經(jīng)壓力管線進(jìn)入廠房，尾水再經(jīng)電站尾水渠
流人原河道。主要建筑物有分水閘、引水渠、排冰
閘、壓力前池、溢流堰、泄水槽、壓力管線、電站
廠房、尾水渠。電站設(shè)計(jì)水頭154．3 m，總裝機(jī)容量
132 MW。引水渠全長6 211 m，深5．63 m，底寬4．0 m，
渠底縱坡1：5 000，設(shè)計(jì)引水流量100 m3／s，設(shè)計(jì)水
渠2+450．O0o橫斷面
半挖半填型(2)
深4．37 m。渠道跨越l0條沖溝，共設(shè)8個(gè)排洪涵，
設(shè)跨渠交通橋3座。
引水渠內(nèi)側(cè)邊坡為1：2，采用兩布一膜防滲，現(xiàn)
澆混凝土板襯砌，混凝土板為2 m×2 m，縫寬2 em，
上部聚氨酯砂漿勾縫，下部閉孔板填縫；防滲土工
膜設(shè)膜上膜下砂漿過度。填方段渠道外側(cè)坡度為
1：1．75，每6 m高設(shè)1級(jí)馬道，馬道寬2 m；渠道外坡
采用預(yù)制混凝土框格梁固坡(見圖1)。
圖1 渠道橫斷面示意
2 渠道決口
水電站于2008年8月開工建設(shè)，2011年7月8
日進(jìn)入機(jī)組有水調(diào)試，9月16日完成機(jī)組啟動(dòng)驗(yàn)
收，l1月20日投產(chǎn)發(fā)電。投產(chǎn)發(fā)電運(yùn)行以來引水
渠出現(xiàn)的主要問題有填方渠道部分渠段沉降較大、
襯砌板裂縫、渠堤裂縫、堤身漏水、個(gè)別渠底排洪
涵變形漏水等。
收稿日期：2012—12—17
作者簡(jiǎn)介：李文國(1978一)，男，工程師，主要從事水利
水電工程建設(shè)管理工作。
Email：1wg1225@ 126．com
2012年4月20日水電站開始輸水發(fā)電，引水
流量45 m3／s，7月30日加大引水流量至60 m3／s，8
月1日晚20點(diǎn)左右引水渠樁號(hào)3+400～3+425段
出現(xiàn)突發(fā)性決口(4號(hào)沖溝上游挖填連接段)。按
照領(lǐng)導(dǎo)“迅速查清事故原因”的要求，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)
情況的調(diào)查和對(duì)施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理資料
的分析，初步得出以下結(jié)論：
1)渠道決口處的地質(zhì)情況。根據(jù)決口處現(xiàn)場(chǎng)
已揭露的殘留斷面來看，決口處位于半挖半填和填
方渠道的結(jié)合部位，沖溝岸坡表層為低液限粘土，
具有濕陷性，分布范圍為渠道底部連續(xù)延至左側(cè)渠
堤外。決口下游為全填方渠道，填方料為第四系中
· 69 ·
運(yùn)行與維護(hù) SMALL HYDRO POWER 20131Vo2， No170
更新統(tǒng)烏蘇群(Q2ws)含土砂礫石，即低液限粘
土與填方料含土砂礫石直接接觸，接觸面產(chǎn)狀為西
傾傾角17。，下盤為低液限粘土，上盤為含土砂礫
石(見圖2)。
圖2 水電站引水渠決口上游斷面
2)決口處有關(guān)設(shè)計(jì)及施工情況。工程項(xiàng)目部
施工期提出“引水渠樁號(hào)2+750～3+4oo段開挖
至建基面后，局部出現(xiàn)黃土，此處是否進(jìn)行換填，
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方盡快給予答復(fù)”。設(shè)計(jì)方回復(fù)：“引水渠I
標(biāo)在2+750～3+400段局部發(fā)育有風(fēng)積黃土，需
換填砂礫石，換填后需壓實(shí)密實(shí)，回填指標(biāo)參照其
他渠段回填設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，然后再進(jìn)行墊層混凝土的施
工，換填量以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理確認(rèn)為準(zhǔn)”。按照“回填指
標(biāo)參照其他渠段回填設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”這一說明，經(jīng)查閱
其他渠段的設(shè)計(jì)資料，具體要求為“換填50 cm砂
礫石，碾壓密實(shí)”。從現(xiàn)場(chǎng)揭露情況看，渠底進(jìn)行
了換填，厚度為50 cm，邊坡未進(jìn)行換填，引水渠全
線未設(shè)排水系統(tǒng)。經(jīng)查閱引水渠原施工圖設(shè)計(jì)有縱
橫排水系統(tǒng)，但從《隱蔽工程或工程關(guān)鍵部位驗(yàn)收
簽證》3+300～3+400樁號(hào)、3+400～3+500樁號(hào)
驗(yàn)收單反映，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)代人員確認(rèn)取消排水系統(tǒng)，
未說明原因和理由。
3)決口成因技術(shù)分析。渠道運(yùn)行過程中，滲
漏水滲入到渠底換填的砂礫石層中(引渠加大流量
運(yùn)行加快滲透)，下部為風(fēng)積黃土和低液限粘土，
滲透系數(shù)相對(duì)較小，滲漏是水平和垂直雙向性的。
滲漏水一方面通過黃土和低液限粘土層垂直下滲，
一方面水平向四周漫延。由于渠道縱坡大部分滲漏
水順坡向下游排至換填末端和填方砂礫石接觸部位
下滲(在決口斷面可以看到)，因此渠道停水后其
底板膜下部仍有水滲出，該處正是低液限粘土和換
填含土砂礫石的接觸帶。另外，由于兩側(cè)的粒徑和
滲透系數(shù)差異較大，滲漏水向下入滲對(duì)低液限粘土
形成接觸侵蝕和接觸沖刷。在浸濕帶內(nèi)，黃土產(chǎn)生
濕陷沉降或壓縮沉降，繼而滲流對(duì)黃土產(chǎn)生潛蝕作
用，形成溶蝕水流通道。在側(cè)向潛蝕作用下，滲流
逐漸由以潛蝕作用為主過渡到以沖蝕作用為主，通
道壁不斷擴(kuò)大形成地下洞穴和溶蝕管道，最終在渠
堤南側(cè)出露。滲流出露后，隨著水流加大，沖刷不
斷加劇，滲流通道迅速擴(kuò)大形成渠堤決口。其破壞
模式為：接觸侵蝕一濕陷一潛蝕一沖刷一貫通一決
口破壞。
3 結(jié)語
針對(duì)渠道存在的各種問題，建議勘察設(shè)計(jì)、施
工、監(jiān)理、建設(shè)管理和運(yùn)行管理方面各單位要全面
展開系統(tǒng)梳理和排查，找出問題的主要原因，針對(duì)
導(dǎo)致事故的各種原因，制定切實(shí)可行的整改治理技
術(shù)方案，確保整治后渠道安全運(yùn)行。
■
責(zé)任編輯吳昊
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(上接第7l頁)電抗器一相阻抗的限流作用下，使
勵(lì)磁電流大幅上升，從而產(chǎn)生了發(fā)電機(jī)低頻過電壓
的怪象。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該相電抗器線圈內(nèi)里襯入絕緣紙
并涂刷絕緣漆的處理后，再次開機(jī)試驗(yàn)，發(fā)電機(jī)空
載起勵(lì)建壓即恢復(fù)正常，表明故障已消除。
4 結(jié)語
通過這次故障的處理，使我們有了新的認(rèn)識(shí)，
· 70 ·
除了對(duì)發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子繞組的絕緣要重視外，
對(duì)于電壓很低的勵(lì)磁回路的絕緣也不能忽視，也需
定期檢測(cè)，才能確保發(fā)電機(jī)安全正常運(yùn)行。
■
責(zé)任編輯吳昊

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