第四章 历次工程发生的事故与分析

一、历年发生的渗流变形

1959年汛期,坝后古运粮河内发生流土,涌出物为砂粒及小碎石,其中有两三处较严重,塌坑直径达0.7~0.8米,下游影响范围达1千米,至计三渠九孔桥附近仍有坍塌现象。

1960年11月,古运粮河发生管涌,贴坡排水反滤层外有细砂淤积。

1961年1—3月,库水位达115米,在副坝上游铺盖发现裂缝和陷坑多处,坝后渗水及管涌较多。

1962年10—12月,副坝上游铺盖桩号1+300~3+000段发现裂缝52条,长度大于5米的约48条。

1963年汛期,库水位达121.74米,副坝坝顶断续发现纵向裂缝,一般长数米,最长达50米,宽0.005~0.01米,深度多在1米以内,个别地段有横向小缝。减压井四周有沉陷的44眼,井管倾斜的5眼,倒塌的4眼。电站下游石津渠两侧出现泉水,多数是新发生的,少数流量加大。

1964年,因库水位稳定在118米长达6个月之久,在6月检查中发现副坝上游,0+300~5+560范围内铺盖上有许多裂缝,多分布在坝脚上游500米以内。

1968—1984年,副坝铺盖裂缝数量较1964年少,其发生部位多为原来裂缝。1970年副坝马山段排水暗管处管涌塌坑。1973年马山段改建的明排水沟管涌塌坑。1974年当库水位上升至116.5米时,在5+240处排水沟内发生管涌,管涌部位处于1974年汛前改建的新排水沟与旧排水沟接头处,几处管涌均发生在未翻修的旧排水沟内。1977年12月,库水位118米左右,仅在排水沟沟头发现3处小的管涌。

2003年11月,当库水位高于117.5米时,重力坝下游坡施工分缝有多处渗水。

二、工程发生的事故及分析处理

(一) 主坝

1966年11月,扩建工程中桩号0+600~0+625新填下游坝坡,在121.5~117.5米高程处发现裂缝脱坡事故,脱坡体宽1.5~2米,缝宽2~3厘米,体积约200立方米。在桩号0+975~1+018新填下游坝坡,在高程123.5~116.8米处发生了滑坡事故,滑坡体宽6.5米,滑距1.7米,有明显裂缝5条,最宽裂缝0.3米,滑坡方量约1800立方米。主要原因是含水量太大,密实度太小。当时决定不予处理,待其含水量消减后再进行施工。1967年3月间才进行处理,处理方法是:滑坡段坝坡暂不消坡,滑坡段上土前将坝面整平,陡坎削成1∶3坡,仍以壤土填筑,用水中填土法施工,并设排水砂沟以利排水。滑坡后取试样的试坑周围削成1∶0.5坡分层回填壤土,每层填土厚25~30厘米,夯实两遍。

在扩建施工中发现老坝坝顶有较多裂缝,缝宽有几毫米至几厘米。均加以彻底开挖,挖至缝宽不大于2毫米为止,再回填壤土夯实,个别的用水中填土法施工。

大坝右端即正常溢洪道北裹头附近因地震原因,曾发生较大的裂缝一条,由坝的下游坡面通至坝的上游坡面。由于裂缝较深,开挖量大,仍用灌浆法处理,采用灌浆孔两个,一个在上游,另一个在下游,用纯压法施灌。以水泥及岳城黏土浆灌注,达到吸浆量为零为止。

(二) 副坝

古运粮河在2+710穿过副坝,河底高程98米左右,1958年10月水库施工导流,将原滹沱河水由此流泄,1959年5月6日,在坝脚上游100米处修围堰,将水截住,5月30日古运粮河河槽段开始填筑,汛前达到121.5米高程。在汛期中下游地下水位较高,曾发生较大管涌,当时用砂石料压住。1960年汛前将古运粮河用水中填土法填平300米,并在下游做贴坡排水。

永乐沟 (3+600)坝段下游原地面高程在105~106米左右,后因上坝取土,个别地段曾挖至高程102米,1959年汛期下游坝脚渗水,曾用砂石压盖,60年汛前做压坡时将砂石清除,坑内采用深水填土法填平,铺砂和碎石,碎石上砌块石,并打减压井降低地下水位。1963年修成明排水沟,排除坝面雨水和减压井渗水。

在施工过程中发生数次滑坡事故。1959年4月7日,在桩号2+952~3+106和3+225~3+347两处上游坡发生塌滑,当时坝顶已填到121米高程左右,滑移土体约10000立方米。滑坡原因主要有两种:一是施工质量低,含水量大,滑坡后在滑动土体内进行质量检查,含水量为20%~30%,平均28%,超过了土体的流限27.3%;二是受冻层影响,1959年2月因气候变冷停工,坝面冻层厚约70厘米,复工时没有进行充分处理。

1968年4月2—10日,因滑体含水量大,在桩号4+210~4+534段先后发生坝后滑坡四次,滑体土方共约4358立方米。第一次是4月2日13时,在桩号4+210~4+260坝后发生滑坡,滑体长50米,当时坝面已填到124~125米高程,滑至120米高程,滑体方量约300立方米。第二次是4月9日22时,在桩号4+310~4+350坝后发生滑体长40米,当时坝面已填筑到125~126米高程,滑至121.5米高程,滑体方量约1138立方米。第三次是4月10日3时,在桩号4+120~4+180坝后发生滑坡,滑体长60米,当时坝面已填到128米高程,滑至123米高程,滑体方量约1792立方米。第四次是4月10日18时,在桩号4+490~4+534坝后发生滑坡,滑体长40米,当时坝面已填筑到126米高程,滑至121.5米高程,滑体方量约1128立方米。滑体的处理方法是,滑动停止两三日后,待表面土稍为晒干,将设计断面内滑体部分平整,严格按照水中填土施工规范继续上土,每层用拖拉机碾压两遍,同时在滑体部分每隔10米做排沙沟1条,排走滑体内多余的水。

副坝上游护坡块石与垫层于1959年3月开工,1960年汛前护到121.5米高程 (桩号约在1+157~2+280为双层块石),1963年汛前护到125.4米,1963年汛后检查,发现护坡块石及垫层有翻离松动、沉陷等破坏现象,之后采用翻修卡缝及混凝土灌浆方法进行加固处理。

(三) 电站重力坝

电站重力坝混凝土工程,多为冬季施工,采用热水机械和小车运输,由于振捣器缺少,大部分人工浇捣,暖棚配合蒸汽养护。在坝身110米高程以下抛入块石量较多,局部块石集中,浇捣不密实,出现了露筋及严重漏水现象,以后采用风钻打孔水泥灌浆补强,共打孔12个,处理后混凝土的密实性已得到较大的改善。

(四) 正常溢洪道工程

溢洪道混凝土工程量非常大,主要工程于1959—1961年施工。1959年一级消力池兴建,经过汛期放水,在桩号1+440处左侧掏刷一大坑,后来采用了浆砌石回填。

溢洪道在不同部位均设有不同形式的排水工程,在溢流堰底桩号1+027.5~1+040设有褥垫排水,分为三层,砂料回填24厘米,干容重1.7吨每立方米,小石及中石均为22厘米,采用木夯夯实,在1+060处的排水井排出,老三孔系碎石及缸瓦管排水引入排水井,1959年泄洪后被堵塞,1960年汛前进行了清理,用风钻打通,表面做拦污栅条,排入溢洪道内。1962年将排水井用沥青堵塞,水引到左边墙外与主坝暗管相通。

(五) 非常溢洪道

非常溢洪道左岸反折墙在施工中多次发生塌滑,其原因是岩层层面、片理面、断层面均与反折墙面一致,数组节理与缝隙互相切割造成。处理方法是,清理滑动面以上的不稳定岩体,沿坡脚打了6根深10米的锚筋桩及小锚筋,表面做了铅丝网喷浆处理。

此外出现了混凝土质量事故。闸室底板大体积混凝土每块1100余立方米,于1966年4月2日开始浇筑。经拆模检查发现,开始浇筑的3号、5号、7号、9号底板有蜂窝、狗洞现象,尤以3号、5号为严重。为了解混凝土内部密实情况,又做了钻孔压水及超声波检查,从中又发现混凝土有空洞、架空及压水串孔等现象。质量较差的部位多在2+096~2+101主闸门槽及闸墩两侧,高程多在表层以下1.5米范围内。随即对此进行了处理,方法是表面蜂窝、狗洞处,将不密实的混凝土全部凿除干净,再补浇混凝土或用砂浆填平,并对3号、5号、7号、9号底板进行了灌浆处理。

(六) 灵正渠涵管及灵正渠电站工程

灵正渠涵管按设计完成后,1960年汛前检查发现中部顶侧均有发丝状裂缝,1961年7月及1962年1月曾再次检查,裂缝略有增加,其宽度无发展,顶部裂缝最长的达20米,均在0+915~1+015范围内,采用钢板衬砌方案处理。