水電站安全綜合評價分析

張 義

（浙江宏昌水利設計有限公司,浙江 麗水 323000）

0 引言

定期開展水庫壩體安全評價，及時掌握壩體安全狀況，并對出現病險的水庫及時采取控制運用和除險加固，對于確保水庫安全運行，促進經濟社會穩定發展具有十分重要的意義[1]。

農村水電站工程驗收是農村水電建設管理的重要環節，是確保工程質量建設的重要舉措。鑒于五洋二級水電站由于各種原因未組織竣工驗收，為保證水電站工程質量安全，發揮其應有的經濟社會效益，根據《麗水市水利局麗水市發改委關于加快推進麗水市農村水電站工程竣工驗收的通知》，由于歷史原因，資料缺失，長期無法完成竣工驗收的農村水電站經工程安全檢測與評價合格，無重大安全隱患則視同通過竣工驗收[2]。本文根據《小型水電站安全檢測與評價規范》，擬從防洪能力、結構、抗震、滲流及金屬結構、工程質量、運行管理等方面對五洋二級水電站開展綜合安全評價以得出等級結論，完成水電站的竣工驗收盡早發揮其工程效益。

1 工程概況

五洋二級水電站位于浙江景寧縣秋爐鄉境內，是景寧縣秋爐坑流域河段上的第二梯級水電站。秋爐坑隸屬于甌江水系小溪流域，發源于洞宮山脈的白巖尖，主河長16.93 km。水電站壩址位于秋爐鄉坑口村下游河段上，壩址以上集雨面積34.47 km2，河長12.45 km，比降5.39%。五洋二級水電站的樞紐建筑物主要由C10 細骨料砼灌砌塊石重力壩、發電引水系統、發電廠房及升壓站等組成。水庫總庫容25.86 萬m3，正常庫容16.8 萬m3，水電站裝機容量3×630 kW，多年平均發電量518 萬kW·h。

2 安全評價

2.1 工程質量評價

五洋二級水電站攔河壩、發電輸水系統和發電廠房等樞紐建筑物外觀良好、運行正常。工程未見危及運行和安全的質量缺陷和隱患，工程運行正常。評價認為五洋二級水電站主要等建筑物工程質量滿足要求，工程質量總體評定為“合格”。

2.1.1 壩體

壩體是C10細骨料混凝土灌砌塊石重力壩，現場檢查外觀良好，未發現明顯突變部位和可見裂縫，溢流堰表面平整，混凝土無老化現象，且砼強度均滿足設計要求，大壩右岸壩肩存在輕微繞滲現象。據水電站運行管理單位介紹，在庫水位大致相同情況下，漏滲水流量無明顯變化。目前大壩運行良好。因此，攔河壩工程質量評價為合格。

2.1.2 輸水隧洞及壓力管道工程

進水口開挖符合有關施工規范要求，施工質量和強度滿足設計要求?，F場檢查發現邊坡穩定，混凝土表面致密，未見老化、析鈣等不良現象，進水口、隧洞及壓力管道工程目前運行正常。因此，輸水隧洞及壓力管道工程質量評價為合格。

2.1.3 發電廠房及升壓站工程

廠房的梁、柱、樓板無裂縫、位移或變形等現象，未發現基礎不均勻沉降現象，水輪發電機組運行情況正常。升壓站緊靠副廠房后側布置，設2臺主變壓器，電線桿和變壓器的墩座無開裂、位移現象。因此，廠房、升壓站工程質量評價為合格。

2.2 防洪標準復核

五洋二級水電站水庫總庫容為25.86 萬m3，屬?。?）型水庫，工程等別為Ⅴ等。根據規范及大壩所在工程位置，復核洪水標準按山區、丘陵區水利水電工程的永久性水工建筑物的洪水標準。主要建筑物為5級，攔河壩為C10 細骨料砼灌砌塊石重力壩，其設計洪水標準應為20年～30 年一遇，校核洪水標準應為100 年～200 年一遇。根據規范計算正常蓄水位和校核洪水位下的壩頂高程，見表1。

表1 壩頂高程計算成果表

由表1 可知，水庫大壩現狀壩頂高程433.3 m，高于校核洪水位，同時高于計算所要求的壩頂高程計算值433.29 m，因此，五洋二級水電站大壩防洪安全滿足現行規范要求。

2.3 結構安全評價

五洋二級水電站工程大壩為5 級建筑物，按照《混凝土重力壩設計規范》規定，壩體抗滑穩定安全系數按抗剪斷強度計算：基本荷載組合安全系數采用3.0，特殊荷載組合采用2.5。

對壩體抗滑穩定和壩體應力進行復核，壩體結構安全滿足規范要求。溢洪道結構穩定安全，消能設施完好，挑流消能挑距滿足規范要求，無危及壩基和其它建筑物的安全隱患。

五洋二級水電站進水口圍巖穩定，無坍塌現象，無沖刷、凍融損壞現象，隧洞洞身穩定，襯砌無明顯裂縫、剝落、溶蝕等情況。啟閉房的梁、柱、板等混凝土結構未發現裂縫、溶蝕、空蝕和鋼筋銹蝕等異常情況，混凝土強度均滿足設計要求。因此，評價認定五洋二級水電站輸水建筑物中進水口及隧洞的結構安全。

調壓井無頂蓋通氣良好，結構穩定，無坍塌、變形、破損和無漏水現象，附屬設施扶手、爬梯和水位觀測完整。因此，評價認定五洋二級水電站輸水建筑物中調壓井的結構安全。

五洋二級水電站壓力管道鎮、支墩表面完好，無位移、裂縫及滲漏水現象，壓力管道順直，無位移或滲漏水現象，經過現場檢查，未發現壓力管道存在安全隱患。因此，本次評價認定壓力管結構安全。五洋二級水電站廠房和升壓站結構安全，無潛在地質災害，升壓站布置滿足規范要求。

綜上所述，五洋二級水電站安全評價單元，水庫及水工建筑物中的基礎評價單元大壩、溢流道、進水口、隧洞、調壓井、廠房和升壓站結構穩定安全。

2.4 滲流安全評價

攔河壩外觀平整順直，導流墻無破損、變形，大壩迎水面、大壩背水坡面砼表面平整、順直，無較大的凹凸面和破損面出現，工程施工質量較好。經現場觀測，攔河壩未發現明顯裂縫，也未發現滲漏現象。根據大壩安全技術認定報告書結論：壩體防滲效果良好，沒有發現滲漏或繞壩滲漏現象，大壩滲流安全綜合評定為“A”級。

綜合上述情況，五洋二級水電站攔河壩壩基位于相對不透水層巖石上，壩體與基巖膠結良好，大壩壩基無滲漏情況，大壩右岸壩肩有輕微繞滲，且在庫水位大致相同情況下，漏滲水流量無明顯變化。因此，根據《小型水電站安全檢測與評價規范》五洋二級水電站安全評價單元，水庫及水工建筑物中的基礎評價單元，大壩滲流滿足安全要求。

2.5 抗震安全評價

根據《中國地震動參數區劃圖》工程區地震動峰值加速度為0.05 g，對應的地震基本烈度為Ⅵ度，地震動反應譜特征周期為0.4 s。

根據《水工建筑物抗震設計規范》規定，本工程可不進行抗震安全復核。

2.6 水庫及水工建筑評價

通過對電站子評價單元，水庫、擋水建筑、泄水建筑物、輸水建筑物和廠房及升壓站的現場檢查及復核，并根據《小型水電站安全檢測與評價規范》確定五洋二級水電站評價單元，水庫及水工建筑物安全等級為“A”級。具體評價結果見表2。

表2 水庫及水工建筑物安全評價表

2.7 金屬機電評價

水庫進水口金屬結構和啟閉設備，選型適宜，目前保養維護一般，均能正常運用，啟閉機均采用手動操作，操作可靠，但效率一般。水電站金屬結構選型適宜，現階段均處于安全狀態，啟閉設備能正常開啟，滿足操作要求。從機電設備現場安全檢查和相關檢測來看，五洋二級水電站機電設備均運行良好、安全，滿足相關規范要求。

根據規范評價認定五洋二級水電站評價單元，金屬結構安全等級為“A”級，機電設備安全等級為“A”級。

2.8 安全運行評價

水電站管理機構設置規范，人員配備合理，工作管理制度和應急預案健全，各項管理工作開展正常有序。水電站已經通過浙江省農村水電站安全標準化二級驗收，水電站水庫通過麗水市水庫標準化管理驗收，近三年內無重大責任事故發生。攔河壩上游設置水位尺，觀測大壩水位變化情況。大壩未設壩體水平位移和垂直位移觀測設備。

評價認定五洋二級水電站評價單元，安全運行管理安全等級為“A”級，具體見表3。

表3 運行安全管理評價表

3 結論

五洋二級水電站工程工程質量總體評定為“合格”質量合格，運行管理規范，防洪安全性、結構穩定性、滲流穩定性及金屬機電設備均為A級，工程滿足現有規范要求的安全運行標準要求。同時，建議對工程局部缺陷及時處理，優化完善監測系統，加強安全監測和科學管理，確保水電站安全運行長期發揮效益。

本文綜合考慮了水電站安全運行狀態和相關評價指標，依據規范在遵循代表性、科學性和合理性的原則下結合工程特點將評價單元細化為多個基礎評級單元，構成了五洋二級水電站運行狀況評價指標體系，優化了評價方法，以期為其他工程開展此項工作時提供借鑒參考。