水電站攔沙坎沉陷分析及解決方案

于同龍，祁志平

（1.山東省汶上縣水利局設計院，山東 汶上 272500；2.青海三江水電開發公司，青海 西寧 810001）

1 攔沙坎破壞原因分析

某水電站為低水頭閘壩式徑流電站，位于廣東省東江干流上，為Ⅰ等大（Ⅰ）型工程。2008年汛期結束，江水水位降低后，攔沙坎露出水面，發現攔沙坎靠導流墻一側已經傾覆，傾覆段長約20m。

該電站2007年10月份汛期結束后開始填筑二期圍堰，一期圍堰拆除，發電廠房利用事故閘門與上游檢修閘門擋水進行機組安裝，一期7孔閘壩過水。隨著二期圍堰的填筑，主流左移至廠房一側。一期圍堰拆除后，剩余原河道覆蓋層和水流直接接觸，因圍堰的修筑縮小了河道的過流斷面，造成水流流速較天然狀態要大，原河道覆蓋層發生沖刷現象，一期圍堰高噴防滲墻兩側的覆蓋層首先被沖刷掉，剩下硬度較大的防滲墻形成一道過水堰體，特別是枯水期，水流較小，水流流過堰體形成自由出流，對下游的覆蓋層沖刷更為嚴重。

攔沙坎頂高程為54.5m，比原河床要高，枯水期間，水流流過高噴防滲墻形成跌水后接著又受到攔沙坎阻攔，在攔沙坎位置突然以35°角折向右側閘壩方向。

隨著圍堰高噴防滲墻下游的不斷沖刷，防滲墻下游出現9m深度的深坑。因攔沙坎位于廠房最前端，靠一期圍堰較近，攔沙坎設計無防沖防淘措施，運行過水后其基礎被沖刷出7m深度的深坑，又因攔沙坎未配鋼筋，不具備承載能力，無法滿足承載自重，在自重的作用下攔沙坎發生破壞。

2 攔沙坎修復方案

攔沙坎破壞于2008年汛期后被發現，為避免因此影響發電時間，攔沙坎修復工作需盡快實施。修復工作要做到：不影響二期工程的施工；不能修筑大圍堰，以免縮窄過流斷面；不能把塊石等殘留在廠房進水口，避免影響清污機，同時避免檢修閘門前淤積過多的泥沙，影響檢修閘門的提升。

為此，采取了以下措施和步驟：（1）沿攔沙坎方向在沖坑內填筑砂石料至53.00m高程。（2）在53.00m高程基礎上填筑土方，填高至水面以上1m達到56m的高程形成堰體，堰體頂寬8m，確保滿足高噴施工的要求，同時在堰體前側拋填塊石以達到護坡的目的，避免水流將土方沖刷。（3）在堰頂鉆孔，進行高噴作業，要求高噴樁入巖不低于50cm，樁徑80cm，孔距80cm，高噴樁雙排，排距80cm。高噴分三序進行施工。（4）高噴完成后采用巖心鉆對高噴孔再次鉆深8m，插入錨筋，錨筋采用3根φ20的螺紋鋼，然后采用砂漿充填錨孔。（5）清除樁頭至54.2m高程，連接樁頭鋼筋澆注30cm厚蓋板至54.5m高程。（6）清除高噴樁后側填筑的沙土料至52.50m高程，澆筑水下混凝土至53.00m高程，和原來攔沙坎后側的混凝土鋪蓋基本持平。（7）在緊貼高噴樁后側53.00m高程上支撐模板，澆筑鋼筋混凝土和已經澆筑好的蓋板連接，形成一個整體，攔沙坎結構此時完全形成。（8）拆除攔沙坎前側填筑的土石料。

3 攔沙坎修復效果

攔沙坎修復后經過多次水下觀測，沒有發生再次破壞。特別是進入汛期后，經歷一次規模的洪水后對攔沙坎實施觀測，攔沙坎沒有發生變形現象。隨著電站的即將蓄水，水位漸漸提高。水位提高后，原來沖刷的高噴防滲墻形成的堰體將實現淹沒出流，對基礎的沖刷就會減弱，攔沙坎前側的沖坑會慢慢淤積，在電站運行過程中將會比較安全和穩定。