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问诊白云之下

 水库水位522米,水深92米,大坝下游渗水量维持在每秒25升左右……再次蓄水后的白云水库成功经受了三个月考验,标志着国内首座百米级面板堆石坝放空渗漏治理取得圆满成功,成为混凝土面板堆石坝渗漏治理工程中新的标杆。

长江勘测规划设计研究有限责任公司(简称“长江设计公司”)作为渗漏治理工程的设计单位,高度重视、精心谋划,以出色的工作赢得各方赞赏,在大坝安全领域迈进坚实的一步。

渗漏检测,锁定放空治理

白云水电站工程地处湖南省沅水一级支流巫水上游,位于邵阳市城步县境内,是一座以发电为主,兼有防洪、航运、城市供水等综合利用的大(2)型工程。总库容3.6亿立方米,电站装机54兆瓦。工程于1998年12月26日下闸蓄水,在建时为亚洲第一高混凝土面板堆石坝,最大坝高120米。

大坝蓄水运行后的前10年,渗漏观测值基本正常。自2008年5月后,渗漏量开始加大并持续增大,2012年9月达到最大每秒1240升。

长江设计公司于2010年10月开始关注白云水库大坝渗漏问题,受国电湖南巫水水电开发有限公司(简称“巫水公司”)委托,于2011年3~4月采用深水声像复合查漏技术对大坝进行渗漏检测,发现主要渗漏区域位于面板左下部盖重以下部位,水库放空后,揭露面板破损区与检测成果吻合。

长江设计公司工程治理中心相关专业人员先后多次前往现场,持续跟踪项目进展,认为必须放空水库进行全面检查治理才能彻底解决白云水库的问题。经过国电集团公司同意,2014年初,受巫水公司委托正式进行治理方案设计。

然而,大型水库放空治理在国内尚无先例。如何放空?如何保证一个枯水期完成?如何根治……这些都是摆在长江设计人面前的难题。长江设计公司成立由国家勘测设计大师组成的专家组提供技术咨询,由技术骨干担任设计人员的设计团队。深入研究、多方论证,设计方案在内部经过三轮专家评审,最终经过两个月的加班加点按期提交了成果。

2014年5月6日~8日,来自国家能源局大坝安全监察中心的专家对方案进行审查并给予充分肯定。至此,白云水库大坝渗漏治理工程正式进入实质性施工阶段。

精心设计,保障“药到病除”

根据审定方案,治理工程需一个枯水期内完成,按照“水库放空—全面检查—渗漏治理—下闸封堵”的顺序施工。设计项目经理谭界雄在审查会上说:“水库渗漏牵动人心,从查漏到决定放空处理已经闯过两关,在渗漏治理前还要经历旁通洞打通、堵头拆除、导流洞闸门提取这三关,之后还有六个主体工程项目。作为设计方,必将拿出过五关斩六将的勇气,打好白云渗漏治理攻坚战。”

如何放空水库,成为摆在建设者面前的第一个难题。40米高水头临时堵头爆破和深水叠梁门提取在国内均属先例。为此,长江设计公司请来国内专家现场咨询,对施工方案进行论证完善。2014年11月21~24日,采用水上平台成功提取4扇单重34吨的混凝土叠梁门,25日导流洞6米临时堵头一次性爆破成功,水库开始泄水。12月7日,水库彻底放空。

放空后揭露的面板破损情况,远远超出预想。在面板左下部,一处面积约800平方米的破损区,成为渗漏的“祸首”。2015年1月14日,长江设计公司邀请以郑守仁院士和张楚汉院士为组长的全国知名水利、地质专家组前往现场,为渗漏治理“会诊”。专家表示白云大坝面板破损情况让人“触目惊心”,在国内工程中属首次放空揭露,渗漏治理工程具有极大的挑战性。

破损严重、工序复杂、技术难题多、工期紧张,一旦汛前无法完成破损面板修复,按期下闸的风险非常大……针对上述情况,长江设计人评估风险,按照抢险的方式开展动态设计和现场服务。设计人员现场办公,根据揭露问题现场提交处理方案。设代处每天有人在场,实时了解施工进展。委派项目总工常驻现场,春节不休。在参建各方的通力合作、共同努力下,经过75天的艰苦鏖战,影响下闸蓄水480高程以下的工程项目全部完工。3月31日,由中国水利水电科学研究院10名专家主导的下闸蓄水安全鉴定会顺利召开,4月4日正式下闸蓄水。

办法总比困难多。白云水库大坝渗漏治理的建设者们齐心协力,过五关斩六将,啃下一个个硬骨头,保质保量、按期完成了汛前下闸蓄水的目标。

大胆创新,练就技术尖兵

白云水库大坝渗漏治理工程放空水库和渗漏治理技术的复杂程度在国内绝无仅有,诸如深水提门、高水头水下爆破、过渡料疏松等问题在国内并无经验可供参考。与此同时,渗漏治理不像新建工程,存在修复面积小作业面窄、大型机具无法使用,新老面板防渗止水不易连接等问题,如若处理不当,蓄水运行后存在在同样位置发生渗漏的可能,这些因素也对设计方案的科学性提出了严苛的要求。

长江设计公司的设计团队针对面板坝修复治理特点,大胆创新、充分论证,提出了水上平台提门、过渡料充填灌浆、异形铜止水、表层止水加强、面板分块切割、新型裂缝处理材料等新结构、新技术、新方法,通过技术创新提高了工程质量、加快了工程进度,也培养了一批优秀的技术人员。

白云水库被建设单位形容为面板堆石坝界的“黄埔军校”。建设之初,作为第一高坝,吸引了全国各地的单位前来取经,长江设计院也曾派多批人员前来监理,为水布垭大坝建设和规范制定提供了依据,也为国内第一部面板堆石坝规范的编制提供了重要的依据。发生漏水后,成为长江设计公司“深水声像复合查漏技术”应用的第一个面板堆石坝,并且准确查出渗漏部位。渗漏治理阶段,首座100米级面板堆石坝放空处理的空前难题,为长江设计公司历练出一支不怕困难、迎难而上、能打硬仗的设计团队。

如今,一张张蓝图变成现实,白云水库大坝渗漏治理工程圆满成功,长江设计公司这只具备查漏、治漏能力的优秀技术团队,在大坝安全领域再树一面新旗帜。

文章作者:田金章责任编辑:彭理