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某水電站引水渠決口事故技術分析

文檔作者：李文國王葉林文檔來源：新疆伊犁河流域開發建設管理局		點擊數：	更新時間： 2022年12月09日
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小水電2013年第2期(總第170期) 運行與維護
某水電站引水渠決口事故技術分析
李文國 王葉林(新疆伊犁河流域開發建設管理局 新疆烏魯木齊830000)
1 工程概況
某水電站為引水式電站，經引水渠引至壓力前
池，再經壓力管線進入廠房，尾水再經電站尾水渠
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。電站設計水頭154．3 m，總裝機容量
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，設計引水流量100 m3／s，設計水
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8個排洪涵，
設跨渠交通橋3座。
引水渠內側邊坡為1：2，采用兩布一膜防滲，現
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
膜設膜上膜下砂漿過度。填方段渠道外側坡度為
1：1．75，每6 m高設1級馬道，馬道寬2 m；渠道外坡
采用預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，2011年7月8
日進入機組有水調試，9月16日完成機組啟動驗
收，l1月20日投產發電。投產發電運行以來引水
渠出現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、個別渠底排洪
涵變形漏水等。
收稿日期：2012—12—17
作者簡介：李文國(1978一)，男，工程師，主要從事水利
水電工程建設管理工作。
Email：1wg1225@ 126．com
2012年4月20日水電站開始輸水發電，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點左右引水渠樁號3+400～3+425段
出現突發性決口(4號沖溝上游挖填連接段)。按
照領導“迅速查清事故原因”的要求，通過對現場
情況的調查和對施工、監理、設計、運行管理資料
的分析，初步得出以下結論：
1)渠道決口處的地質情況。根據決口處現場
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延至左側渠
堤外。決口下游為全填方渠道，填方料為第四系中
· 69 ·
運行與維護 SMALL HYDRO POWER 20131Vo2， No170
更新統烏蘇群(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)決口處有關設計及施工情況。工程項目部
施工期提出“引水渠樁號2+750～3+4oo段開挖
至建基面后，局部出現黃土，此處是否進行換填，
請設計方盡快給予答復”。設計方回復：“引水渠I
標在2+750～3+400段局部發育有風積黃土，需
換填砂礫石，換填后需壓實密實，回填指標參照其
他渠段回填設計標準，然后再進行墊層混凝土的施
工，換填量以現場監理確認為準”。按照“回填指
標參照其他渠段回填設計標準”這一說明，經查閱
其他渠段的設計資料，具體要求為“換填50 cm砂
礫石，碾壓密實”。從現場揭露情況看，渠底進行
了換填，厚度為50 cm，邊坡未進行換填，引水渠全
線未設排水系統。經查閱引水渠原施工圖設計有縱
橫排水系統，但從《隱蔽工程或工程關鍵部位驗收
簽證》3+300～3+400樁號、3+400～3+500樁號
驗收單反映，經現場設代人員確認取消排水系統，
未說明原因和理由。
3)決口成因技術分析。渠道運行過程中，滲
漏水滲入到渠底換填的砂礫石層中(引渠加大流量
運行加快滲透)，下部為風積黃土和低液限粘土，
滲透系數相對較小，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，由于兩側的粒徑和
滲透系數差異較大，滲漏水向下入滲對低液限粘土
形成接觸侵蝕和接觸沖刷。在浸濕帶內，黃土產生
濕陷沉降或壓縮沉降，繼而滲流對黃土產生潛蝕作
用，形成溶蝕水流通道。在側向潛蝕作用下，滲流
逐漸由以潛蝕作用為主過渡到以沖蝕作用為主，通
道壁不斷擴大形成地下洞穴和溶蝕管道，最終在渠
堤南側出露。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 結語
針對渠道存在的各種問題，建議勘察設計、施
工、監理、建設管理和運行管理方面各單位要全面
展開系統梳理和排查，找出問題的主要原因，針對
導致事故的各種原因，制定切實可行的整改治理技
術方案，確保整治后渠道安全運行。
■
責任編輯吳昊
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(上接第7l頁)電抗器一相阻抗的限流作用下，使
勵磁電流大幅上升，從而產生了發電機低頻過電壓
的怪象。在現場對該相電抗器線圈內里襯入絕緣紙
并涂刷絕緣漆的處理后，再次開機試驗，發電機空
載起勵建壓即恢復正常，表明故障已消除。
4 結語
通過這次故障的處理，使我們有了新的認識，
· 70 ·
除了對發電機的定子、轉子繞組的絕緣要重視外，
對于電壓很低的勵磁回路的絕緣也不能忽視，也需
定期檢測，才能確保發電機安全正常運行。
■
責任編輯吳昊

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