唐家山堰塞湖泄洪對通口水電站設(shè)計的全面檢驗及通口水庫的滯洪作用

唐家山堰塞湖泄洪對通口水電站設(shè)計的全面檢驗及通口水庫的滯洪作用楊光偉;李西瑤【摘要】2008年5月12甘四川汶川發(fā)生8.0級地震,導(dǎo)致通口河口上游山體垮塌,在庸家山形成特大型堰塞湖,交通中斷.建于典型巖溶地段的通口水電站大壩在堰塞湖下游約23km處,為碾壓混凝土高壩,泄洪消能系統(tǒng)采用溢流表孔+寬尾墩+戽式消力池的方式.工程建在高烈度地區(qū),距離震中較近,在汶川特大地震中震損輕微,防滲體系完好,在唐家山堰塞湖泄洪過程中的滯洪削峰為保護(hù)下游沿岸和城市發(fā)揮了很大的作用.本文對此進(jìn)行了介紹.期刊名稱】《水電站設(shè)計》年(卷),期】2010(026)001【總頁數(shù)】7頁(P15-21)【關(guān)鍵詞】水電站;巖溶;樞紐布置;泄流消能;基礎(chǔ)防滲;地震;滯洪削峰;通口水電站【作者】楊光偉;李西瑤【作者單位】中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院,四川,成都,610072;中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院,四川,成都,610072【正文語種】中文【中圖分類】TV7421工程概況1.1工程簡介2008年5月12日14時28分四川汶川發(fā)生8.0級地震,導(dǎo)致通口河中上游山體垮塌,在唐家山形成特大型堰塞湖,交通中斷。建于典型的巖溶地段的通口水電站大壩在堰塞湖下游約23km處，電站位于涪江右岸一級支流通口河中游末段的北川羌族自治縣通口鎮(zhèn)上游2km,左岸屬江油市，右岸屬北川縣，與北川縣城及江油市均有公路相通。壩、廠區(qū)河道平均比降為5%。,壩址多年平均流量為93.4m3/s。樞紐工程主要由攔河壩、右岸引水系統(tǒng)、地面主（副）廠房和升壓站等組成,電站主要任務(wù)是發(fā)電。工程等別為皿等，主要永久性建筑物按3級設(shè)計，次要建筑物按4級設(shè)計。水庫正常蓄水位598.00m,總庫容3610萬m3,調(diào)節(jié)庫容97萬m3,具日調(diào)節(jié)性能。電站設(shè)計水頭48.0m,引用流量106.504m3/s,電站裝機(jī)45MW,保證出力9.60MW,多年平均發(fā)電量2.31億kW?h,年利用小時數(shù)5133h。上游干流上的漩平水電站年調(diào)節(jié)水庫建成后，通口水電站的年發(fā)電量將增加到2.972億kW?h,年利用小時數(shù)增為6604h。通口水電站于2002年9月8日正式開工建設(shè),2004年8月第一臺機(jī)組發(fā)電,2004年12月第二臺機(jī)組發(fā)電,2005年5月工程全部完工。1.2地震對河段與電站的影響通口水電站位于前龍門山褶斷帶中段北端,北川映秀斷裂與江油、灌縣斷裂挾持的斷塊上,區(qū)域穩(wěn)定屬次穩(wěn)定區(qū),工程區(qū)歷史地震主要受茂汶、北川、江油三個震源區(qū)的影響。據(jù)國家地震局1990年的1:400萬《中國地震烈度區(qū)劃圖》標(biāo)定及綿陽地震局復(fù)核，工程區(qū)地震基本烈度為VU度,樞紐建筑物按VU度設(shè)防。2008年5月12日的汶川大地震后根據(jù)GB18306-2001《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》第1號修改單工程區(qū)地震基本烈度達(dá)V皿度。經(jīng)震后檢查和安全評估，電站為輕微震損，主體結(jié)構(gòu)沒有受到損壞,且震后很快就恢復(fù)了發(fā)電,大壩、廠房一些部位的次要結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)和部分填充墻受到了損壞,但對發(fā)電沒有影響。汶川大地震在唐家山形成了特大堰塞湖,5月14日上級要求通口水電站停止發(fā)電并放空水庫為唐家山泄洪預(yù)留滯洪庫容。6月10日堰塞湖泄洪時洪水超過了百年一遇的洪水,電站承受了這次大洪水考驗,泄洪洪峰過后,電站即蓄水發(fā)電,經(jīng)檢查壩前無淤積,泄洪消能系統(tǒng)完好。震后基礎(chǔ)廊道集水井滲水量增加,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)增大滲水主要來自兩岸及下游反滲,未形成上、下游貫通的滲水通道。唐家山堰塞湖泄流過程中夾帶大量崩塌物沿河道下泄至通口電站水庫內(nèi),加上河道沿岸在地震中的垮塌物也沖入庫內(nèi),通過通口電站沖沙底孔及表孔下泄。泄洪后檢查電站壩前及取水口前基本沒有淤積物,未形成淤積堆積,表明沖沙底孔及束水墻的拉沙效果和沖沙效果顯著。2電站設(shè)計特點工程設(shè)計的技術(shù)水平和難點主要體現(xiàn)在巖溶地區(qū)基礎(chǔ)處理和泄洪消能設(shè)計理念等方面,以及對地下巖溶通道的探查、防滲線路布置走向、對巖溶通道的封堵、泄洪消能工的布置、戽式消力池的參數(shù)擬定、上下游水面的銜接等方面進(jìn)行綜合研究。2.1設(shè)計基本條件通口水電站修建在四川典型的灰?guī)r巖溶地質(zhì)區(qū),溶洞、溶槽、溶溝、落水洞、溶隙發(fā)育,連通性好,給防滲布置設(shè)計和防滲施工均帶來很大難度,技術(shù)設(shè)計以壩工專業(yè)為主對壩基基礎(chǔ)處理、開挖基面和開挖坡面處理作了大量設(shè)計研究工作,對防滲方案經(jīng)過了多次調(diào)整,根據(jù)巖層的走向、相對隔水層的位置、巖溶發(fā)育的特點,確定左岸防滲線向下游轉(zhuǎn)向,右岸防滲線向上游轉(zhuǎn)向,以較短的防滲線和防滲工程處理量截斷滲漏通道。根據(jù)工程樞紐河段的地形、地質(zhì)條件,壩址布置可選擇的范圍相當(dāng)有限,壩后緊鄰河彎處,下泄水流受彎道影響,對河岸沖刷影響很大,經(jīng)河岸阻擋后折沖水流對電站尾水渠出流影響很大,且易在尾水渠出口范圍形成沖積堆積。溢流壩采用挑流消能,雖結(jié)構(gòu)相對簡單,但易使廠房尾水波動加大,淤積加重;如采用底流消能,消力池長度較長,無法合理布置。經(jīng)多方案比較研究和綜合考慮后,采用了寬尾墩加臺階和戽式消力池方案。2.2基本資料通口水電站控制流域面積3989km2,通口河洪水由暴雨形成,流域中上游地處龍門山暴雨區(qū)，洪水過程具有陡漲陡落的特點,一次洪水過程線多為單峰型，歷時3~5日。壩址處多年平均輸沙量515萬t,多年平均含沙量1.45kg/m3,多年汛期平均含沙量2.25kg/m3,汛期輸沙量占全年輸沙量的72.2%。大壩設(shè)計洪水重現(xiàn)期為50年,相應(yīng)洪水流量6240m3/s,水庫水位596.31m;校核洪水重現(xiàn)期為500年,相應(yīng)洪水流量9700m3/s,水庫水位601.01m,壩前最大壅水高度68.0m,水庫回水長度13.8km。廠房設(shè)計洪水重現(xiàn)期為50年,相應(yīng)洪水流量6240m3/s,河床水位568.15m;校核洪水重現(xiàn)期為100年,相應(yīng)洪水流量7290m3/s,河床水位570.39m。消能防沖建筑物的洪水重現(xiàn)期為30年相應(yīng)洪水流量為5480m3/s。電站引用流量為110m3/s。2.3首部樞紐布置設(shè)計通口河為多泥沙河流,電站庫容相對較小,壩體溢流堰頂相對較高,水庫因淤積而壽命較短,樞紐布置考慮水庫排沙和引水防沙措施,以延長水庫運行壽命和減小過機(jī)泥沙含量。結(jié)合本工程的入庫水沙特性,確定首部樞紐建筑物布置遵循汛期設(shè)置汛限水位,降水沖沙。電站進(jìn)水口設(shè)置攔沙坎、沖沙道,并結(jié)合沖沙底孔的布置,確定電站引水防沙、水庫沖沙的樞紐布置原則和水庫合理運行調(diào)度原則。根據(jù)地形、地質(zhì)條件,在選定壩址位置布置攔河碾壓混凝土重力壩,大壩由溢流壩段與非溢流壩段組成,在右岸擋水壩前布置取水口,取水角為110°。樞紐建筑物布置見圖1。壩頂高程601.50m,壩軸線總長220.69m,最大壩高71.5m。溢流壩段泄水建筑物由5孔開敞式表孔組成，底部順?biāo)飨蜷L56.0m,堰頂高程583.50m,表孔弧形工作閘門正常擋水高度14.5m,寬度14.0m,具有一定超泄能力。溢流壩典型斷面見圖2。根據(jù)地形條件,布置底流消力池的場地條件有限,為減短消力池的長度、增強(qiáng)消能效果,在每個閘孔兩側(cè)的閘墩上布置了寬尾墩結(jié)構(gòu)型式,將閘墩尾端加寬,閘室出口縮窄,達(dá)到使壩面水流沿橫向收縮和豎向擴(kuò)散,形成三元水流以達(dá)到增強(qiáng)消能的目的。水工模型試驗研究了多種形式的寬尾墩,最后確定本樞紐寬尾墩體型的幾何參數(shù)為:閘孔收縮比P=0.5,寬尾墩長度L=9m,閘室末端寬度B'=7m,尾端折角0=21.25°胎擴(kuò)點位置參數(shù)E1=0.34、E2=0.22。2.4引水防沙根據(jù)電站首部樞紐處通口河河段的水、沙基本資料,壩前設(shè)置沖沙道,首部樞紐布置主要需解決引水防沙與泄洪沖沙的問題。根據(jù)地形條件,采用“側(cè)向取水、正向攻沙”的引水防沙結(jié)構(gòu)布置形式。取水口前緣進(jìn)口底板高程571.00m,束水墻頂高程為567.00m,厚度3.0m,長度26.3m,沖沙道底板上游側(cè)高程為557.00m,下游端與沖沙底孔底板相接,高程為556.00m。束水墻與水流方向約9.2。夾角，沖沙道上游側(cè)寬9.0m,下游側(cè)與沖沙底孔寬度一致，以利于束水沖沙效果，庫區(qū)溯源沖刷。緊鄰右岸擋水壩段設(shè)1沖沙底孔壩段，沖沙底孔底板高程556.00m,寬5.0m,孔高5.0m。沖沙底孔壩段順?biāo)飨蜷L58.0m,壩段總寬11.0m,最大高度66.5m。底孔后部設(shè)一道弧形工作閘門,門后為明流泄槽。沖沙底孔兼顧沖沙、泄洪和水庫放空的多重作用。沖沙底孔弧門后為長約90.72m的排沙消能泄槽，寬5.0m,底板高程為540.00m,尾部設(shè)挑流坎，坎頂高程545.00m。圖1樞紐建筑物布置平面圖2溢流壩典型斷面經(jīng)模型試驗驗證和歷年的運行檢驗，以及2008年5?12地震后唐家山堰塞湖泄洪過程中的考驗,未見泥沙進(jìn)入取水口,均證明首部樞紐設(shè)計采用“側(cè)向取水、正向泄洪沖沙”的布置及運行方式是正確合理的,整個引水防沙效果較好。2.5泄洪消能設(shè)計電站采用寬尾墩、臺階溢流面與戽式消力池聯(lián)合泄洪消能效果明顯。由于受地形、地質(zhì)條件限制,樞紐總體布置位置選擇余地不大,場地緊張,盡管進(jìn)行了多方案布置比較,但壩軸線與下游主河槽夾角仍較大,下泄水流受左岸坡影響,易形成橫向折沖水流,使下游水流混亂、紊動強(qiáng)烈,引起廠房尾水波動較大,并易使尾水渠出口形成河床沖刷質(zhì)堆積。在后期設(shè)計過程中,對方案進(jìn)行了研究調(diào)整。經(jīng)過多次現(xiàn)場綜合查勘研究,根據(jù)壩區(qū)河床兩岸特點,確定壩區(qū)地形條件不適合修建拱壩,應(yīng)選擇重力壩方案和底流消能較為合適。2.5.1泄洪消能布置多方案研究電站下泄流量大，進(jìn)口單寬流量達(dá)138.6m2/s,下游水位變幅大，泄洪消能和泄洪水位的銜接是技術(shù)難點,在四川這類聯(lián)合消能方式應(yīng)用還不多。通口河洪水過程具有陡漲陡落的特點,洪水過程歷時短。受地形限制壩址布置可選擇的范圍相當(dāng)有限,壩后緊鄰河彎處,河道向右轉(zhuǎn),下泄水流受彎道影響,沖刷左岸并易在尾水渠出口范圍形成沖積堆積,挑流對電站尾水渠出流影響很大。早期設(shè)計的泄洪消能型式為挑流消能,結(jié)構(gòu)相對簡單,但經(jīng)水工模型試驗驗證其與寬尾墩加戽式消力池對比,表明采用寬尾墩加跌坎和戽式消力池的泄洪消能方式,能較好地解決消能率、池內(nèi)流態(tài)、出池流速等問題。消能防沖按30年一遇洪水設(shè)計,下游水位為566.00m。采用寬尾墩加跌坎和戽式消力池方案，消力池長度減至45m。根據(jù)泄洪、沖沙和消能防沖要求,戽式消力池結(jié)構(gòu)順?biāo)飨蜷L44.5m,消力池底高程540.00m,底板基礎(chǔ)高程535.00m,底板厚5.0m,消力池末端設(shè)有1:2.5的反坡尾坎,坎頂高程545.00m。2.5.2消能效果顯著經(jīng)模型試驗驗證和運行情況表明,采用階梯式溢流壩面與寬尾墩和戽式消力池共同構(gòu)成的大壩泄洪消能系統(tǒng)設(shè)計合理,階梯式溢流壩對中小流量有良好的消能特性,流量增大時受寬尾墩的作用,閘室尾部水面壅高,水面切線與壩面的夾角逐漸增大,水流沿豎向擴(kuò)散,底部高速水流受戽式消力池尾坎的阻擋,紊動更加強(qiáng)烈,消力池尾端呈現(xiàn)戽式水流特有的涌浪,尾端以下河道流速迅速減小。在各級流量下,消力池內(nèi)水流擴(kuò)散均勻,消能效果良好,出池水流平穩(wěn),基本不對河床和河道兩岸邊坡產(chǎn)生沖刷,電廠尾水平穩(wěn),不受泄洪消能的影響,保證了發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運行和機(jī)組出力。經(jīng)過5年的洪水期運行實際考驗,證明這種消能方式成功地解決了各流量等級下泄洪消能的問題,很好地解決了在山區(qū)受地形、地質(zhì)條件限制給樞紐布置帶來的矛盾和困難。在唐家山堰塞湖泄洪過程中,通口電站的過壩流量超過了設(shè)計洪水,并夾帶大量漂浮物和泥沙,經(jīng)泄洪后檢查,庫內(nèi)壩前和取水口前沒有淤積,泄洪系統(tǒng)和消力池沒有受到破壞,尾水出口沒有出現(xiàn)因泄洪導(dǎo)致淤積的情況。2.6典型巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)防滲處理設(shè)計與效果首部樞紐攔河壩最大高度71.5m,壩基以上最大壅水高度68.0m,正常運行工況時上、下游水頭差為50.31m。通口水電站修建在灰?guī)r巖溶地質(zhì)區(qū),溶洞、溶隙發(fā)育,左右岸溶洞存在聯(lián)系,溶洞分布廣泛,分布高差大,連通性好,給防滲布置設(shè)計和防滲施工均帶來很大難度。2.6.1壩區(qū)防滲設(shè)計根據(jù)巖溶發(fā)育情況,對左、右岸防滲軸線布置的走向均進(jìn)行了向下游轉(zhuǎn)向、與壩軸線一致、向上游轉(zhuǎn)向等多方案比較研究。經(jīng)反復(fù)論證,最終確定將右岸防滲帷幕線轉(zhuǎn)向上游,左岸帷幕向岸坡內(nèi)延伸一定長度后折向下游,兩者均與巖溶不發(fā)育的相對隔水層相接。庫區(qū)廣泛分布碳酸鹽巖,巖溶較為發(fā)育。為查明巖溶水庫滲漏問題,地勘、科研人員進(jìn)行了庫水滲漏巖溶水文地質(zhì)研究。結(jié)合各類資料和現(xiàn)場情況,認(rèn)為水庫的鄰谷滲漏問題總體上不影響水電站的建設(shè),在后期則應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測。在施工期間,設(shè)計人員及時對現(xiàn)場揭示情況和物探資料進(jìn)行研究分析,并比照防滲設(shè)計方案,對特殊孔段的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行適時調(diào)整,驗證防滲設(shè)計方案的準(zhǔn)確性。對樞紐區(qū)的溶洞特別是下游2km內(nèi)的幾處大型溶洞進(jìn)行了檢查和實測，未發(fā)現(xiàn)水量增大。經(jīng)運行后4年多的蓄水考驗,至今未發(fā)現(xiàn)庫水存在滲漏的通道。大壩防滲系統(tǒng)防滲效果顯著為檢驗帷幕灌漿的最終效果,在灌漿結(jié)束后14天進(jìn)行檢查孔壓水試驗,共布置25個檢查孔。試驗表明，各灌漿單元的全孔透水率1.0~2.9Lu,平均透水率1.35~1.89Lu,防滲效果達(dá)到設(shè)計要求。經(jīng)5個汛期的考驗,大壩樞紐、引水發(fā)電系統(tǒng)運行正常,壩體及基礎(chǔ)滲漏量總體較少,據(jù)現(xiàn)場實測，其滲漏總量不足18m3/h,兩岸邊坡無滲流出現(xiàn)。壩基礎(chǔ)防滲帷幕設(shè)1排灌漿孔,為減少壩體基礎(chǔ)和消力池基礎(chǔ)內(nèi)的滲透壓力,在壩體廊道內(nèi)設(shè)有主、副排水孔。運行表明,防滲排水處理措施效果良好。在汶川特大地震中,建在典型巖溶地段的通口電站大壩防滲系統(tǒng)未受到破壞,震后檢查表明,廊道內(nèi)帷幕后的排水孔排水量、滲壓未增加,排水廊道增加的水量為帷幕后兩岸地下水及下游反滲,與庫水沒有聯(lián)系,對發(fā)電及發(fā)電效益沒有影響,經(jīng)必要的常規(guī)處理后即可恢復(fù)到與震前情況一樣。通口水庫在唐家山堰塞湖泄洪過程中所起的作用3.1滯洪作用地震引起通口河右岸唐家山山體整體下滑,堆積于通口河河谷,堵塞通口河而形成唐家山堰塞壩，堰塞湖蓄積水量達(dá)2.5億m3嚴(yán)重威脅下游沿岸和城市人民的生命、財產(chǎn)安全。在唐家山堰塞湖形成后,電站距堰塞湖較近約23km,是堰塞湖泄洪經(jīng)下游的第一個在地震后能發(fā)揮作用的電站,在唐家山堰塞湖泄洪過程中,通口水庫的滯洪作用對下游沿岸和城市的保護(hù)起了很大的作用。遭遇洪水后的大壩安全問題分析由于通口電站空庫預(yù)留滯洪庫容,庫內(nèi)沒有蓄積庫水,堰塞壩潰壩下泄洪水進(jìn)入通口電站庫內(nèi),壩前水位上升較快,洪水可能翻壩,壩頂設(shè)施設(shè)備、泄洪消能系統(tǒng)可能受到破壞,大量漂浮物可能危及壩體結(jié)構(gòu)的安全,按照唐家山堰塞壩潰壩分析,當(dāng)潰口形狀、起始潰決水位相同時,潰決歷時越短,潰壩洪峰流量越大,沿程衰減也越快。如1/3潰壩方案,1小時潰決潰口流量為28503m3/s,基本為6小時潰決的1倍以上傳播至涪江橋,1小時潰決流量衰減了約55%,而6小時潰決僅衰減了11%。按1小時潰決則在通口壩址處的洪峰流量為21144m3/s。如果潰口歷時、起始潰決水位相同時,潰決口門越大、潰口底高程越低,潰壩洪峰流量就越大,沿程衰減也越快。如潰決歷時考慮2小時,1/3潰壩方案潰口處流量為22554m3/s,基本為半潰方案的42%,為全潰方案的29%。如果潰決起始潰決水位不同、其它潰決條件相同時,水位越高,蓄水量越大,潰決風(fēng)險也越大,形成的潰壩洪峰也越大。如潰決歷時考慮2小時，從752m高程全潰時,潰口處流量為76699m3/s,為從730m高程開始全潰的1.86倍。按2小時潰決則在通口壩址處的洪峰流量為70776m3/s。堰塞壩全潰、半潰、1/3潰決的洪水均遠(yuǎn)大于通口電站大壩的校核設(shè)計洪水流量,對大壩構(gòu)成嚴(yán)重威脅，如經(jīng)電站水庫滯洪調(diào)峰后按12800m3/s過壩流量考慮也遠(yuǎn)超過校核洪水流量,洪水將漫過壩頂。根據(jù)計算,在這一流量下,從潰壩開始約1小時洪水將漫過通口壩頂,對大壩及其附屬建筑物均存在很大的潛在威脅。唐家山堰塞湖泄洪過程及通口壩址洪水情況3.3.1潰口潰決過程驗證根據(jù)實測潰決過程，唐家山堰塞壩潰決開始時間約在6月10日凌晨4~5點，至14點形成寬145m、底高程為721.4m的最大矩形口門。潰決歷時約10小時。由于6月10日前后的天然河道來流量在50~100m3/s左右,鑒于此種情況，考慮通口河入庫流量為100m3/s,涪江橋6月10日8點時流量為192m3/s,因此考慮涪江天然河道的來流量為192m3/s。算得模型潰口處最大峰值流量為6637m3/s,與實測值6500m3/s比較接近,僅偏大2.1%（見圖3）。圖3唐家山潰壩潰口處洪水過程線比較從圖3可以看出,潰口的實測流量上漲較計算值略偏后,消落也偏慢,但總體過程還是基本接近。潰決初期流量上漲偏后的原因,主要是模型中采用的潰口形成過程為直線型均勻潰決,而實際堰塞壩為非均質(zhì)體,碎礫土中夾有部分大孤塊石,這些大孤塊石抗沖能力較強(qiáng),致使初始潰決時較為緩慢。3.3.2壩址處洪水情況在6月10日唐家山堰塞湖流量開始增大,13:40左右電站庫內(nèi)水位開始迅速增高,沖沙底孔泄洪,至14:15庫內(nèi)死庫容蓄滿,溢流表孔開始泄洪,初期疊加了區(qū)間的4座小堰塞湖洪水,入庫洪峰流量遠(yuǎn)大于堰塞體泄口處的峰值流量,經(jīng)通口電站水庫滯洪后過壩洪水流量超過工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn),并夾雜大量漂浮物,壩址處實測的最大洪峰流量超過6680m3/s。滯洪作用分析4.1洪水歷時唐家山堰塞湖潰壩洪水演進(jìn)驗證計算結(jié)果見表1。在洪水演進(jìn)計算中,河道糙率根據(jù)6月10日實際的潰壩沿程水位及洪水演進(jìn)時間綜合率定，其值為0.036~0.08。因河谷較窄,河道沿程攤化洪峰流量較弱。計算中未考慮疊加4個小堰塞湖的水量表1唐家山堰塞湖潰壩驗證計算結(jié)果距壩里程/km主要地名最大流量/m3?s-1峰現(xiàn)時間/h計算實測0.00潰口66378.208.2024.40通口電站壩址65809.3429.50通口水文站65619.5111.1336.10將軍石水文站65519.67實際記錄表明,6月10日洪峰從潰口傳播至通口水文站歷時2小時54分,從通口水文站傳播至涪江橋歷時2小時54分。而在驗證計算中,洪峰從潰口傳播至通口水位站歷時1小時18分,從通口水文站傳播至涪江橋歷時3小時30分。洪峰入庫情況由于電站水庫空庫預(yù)留了滯洪庫容,當(dāng)6月10日電站泄洪前堰塞湖下泄流量并疊加區(qū)間4個小型堰塞湖洪水后,電站入庫洪峰大于堰塞體泄口處峰值流量,水庫死庫容很快蓄滿。在10日13:28左右,水庫水位急劇上漲,經(jīng)沖沙底孔有限下泄后半小時庫內(nèi)蓄至死水位,并在半個小時內(nèi)就漲滿了電站水庫1806萬m3的死庫容，閘門全部打開泄洪,14:10左右開始泄洪,通過表孔下泄洪水,水位逐步上升至高程596m以上，泄洪水霧揚起上百米高,14:30觀測到10日的最大水流量為6680m3/s。經(jīng)過水庫的滯洪調(diào)峰作用,大壩對洪水進(jìn)行了有效攔阻。滯洪作用分析洪峰傳播至通口水文站的時間計算值與實測值差1小時36分,差異較大。在潰口至通口水文站29.5km的河段內(nèi)，實測傳播速度為2.83m/s,計算傳播速度為6.3m/s,唐家山至通口水文站河段平均比降為4.44%。,一般同類山區(qū)河道的洪水傳播速度在4~6m/s左右，分析兩者差別的原因,主要是通口電站水庫、唐家山至通口水文站河段上由于地震形成的4個小堰塞湖,對減緩洪水傳播速度起到了很大的作用,為下游沿岸和城市的群眾、財產(chǎn)轉(zhuǎn)移、其他事件處理贏得了寶貴時間。震后及滯洪后的安全檢查5.1震后檢查情況根據(jù)震后檢查和評估,電站主體結(jié)構(gòu)完好,僅是局部次要結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)如壩頂欄桿壩頂橋面板兩端路面層、填充墻及表面裝飾、壩頂監(jiān)測設(shè)備松動、生活區(qū)瓦屋頂、部分磚砌圍墻等受到輕微損壞;除庫尾左岸邊坡原有滑坡區(qū)出現(xiàn)垮方外,壩區(qū)和庫區(qū)兩岸邊坡沒有垮方,庫尾的垮方除減小一點庫容外對水庫運行沒有影響;因此電站工程為輕微震損,地震和唐家山堰塞湖泄洪對通口電站主體結(jié)構(gòu)和發(fā)電沒有造成大的影響,在電站蓄水恢復(fù)發(fā)電的同時進(jìn)行必要的修復(fù)后即可達(dá)到原設(shè)計要求。經(jīng)歷洪水后的檢查情況唐家山堰塞湖6月10日泄洪的特大洪水超過了電站建成后歷年的洪水,初期疊加區(qū)間4個小堰塞湖的洪水后,入庫洪峰流量大于堰塞體泄口處峰值流量,經(jīng)通口電站水庫滯洪后過壩洪水流量仍超過工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn),電站承受了這次特大洪水考驗。唐家山堰塞湖泄洪洪峰過后,再次空庫對壩前及庫內(nèi)淤積情況進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)與泄洪前空庫情況沒有差別,與模型試驗情況對比也很吻合,壩前及取水口前沒有淤積物,隨即電站水庫開始蓄水。電站于6月14日蓄水恢復(fù)發(fā)電，水庫在正常蓄水位598.00m運行，兩臺機(jī)組滿發(fā)供電四川主網(wǎng)。發(fā)電后抽排壩體廊道積水后,對壩體主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面檢查,大壩主體結(jié)構(gòu)和消力池完好。5.3復(fù)核計算情況在地震后對電站溢流壩段、底孔壩段、擋水壩段三個典型壩段的洪水漫頂、正常水位運行遇V皿度地震、正常水位運行而防滲排水全部失效、正常水位運行+防滲排水全部失效遇V皿度地震時四種工況的穩(wěn)定、應(yīng)力進(jìn)行了復(fù)核計算。當(dāng)洪水剛漫頂時,上游水位為壩頂高程，通過水位一流量關(guān)系曲線查得下游水位為578.08m;防滲排水全部失效時揚壓力不折減,參考實測資料,通口電站在大地震后防滲未遭破壞,其余工況揚壓力折減系數(shù)仍按0.25控制。據(jù)對計算結(jié)果分析,通口電站的抗滑穩(wěn)定仍有一定的安全裕度,即使考慮洪水漫頂、排水失效、V度地震等情況疊加后，溢流壩段、底孔壩段、擋水壩段的安全系數(shù)仍大于1.0,滿足規(guī)范要求。處理措施6.1加固處理的必要性大地震對通口水電站造成了輕微震損,雖然電站主體結(jié)構(gòu)沒有受到損壞,且震后很快就恢復(fù)了發(fā)電,但大壩、廠房一些受損的次要結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)和部分填充墻,以及要使電站今后能長期安全運行,對壩基滲漏量增大等均需要進(jìn)行必要的處理。地震后用于大壩監(jiān)測的設(shè)備已有震動位移、松動和脫落等現(xiàn)象,應(yīng)及時重新調(diào)試投入運行,對大壩加強(qiáng)測壓管水位、應(yīng)力應(yīng)變、引張線上下游位移、繞壩滲漏、壩基滲漏等的檢測,并作好觀測記錄,與震前數(shù)據(jù)對比分析,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時分析原因,采取措施。補(bǔ)強(qiáng)及修復(fù)處理方案由于“5?12”大地震并未對通口電站大壩結(jié)構(gòu)造成破壞，壩體的受力條件也沒有發(fā)生根本變化,對大壩安全影響不大,故本次加固設(shè)計主要針對壩體內(nèi)部排水廊道滲水加大的情況及廠房尾水導(dǎo)墻處的施工縫開裂等情況進(jìn)行灌漿處理。通過地震后的一段時間的觀測發(fā)現(xiàn),排水廊道中排水孔滲水量的大小與上游庫水位的升降的關(guān)系不大,但與降雨和下游水位有較為密切的聯(lián)系。由此可以肯定大壩帷幕在這次地震中并未受到大的影響,但壩體與基礎(chǔ)的結(jié)合緊密度較地震前有所削弱,排水孔中滲水量增大部分主要來源于山體坡面滲水和下游河道滲水。針對這種情況,在縱向排水廊道和下游排水廊道外側(cè)增設(shè)一排帷幕灌漿，帷幕灌漿孔距1.5m,孔深按深入基巖30m控制，其中一部分孔利用原排水孔進(jìn)行掃孔后繼續(xù)下鉆至設(shè)計孔深成孔。由于縱向排水廊道中原排水孔與豎向成10°交角,為方便鉆孔成孔因此在縱向排水廊道中新增的帷幕灌漿孔也與豎向成10°交角。由于新增帷幕已將原基礎(chǔ)排水通道侵占,故需在新增帷幕后方增設(shè)一排排水孔,排除基巖滲水、減小基礎(chǔ)揚壓力。排水孔參數(shù)仍參照原設(shè)計排水孔，孔距3.0m,固結(jié)灌漿范圍內(nèi)的排水孔深入基巖13m,固結(jié)灌漿范圍外的深入基巖10m,孔徑100mm。排水孔應(yīng)在帷幕施工完成后再行施工。排水孔應(yīng)埋孔口管,孔口管頂部應(yīng)高出孔口20cm。右岸4號與5號溢流壩下游排水廊道約0+061.40m附近廊道頂有幾處漏水，漏水均在原大壩縱向結(jié)構(gòu)縫位置,估計是地震造成了結(jié)構(gòu)縫局部拉開,止水松動,使?jié)B水量有所加大。采取在縫兩側(cè)打斜孔灌漿處理，灌漿孔布置在距縫30cm處，在縫兩側(cè)交錯布置，孔距1.0m,孔深3.0m,灌漿孔與混凝土面呈25。交角,并穿過混凝土結(jié)構(gòu)分縫。此外,對沖沙底孔與溢流壩結(jié)構(gòu)縫應(yīng)進(jìn)行壩頂灌漿處理,在壩頂結(jié)構(gòu)縫位置原豎向止水上游側(cè)鉆豎向孔進(jìn)行灌漿,并保證灌漿深入基巖一定深度。對左岸交通聯(lián)系廊道約（壩）0+014.00m處廊道頂拱預(yù)制板與邊墻相接處漏水也進(jìn)行灌漿處理，以漏水點為中心，布置一定數(shù)量的灌漿孔進(jìn)行灌漿，間、排距1.0m,灌漿深度10m,深入基巖6m。對廠房第一副廠房、第二副廠房、吊物豎井等損壞的填充墻建議拆除后重新裝修,抹灰層在滿足規(guī)范要求情況下宜盡量薄,表面采用涂料或輕質(zhì)抗震材料。對震損破壞的填充墻、玻璃窗、外墻磚、壩體欄桿應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。損壞的壩頂路面裝修層需進(jìn)行修補(bǔ),在結(jié)構(gòu)縫處應(yīng)留接縫,并用瀝青填實。施工進(jìn)度計劃及施工技術(shù)要求為了降低在雨季大壩基礎(chǔ)的排水量,減輕排水壓力,保證電站第二年汛期能夠安全度汛,灌漿施工安排在枯期進(jìn)行,即在第二年汛前施工完成。大壩灌漿施工順序為:先行對滲水部位較大的排水孔和廊道邊墻