借鑒國內(nèi)外水電工程事故教訓課件

1、借鑒國內(nèi)外水電工程事故教訓進一步提高水電建設工程質(zhì)量一、設計質(zhì)量問題 二、設計質(zhì)量與法律責任 三、水利水電工程事故案例分析 中國水電工程顧問集團公司一、設計質(zhì)量問題1、工程設計周期不合理，有的項目前期工作深度不夠，前期試驗和科學論證工作不足，造成招標階段圖紙質(zhì)量較差，因此施工圖與招標圖紙有較大區(qū)別，有的施工圖階段造成工程量的增加。2、違反工程建設強制性標準條文的情況仍有存在。3、有的工程料源勘測深度不夠，從而料場質(zhì)量和數(shù)量問題造成重新征地開采等。4、來自建設單位浮躁和勘測市場的惡性競爭，以及不合理壓縮勘測設計周期，很大程度影響了設計產(chǎn)品質(zhì)量，造成設計過程控制不嚴，設計校審不認真，目前設計產(chǎn)品較

2、普遍存在“錯、漏、碰、缺”現(xiàn)象。5、一些年輕的設計人員過分依賴軟件和標準圖，缺乏創(chuàng)新和提高的能力，部分設計人員對標準掌握不夠熟練。6、工程現(xiàn)場設計修改較多，有的用會議紀要或聯(lián)系單替代設計修改通知單，有的設計修改不在工地進行，往返周期太長，信息反饋和處理不及時。有的設計現(xiàn)場設代人員不到位，設代人員流動頻繁，有的“設計日記”記錄不夠規(guī)范等等。7、甚至有的也存在信用缺失的問題，表現(xiàn)諸如違背國家制定的工程勘測設計指導價格，壓價競爭；8、工程粗制濫造，違反國家強制性標準甚至弄虛作假等，勘察上也存在假造鉆孔、不取土、不試驗、造假地質(zhì)柱狀圖、造假數(shù)據(jù)等現(xiàn)象。這些不僅是信用缺失問題，而且是違法的行為。 水電工

3、程項目的建設過程是不可逆的，建設工程質(zhì)量具有滯后性，有的問題需要經(jīng)過一段時間后才會暴露出來。即如果出現(xiàn)質(zhì)量問題，尤其是隱蔽工程的質(zhì)量問題，則不能重新回到原狀態(tài)，最終可能造成工程的損失。二、設計質(zhì)量與法律責任1、法律依據(jù)中華人民共和國合同法中華人民共和國建筑法建設工程質(zhì)量管理條例建設工程勘察設計管理條例 中華人民共和國安全生產(chǎn)法 建設工程安全生產(chǎn)管理條例 建設工程質(zhì)量管理條例第三章專門規(guī)定了勘察設計單位的質(zhì)量責任和義務。1從事建設工程勘察、設計的單位應當依法取得相應等級的資質(zhì)證書，并在其資質(zhì)等級許可的范圍內(nèi)承攬工程。禁止勘察、設計單位超越其資質(zhì)等級許可的范圍或者以其他勘察、設計單位的名義承攬工程

4、。禁止勘察、設計單位允許其他單位或者個人以本單位的名義承攬工程?？辈?、設計單位不得轉(zhuǎn)包或者違法分包所承攬的工程。2勘察、設計單位必須按照工程建設強制性標準進行勘察、設計，并對其勘察、設計的質(zhì)量負責?？辈靻挝惶峁┑牡刭|(zhì)、測量、水文等勘察成果必須真實、準確。設計單位應當根據(jù)勘察成果文件進行建設工程設計。設計文件應當符合國家規(guī)定的設計深度要求，注明工程合理使用年限。3設計單位在設計文件中選用的建筑材料、建筑構(gòu)配件和設備，應當注明規(guī)格、型號、性能等技術(shù)指標，其質(zhì)量要求必須符合國家規(guī)定的標準。除有特殊要求的建筑材料、專用設備、工藝生產(chǎn)線等外，設計單位不得指定生產(chǎn)廠、供應商。建設工程勘察設計管理條例 1國

5、家對從事建設工程勘察、設計活動的專業(yè) 技術(shù)人員，實行執(zhí)業(yè)資格注冊管理制度。未經(jīng)注冊的建設工程勘察、設計人員，不得以注冊執(zhí)業(yè)人員的名義從事建設工程勘察、設計活動。2建設工程勘察、設計注冊執(zhí)業(yè)人員和其他專業(yè)技術(shù)人員只能受聘于一個建設工程勘察、設計單位；未受聘于建設工程勘察、設計單位的，不得從事建設工程的勘察、設計活動。3建設單位、施工單位、監(jiān)理單位不得修改建設工程勘察、設計文件；確需修改建設工程勘察、設計文件的，應當由原建設工程勘察、設計單位修改。經(jīng)原建設工程勘察、設計單位書面同意，建設單位也可以委托其他具有相應資質(zhì)的建設工程勘察、設計單位修改。修改單位對修改的勘察、設計文件承擔相應責任。施工單位

6、、監(jiān)理單位發(fā)現(xiàn)建設工程勘察、設計文件不符合工程建設強制性標準、合同約定的質(zhì)量要求的，應當報告建設單位，建設單位有權(quán)要求建設工程勘察、設計單位對建設工程勘察、設計文件進行補充、修改。建設工程勘察、設計文件內(nèi)容需要作重大修改的，建設單位應當報經(jīng)原審批機關(guān)批準后，方可修改。4建設工程勘察、設計單位應當在建設工程施工前，向施工單位和監(jiān)理單位說明建設工程勘察、設計意圖，解釋建設工程勘察、設計文件。建設工程勘察、設計單位應當及時解決施工中出現(xiàn)的 勘察、設計問題。中華人民共和國安全生產(chǎn)法建設項目安全設施的設計人、設計單位應當對安全設施設計負責。國家對嚴重危及生產(chǎn)安全的工藝、設備實行淘汰制度。生產(chǎn)經(jīng)營單位不得

7、使用國家明令淘汰、禁止使用的危及生產(chǎn)安全的工藝、設備。 建設工程安全生產(chǎn)管理條例第三章中專門規(guī)定了勘察、設計單位的安全責任。1勘察單位應當按照法律、法規(guī)和工程建設強制性標準進行勘察，提供的勘察文件應當真實、準確，滿足建設工程安全生產(chǎn)的需要?？辈靻挝辉诳辈熳鳂I(yè)時，應當嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，采取措施保證各類管線、設施和周邊建筑物、構(gòu)筑物的安全。2設計單位應當按照法律、法規(guī)和工程建設強制性標準進行設計，防止因設計不合理導致生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。設計單位應當考慮施工安全操作和防護的需要，對涉及施工安全的重點部位和環(huán)節(jié)在設計文件中注明，并對防范生產(chǎn)安全事故提出指導意見。3采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的建設工程和

8、特殊結(jié)構(gòu)的建設工程，設計單位應當在設計中提出保障施工作業(yè)人員安全和預防生產(chǎn)安全事故的措施建議。中華人民共和國合同法設計單位及其從業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員應當對自己的工作成果負責；對于因工作質(zhì)量不符合法定和約定的要求，給建設單位造成損失的，應當承擔賠償責任。合同法第二百八十條規(guī)定，設計的質(zhì)量不符合要求或者未按照期限提交設計文件拖延工期，造成發(fā)包人損失的，設計人應當繼續(xù)完善設計，減收或者免收設計費并賠償損失。第二百八十二條規(guī)定，因承包人的原因致使建設工程在合理使用期限內(nèi)造成人身和財產(chǎn)損害的，承包人應當承擔損害賠償責任。設計單位違約損害賠償責任的構(gòu)成依據(jù)民法通則，損害賠償?shù)呢熑涡螒B(tài)一般分為違約損害賠償責任和

9、侵權(quán)損害賠償責任。設計單位對于建設工程質(zhì)量的損害賠償責任主要是違約損害賠償責任。設計單位在工程質(zhì)量方面的違約損害賠償責任，是指設計單位不履行或者不當履行與參與工程建設的其他主體（主要是建設單位，即合同法中的發(fā)包人）之間合同約定的義務，造成合同相對人（主要是建設單位）因工程質(zhì)量問題而產(chǎn)生財產(chǎn)損失，應當承擔的賠償損失的民事責任。設計單位違反合同義務，可能導致工程質(zhì)量出現(xiàn)問題的主要表現(xiàn)：（1）遲延交付設計文件設計單位遲延交付設計文件，在工程施工過程中前后工序時效性較強的情況下，往往造成工程質(zhì)量事故。如商業(yè)街的某工程，在基礎基坑開挖后，由于設計單位的基礎底板施工圖遲延交付，造成基坑暴露時間過長，對相鄰

10、工程的安全造成巨大威脅，同時，該工程本身的地基土受擾動而導致實際承載力降低，建設單位為了保證相鄰工程安全和工程本身的地基安全，不得不增加巨額支出采取臨時保護措施，還造成工期延誤，銀行貸款利息增加，施工單位提出索賠。（2）設計錯誤設計錯誤是設計單位違反合同義務，造成工程質(zhì)量事故的主要表現(xiàn)形式。具體又表現(xiàn)為未根據(jù)勘察成果文件或其他基礎性技術(shù)文件進行工程設計、計算錯誤、標示錯誤、設計單位屈從于建設單位違法降低工程質(zhì)量的要求導致設計不符合工程質(zhì)量的強制性標準等多種形式。如，某一起工程由于設計合同規(guī)定的設計時間緊迫，設計單位根據(jù)勘察單位的初步勘察成果，即進行了建筑地基和基礎的施工圖設計。隨后，勘察單位又

11、提供了詳細的勘察報告，但由于設計人員的疏忽，未對原已交付施工的地基基礎施工圖進行復核，結(jié)果因局部區(qū)域樁基設計不符合國家強制性規(guī)范的要求，造成工程質(zhì)量出現(xiàn)嚴重問題。 （3）設計文件不符合國家規(guī)定的設計深度要求為了保證工程設計文件符合必須的編制深度要求，國家頒布了有關(guān)設計文件內(nèi)容和深度要求的一系列強制性規(guī)范。如果設計文件不完全符合國家對設計文件的編制深度要求，雖然不屬于設計錯誤，但由于設計意圖的表達過于粗糙或含糊，輕則影響各專業(yè)圖紙的相互協(xié)調(diào)和后續(xù)施工準備工作，重則因施工圖缺漏、矛盾或施工人員對施工圖紙的理解產(chǎn)生錯誤，從而出現(xiàn)建筑工程質(zhì)量和安全事故。（4）設計單位對施工圖交底不清施工圖完成并經(jīng)審查

12、合格后，設計文件的編制工作已經(jīng)完成，但并不是設計工作的完成，設計單位仍應就設計文件向施工單位作詳細的說明，這對于施工人員正確貫徹設計意圖，加深對設計文件難點、疑點的理解，確保工程質(zhì)量具有重要意義。按照行業(yè)慣例，設計單位將完成的設計文件交建設單位，再由監(jiān)理單位轉(zhuǎn)發(fā)施工單位后，由設計單位將設計的意圖、特殊的工藝要求，以及建筑、結(jié)構(gòu)、設備等各專業(yè)在施工中的難點、疑點和容易發(fā)生的問題等向施工單位作詳細說明，并負責解釋施工單位對設計文件的疑問。如果因設計人員的過錯，在施工圖交底時，尤其是對于在施工中需要特別重視的問題交底不清，可能導致工程質(zhì)量出現(xiàn)問題。（5）設計單位非法轉(zhuǎn)包設計任務曾經(jīng)一度轟動上海的貝港

13、橋垮塌事故的部分原因是設計單位非法轉(zhuǎn)包設計任務。1995年12月26日，上海市奉賢縣南橋鎮(zhèn)貝港河上新建成尚未投入使用的貝港橋突然坍塌。不到5分鐘，整橋搭跨河部分約52米長的橋身斷成幾截，全部沉入河中，成為一起罕見的橋梁工程質(zhì)量事故。經(jīng)事故分析，造成事故的原因，除了施工質(zhì)量問題外，設計過錯也是一個重要的原因：設計單位將部分設計工作轉(zhuǎn)包給了沒有相應設計資質(zhì)的其他單位，并出現(xiàn)設計錯誤。事故發(fā)生后，設計單位雖然承擔了相應的賠償責任，但其中的教訓值得所有設計單位吸取。三、水利水電工程事故案例分析1、土石壩工程（1）河南板橋、石漫灘水庫潰壩1975年8月河南省南部駐馬店地區(qū)出現(xiàn)暴雨，三號臺風帶來的暴雨從8

14、月4日下到8日，雨區(qū)基本上沿著洪汝河、沙穎河、唐白河上游的低山丘陵區(qū)呈西北一東南方向分布。雨量最大達1631mm都發(fā)生在山丘區(qū)。五天內(nèi)雨量大于200mm的范圍有43800km2， 相應總降水201億m3， 總雨量大于400mm的范圍有18900 km2，600mm以上的為8970 km2，這真正是罕見的暴雨。8月 8日板橋水庫和石漫灘水庫兩座大型水庫及竹溝、田崗等數(shù)五十八座中小型水庫幾乎同時潰壩，遂平、西平、汝南、平興、新蔡、漯河，臨泉七個縣城被水淹數(shù)米深，共個縣市受災，涉及一千二百萬人，造成死亡數(shù)萬人，毀房余萬間，沖毀京廣線鐵路100多km，京廣線中斷天，影響正常通車天，直接經(jīng)濟損失約為億元

15、以上。 兩座水庫大壩瞬時潰決的原因和教訓是什么呢?首先是規(guī)劃設計時水文資料的嚴重欠缺，防洪標準過低，建成后有人提出要提高標準加高加固大壩的正確建議未被重視。當時，洪水標準按照蘇聯(lián)水工建筑物國家標準進行設計。板橋水庫采用百年一遇設計，千年一遇校核。校核頻率3天降雨量530mm，洪峰流量5083m3每秒，3天洪量3.3億m3 。據(jù)此，決定大壩加高3m，增辟輔助溢洪道，寬300m，連同原有的溢洪道、輸水洞，最大泄洪能力為1742 m3/s，最大庫容4.92億m3，其中調(diào)洪庫容3.75億m3。石漫灘水庫按50年一遇設計，500年一遇校核，校核頻率3天降雨486mm，洪峰流量1675 m3每秒，3天洪量

16、0.88億m3。據(jù)此，確定大壩加高3.5m。經(jīng)過加固，最大庫容為9440萬m3，其中調(diào)洪庫容為7040萬m3，最大泄量390 m3每秒。該水庫施工時正值“大躍進”，省水利廳一位副廳長認為原設計過于保守，擅自作了幾處關(guān)鍵的改動。例如：他認為“閘門設計太大”，便將原設計的12孔排水閘門砍去7門，僅剩5門。 第二是對土壩不能抗御漫壩洪水這一特點認識不足，沒有設置必要的“救命措施”非常溢洪道。第三是監(jiān)測、預報、通訊、交通、搶險等手段十分原始與落后，也缺乏準備，特大暴雨一來，電力、通訊、交通全部中斷，甚至要通知下游和爆破一些建筑物都辦不到，束手無策。第四，在水庫調(diào)度中，偏重于抗旱蓄水，對發(fā)生特大洪水認識

17、不足，不能及時盡早泄放，也是一個原因。（2）青海溝后水庫潰壩1993年8月27日，青海溝后水庫潰壩造成巨大損失，留下了讓人們難忘的深刻教訓。溝后壩位于青海省海南藏族自治州恰卜恰河上?；炷撩姘宥咽瘔?，最大壩高71m。樞紐由攔河壩、導流泄洪洞組成。工程于1985年開工，1989年10月建成。1993年8月27日發(fā)生垮壩失事。1993年8月27日，庫水位升高至3277.40m(超過了已沉陷的防浪墻)，13時，值班人員見到庫水漏進防浪墻和面板頂部的裂縫以及水平縫。下游坡多處漏水，下游坡臺階上能聽到壩內(nèi)有噴氣聲和水跌落聲。2030，村民見到下游坡3260m和3240m馬道之間涌水像自來水。21時值班人

18、員在值班室聽到悶雷般巨響，出門看到壩上噴水，土石翻滾，水霧中見到石塊相碰的火花。22時，潰壩口門底部高程達到3250m。潰壩總水量為268萬m3。最大流量3267m3/s。2340，潰壩洪水到達恰卜恰鎮(zhèn)，死亡300多人。原因分析： 當時，溝后水庫最高庫水位低于正常蓄水位0.75m,高于防浪墻上游平臺00.25m，蓄水318萬m3。潰壩的主要原因是面板頂端與防浪墻底板接縫塑膠止水片因質(zhì)量低劣而破壞，嚴重漏水，使防浪墻底板與砂卵石間產(chǎn)生接觸沖刷以及壩體砂卵石產(chǎn)生管涌，導致防浪墻沉陷傾倒，庫水漫過防浪墻沖刷壩體。砂礫石料施工中易于分離、分層，在一定水頭、一定流速條件下為可沖蝕材料，在飽水條件下，由于

19、孔隙水壓力增大，有效強度降低，在短時間內(nèi)即可沖蝕破壞。其他原因有：(1)疏于管理。大壩出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時，未能開閘放水，以減輕事故破壞。失事前早已發(fā)現(xiàn)大壩下游面(坡腳以上)有滲水，防浪墻沉陷嚴重，而未能采取有效的處理措施。(2)壩體填筑時分區(qū)不清，分層明顯，排水達不到自由排水。事故教訓是：面板堆石壩的高擋墻不是防浪墻而是擋水墻，擋水墻與面板接縫不允許漏水。防浪墻底部高程低于正常蓄水位正常蓄水位。因此，設一道止水是不夠的；壩體采用砂礫石，其抗剪強度和變形模量與堆石接近，但應認識到砂礫石易發(fā)生管涌沖刷的不利方面。（3）天生橋一級電站混凝土面板壩結(jié)構(gòu)性裂縫天生橋一級壩面板分三期施工，由一期面板擋水度汛，

20、二期面板擋水發(fā)電，施工期較長的天生橋一級壩臨時斷面壩體高度為 116m ，是經(jīng)過兩個汛期才達到的，采用了 300 年一遇洪水的度汛標準。 1994 1995 年枯水期只完成上下游過水圍堰，基坑開挖在 1995 1996 年枯水期才完成。天生橋一級壩的面板分三期施工， 1997 年由臨時壩體擋水度汛時，至 680m 高程的第一期面板已在汛前完成，汛期由第一期面板及墊層聯(lián)合擋水；導流洞于 1997 年 12 月下閘，并開始封堵； 1998 年由面板擋水、溢洪道及放空洞泄洪度汛。壩內(nèi)儀器的布置滿足了施工期及運行期監(jiān)測的需要，第一期面板施工后就埋設面板的電平儀，并開始觀測面板的變形。觀測值表明，由于第

21、一期面板以上的堆石體的重力作用，一期面板自趾板處開始向上大致呈拋物線向上游鼓曲，面板最大鼓出處的水平位移為 84mm 。堆石壩填筑體底部自基礎開始向外鼓出是堆石體的施工期變形的特征，一期面板頂部張口也是主要由此造成的。蓄水以后面板在水壓力作用下向下游撓曲，水位高程達 740m 時，在承受 124m 水頭壓力時面板最大撓度約 230mm ，發(fā)生在壩的最大斷面處。2003年7月至10月底，完成河床擠壓破損面板的處理。2004年5月22日當?shù)馗浇艿?.6烈度地震事件影響。2004年6月713日水下檢查，破損區(qū)已延伸至二期面板，達到710m高程，破損區(qū)全高77.3m,可能是5月22日發(fā)生。面板壩結(jié)構(gòu)

22、性裂縫：1998年蓄水前，一、二期面板裂縫總數(shù)1296條（寬度大于0.3mm的613條）；蓄水四年來，各期面板裂縫數(shù)量和裂縫寬度均有增加趨勢，裂縫基本是水平走向，高程較低部位裂縫長度、寬度、間距都較大；高程較高部位裂縫較短、較為密集；第三期面板裂縫左側(cè)多于右岸。上述混凝土面板壩結(jié)構(gòu)性裂縫與施工期壩體碾壓程序，導致壩體變形較大變形有關(guān)。 （4）松山面板壩面板凍脹破壞吉林松山工程1998年開工，2002年底工程竣工。2001年5月4日清除面板保溫材料時發(fā)現(xiàn)，B14B18面板有多條裂縫，局部表面破損嚴重；面板和趾板間有較大錯位，周邊縫處有水從壩體內(nèi)流出。主要原因：壩趾區(qū)地下水位高于壩底高程633m，

23、B14、B15面板高程分別為636.48m和635.32m，穿面板設反向排水管排除壩內(nèi)積水，但2000年冬最低溫度40，排水管凍壞，使面板隆起。（5）提堂（Teton）壩提堂（Teton）壩位于美國Idaho州的Teton河上，是一座防洪、發(fā)電、旅游、灌溉等綜合利用工程。大壩為土質(zhì)肥心墻壩。最大壩高126.5m(至心墻齒槽底) 壩頂長945m。土基壩段壩上游坡：上部為1:2.5，下部為1:3.5。壩下游坡：上部為：1:2.0，下部為1:3.0。左岸為發(fā)電廠房，裝機16MW。右岸布置有3孔槽式溢洪道。該壩于1972年2月動工興建，1975年建成。耐人尋味的是：126.5m高的Teton土壩不在最

24、大壩高的河岸壩段破壞，而在壩高相對較小的河岸壩段破壞；壩體潰決不發(fā)生在壩基為沖積層的河床壩段，而發(fā)生在壩基為巖基的岸坡壩段。當庫水由巖石裂縫流至齒槽時，高壓水就會對齒槽土體產(chǎn)生劈裂而通向齒槽下游巖石裂隙，造成土體管涌或直接對槽底松土產(chǎn)生管涌。典型的地基處理不當，造成土基礎管涌。土石壩失事的經(jīng)驗與教訓：土石壩設計、施工和運行中必須滿足要求：不允許水流漫壩；不允許發(fā)生危害性滲透變形；壩身和壩基應穩(wěn)定可靠；避免產(chǎn)生有害的裂縫；能抵御其他自然災害破壞作用。土石壩事故原因：壩體和壩基土料發(fā)生滲透變形和管涌沖刷；壩基破壞；壩頂溢流；滑坡；結(jié)構(gòu)缺陷等?；炷撩姘宥咽瘔屋^砂礫石混凝土面板壩有較高的安全性。當防

25、滲體有可靠的防滲性能，壩體處于干燥狀態(tài)，且有較高密實度時其具較高的抗震能力。該壩型具有較強的適應性，趾板和面板接頭是其薄弱環(huán)節(jié)。在陡峻河谷，兩岸坡過陡，近壩體很難壓實，而且堆石效應明顯，施工期變形較小，運行期徐變往往較大，且易產(chǎn)生平行周邊縫方向的裂縫。相當多面板堆石壩壩在施工期和運行期總沉陷量都不大（0.5%壩高左右），如果質(zhì)量控制不嚴，也會很大；有的蓄水3年內(nèi)趨于穩(wěn)定，但有的710年還未穩(wěn)定。面板的結(jié)構(gòu)性裂縫問題，剛性面板防滲體鋪筑在柔性填筑體上，由于堆石體蓄水后蠕變，兩者間難以協(xié)調(diào)，就易造成面板脫空、斷裂。可采取相應措施進行控制。2、混凝土壩（1）白山、黃龍灘、龍羊峽電站水淹廠房事故在設計

26、階段，壩址確定、總體布置、壩型選擇、洪水演算等重大問題的決策若有失誤，將會給建成以后的大壩，帶來難以更改的先天不足，甚至鑄成重大事故。白山等工程的總體布置，對泄洪水霧飄移危害認識不足，廠房和開關(guān)站置于水霧密集區(qū)，又無有效防范措施，這是造成這起水淹廠房事故的重要原因。黃龍灘、龍羊峽等大壩泄洪時水淹廠房，進廠大門的附近有一條支溝，支溝洪水沖進廠房。這些與設計一些失誤固然有關(guān)，但運行人員思想麻痹，安全檢查不嚴，防范措施不周，水情預報不準，排水泵運轉(zhuǎn)失靈，備用電源中斷等方面的問題，也是造成事故的一些原因。（2）五強溪水電站消力池底板混凝土被沖壞1996年7月19日特大洪水，湖南五強溪工程庫水位被迫抬高

27、至113.26m，下泄總流量為24700m3/s，右消力池2表孔全開，而兩邊的1、3表孔僅開5m，壩下游水位67.5m，比正常調(diào)度條件下的下游水位77.88m低了10.38m.由于閘門未能均勻開啟，入池單寬流量分布極不均勻，2表孔單寬流量279m2/s， 1和3表孔單寬流量僅為115.8m2/s，相差2.4倍。在這種惡劣的運行條件下，下游尾水深度ht=25.5m，比相應上游水位下水躍的第二共軛水深h3=29.2m，低了3.7m，因而在消力池內(nèi)無法形成穩(wěn)定的水躍，而是呈現(xiàn)為遠驅(qū)式的不穩(wěn)定、波狀或弱水躍，池內(nèi)流態(tài)極其紊亂，水面劇烈翻滾，出現(xiàn)沖擊水冠和涌浪,同時由于橫向不均勻性引起立軸旋渦，大大加強

28、了池內(nèi)的大尺度紊流結(jié)構(gòu)，從而在消力池底板上產(chǎn)生了極其強烈的脈動壓力，原型觀測和模型試驗表明，其振幅要比正常流動條件下脈動壓力振幅大若干倍.再加上右消力池尚未完建，溢流壩反弧段呈臺階狀，致使下泄水流在反弧段脫落，形成分離區(qū)，出現(xiàn)負壓，導致空蝕，在這樣惡劣的水流條件下，消力池底板上在較長時間巨大脈動壓力和高速水流沖擊等作用下，使板塊間的止水破壞或接縫擴大和貫通，然后強烈的脈動壓力從接縫處傳遞到板底面縫隙層中，并沿縫隙層迅速傳播開來.脈動壓力在板塊縫隙層中的傳播過程是一個水力瞬變過程，由于脈動壓力在板塊縫隙層中的傳播，會在板塊上產(chǎn)生巨大的瞬時上舉力，當瞬時上舉力大于板塊的自重和板塊與基巖的錨筋拉力時

29、，板塊將從座穴內(nèi)被抬起、發(fā)生振動，最終將被水流拔出而沖走.隨著板塊被沖走，座穴下面的基巖因抗沖流速只有56m/s，無法抵御高達每秒二十幾米流速的沖刷，故在高速水流的沖刷作用下沖坑不斷加深，并向上下游發(fā)展，沖坑周圍的混凝土板塊，在水流的淘刷、沖擊、動水壓力、振動及空蝕的綜合作用下，相繼失穩(wěn)、破裂或整塊被水流沖走，直至水流沖刷能力和基巖抗沖能力達到平衡為止.1996年7月洪水過后，發(fā)現(xiàn)右消力池破壞相當嚴重，沿2溢流表孔中心線形成一個順水流方向的大沖坑，板塊2-2、板塊3-2、板塊4-2被整塊沖走，板塊1-2、板塊 1-3、板塊2-3、板塊3-3局部破壞，沖坑長約50m,寬25m(上游)17m(下游

30、)，沖坑最深點位 于2溢流表孔中心線與樁號0+119.185m的相交點，高程6.0m，原基巖面下沖坑深度達32m。（4）法國馬爾巴塞（Malpasset）拱壩潰決法國馬爾巴塞（Malpasset）拱壩于1954年末建成并蓄水。庫水位上升緩慢。歷經(jīng)5年至1959年11月中旬，庫水位才達到95.2m。這時的壩址下游20m，高程80m處有水自巖石中流出。因下了一場大雨，到12月2日晨，庫水位猛增到100m。當日下午，工程師們到大壩視察，研究如何防止?jié)B水的不利作用。因未發(fā)現(xiàn)大壩有任何異常，決定下午6點開閘放水，降低庫水位。開閘后未發(fā)現(xiàn)任何振動現(xiàn)象。管理人員晚間對大壩進行了反復巡視，亦未見任何異常現(xiàn)象，

31、于近21點離開大壩。21點20分，大壩突然潰決，拱壩壩踵處巖體在垂直片理方向產(chǎn)生拉應力，該處片理產(chǎn)生張裂縫。庫水進入裂縫并將裂縫劈開至下部斷層處，在裂縫內(nèi)形成全水頭壓力，使左壩肩至F1斷層的巖塊失穩(wěn)，大壩潰決。經(jīng)驗與教訓混凝土壩失事原因統(tǒng)計：遭遇特大洪水，設計洪水偏低，泄洪設備失靈，造成洪水漫壩占30；由于地基條件復雜，基礎失穩(wěn)占36；地下滲漏引起揚壓力過高，滲漏量增大，滲透坡降過大引起壩基滲透變形，占20；由大壩老化，材料變質(zhì)，或施工質(zhì)量差材料強度降低，引起占11；其他占12?；炷链髩螢閹r基，則其基礎的穩(wěn)定性主要取決巖體抗剪強度、變形及滲透穩(wěn)定。有軟弱夾層的巖體，其抗剪強度取決于夾層特性，

32、抗滑穩(wěn)定除研究壩體沿巖基接觸面外，還要研究沿壩基中軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的滑動；凡重力壩深層（淺層）抗滑穩(wěn)定問題，均涉及到可能滑動巖體的上游拉裂面或陡傾斷裂、下游陡傾結(jié)構(gòu)面或臨空面或大變形斷裂以及底部緩傾結(jié)構(gòu)面。地基抗滑穩(wěn)定加固方法有：挖齒糟、抗滑樁、預應力錨索、混凝土抗剪洞、廠壩聯(lián)合受力等。對兩岸壩肩要研究其穩(wěn)定和變形，對兩岸發(fā)育的斷裂、節(jié)理裂隙研究其受力系統(tǒng)、繞壩滲流，有無構(gòu)成滑動塊體。3水工隧洞工程（1）四川太平驛水電站引水隧洞部分頂拱混凝土脫落四川太平驛水電站，引水隧洞從取水口到調(diào)壓井全長約10.5km，洞徑9m，承受內(nèi)水壓力0.240.68Mpa，1991年3月，由鐵道部隧洞工程局和鐵道部第

33、十八工程局組成的聯(lián)合體承建，1993年平6月全線貫通，1994年底完工。1994年10月28日6時向引水系統(tǒng)充水，當晚20時充滿。六條支洞堵頭處都有滲漏，4號支洞漏水量最大，10月28日20時至10月29日10時左右，粗算隧洞漏水量約為0.30.4m3/s。經(jīng)分析認為，隧洞縱、橫縫、灌漿孔封堵都不好，局部頂拱回填未滿等原因組成了滲漏的主要途徑。1994年10月29日第一臺機試運行，1995年11月13日電站運行人員發(fā)現(xiàn)尾水混濁，1995年11月某天，電站運行人員聽到3號機組有金屬撞擊聲。1996年2月11日停機對地下水工建筑物進行例行檢查。引水隧洞在351010122洞段存在襯砌段開裂、脫落或

34、混凝土掉塊等現(xiàn)象。開裂22處在混凝土段，3處在鋼筋混凝土段。引水隧洞開裂及脫落長度約272m（累計）。事故原因：開挖施工過程中，由于施工和地質(zhì)因素在頂部形成超挖，頂拱34m范圍混凝土未填滿，回填不密實，是主要原因。襯砌厚度不滿足設計要求。其二由于產(chǎn)生超挖和襯砌厚度不足，圍巖與襯砌不能共同作用承受荷載，頂拱混凝土襯砌處于“自由結(jié)構(gòu)”的曲梁狀態(tài)，首先在內(nèi)水壓力作用下被剪斷破裂。其三隧洞設計襯砌素混凝土，主要考慮在地下水不豐地段減少糙率，如果缺少圍巖約束，彈性抗力不足，混凝土襯砌很難承受外水壓力的荷載作用。（2）公伯峽電站導流洞部分跨塌公伯峽導流洞位于黃河右岸，隧洞斷面1619m，城門洞型，穿越地層

35、以片巖及花崗巖為主，并夾有片巖捕虜體，圍巖以、類為主，類圍巖在上半洞貫通后比原地質(zhì)預測要長得多。2001年2月17日產(chǎn)生首次塌方1.5萬方，塌方高度約1217m，后在洞頂通過鉆探查明跨塌高度后，采用頂錨處理，洞內(nèi)采用鋼支撐及掛網(wǎng)噴錨支護通過，因地質(zhì)條件差，洞內(nèi)鋼支撐嚴重變形，洞內(nèi)施工停止。但地表錨索施工仍在繼續(xù)，在洞內(nèi)施工撤出第二天后即4月3日，地表產(chǎn)生突然塌陷。造成施工延期，死亡二人，鉆機等設備下墜被埋。塌方冒頂?shù)臉短枮?+470+83，由于位于侵入巖與變質(zhì)巖接觸帶，片巖屬花崗巖捕虜體，巖體結(jié)構(gòu)松散，次一級小斷層發(fā)育，事故主要原因是該洞段地質(zhì)條件惡劣，上覆巖體厚度薄，且產(chǎn)狀變化大，很難查清全

36、部地質(zhì)條件，巖體破碎，呈碎裂結(jié)構(gòu)，風化強烈自穩(wěn)能力差。另外加固處理方式不正確也加快了塌陷。（3）羊湖抽水蓄能電站引水隧洞部分頂拱混凝土脫落羊湖抽水蓄能電站工程位于海拔4000m的青藏高原，引水隧洞長5889m，內(nèi)徑2.5m，鋼筋混凝土襯砌厚0.3o.5m，深埋于50450m變質(zhì)巖中，由于施工質(zhì)量差，混凝土襯砌中蜂窩麻面很多，并混有模板、雜物，部分鋼筋未綁扎等原因。1996年10月停水檢查，發(fā)現(xiàn)上平段混凝土開裂脫落。分析認為是由于施工質(zhì)量差，運行時，在內(nèi)水壓力作用下襯砌開裂，內(nèi)水外滲，又突然關(guān)機，放水速度過快，在外水作用下，鋼筋混凝土襯砌大片脫落破壞。之后決定將2.7km上平段鋼筋混凝土襯砌改為

37、鋼襯。（4）四川二灘水電站泄洪洞襯砌破壞四川二灘水電站右岸布置兩條泄洪洞，該泄洪洞為短進水口龍?zhí)ь^式明流泄洪洞，洞長分別為922 m、1269m,園拱直墻式斷面，總設計流量23700m3/s,流速45m/s。兩洞平行布置，挑流入河道。該泄洪洞運行四年后發(fā)生空蝕破壞，其中1洞破壞嚴重；據(jù)分析空蝕的主要原因：運行時水位較高，120h閘門開度僅為30%50%,水流狀態(tài)不利；第二道摻氣坎部分通氣孔超過挑坎頂高達55cm，摻氣不足；再加上該段存在軟弱帶，一旦側(cè)墻空蝕穿過混凝土到達軟弱巖石時，破壞加速發(fā)展。經(jīng)驗與教訓1、視設計水頭、圍巖等條件，合理選擇水工隧洞壓力狀態(tài)。一般有壓混凝土襯砌，多用于圍巖條件較

38、好，內(nèi)水壓力小于圍巖最小主應力，不致于發(fā)生水力劈裂，不致于抬覆蓋巖體，不致于發(fā)生滲流破壞的巖體中。當圍巖條件較差，覆蓋淺，內(nèi)水壓力大于80m水柱高，若采用壓力洞，則需要對圍巖進行固灌，多采用不允許滲漏的預應力混凝土襯砌或鋼板襯砌。2、高速無壓隧洞，洞線不宜拐彎；有壓隧洞和流速小于20m/s的無壓隧洞彎道設計必須滿足規(guī)范要求。高水頭高流速泄洪洞要求洞線平直，最好不轉(zhuǎn)彎，而且要求出口距離段有足夠距離。3、泄洪洞常為有壓流，應避免明滿流交替，進水口應設在上游最低運行水位以下，宜有足夠的淹沒深度。為確保進口有壓流態(tài)，一般采取確保進口淹沒深度、增大進口斷面收縮比和進水口頂部及兩側(cè)邊墻壓坡的辦法解決。防止

39、明滿流交替，有壓隧洞必須保證在最不利的運行條件下，洞頂以上應有不小于2m的壓力水頭；4、無壓隧洞水面以上必須保證15斷面，且不小于40cm的空間。為滿足以上要求，有壓洞宜在閘門后設通氣孔，長距離無壓隧洞宜在適當位置設通氣孔補氣。5、高速明流隧洞、溢洪道、底孔等過水建筑物常出現(xiàn)空蝕破壞，尤其龍?zhí)ь^泄洪隧洞，破壞位置多在反弧段附近，要防止高水頭、大流量、高流速泄洪時的隧洞防空蝕問題。6、空蝕破壞往往與沖蝕破壞同時發(fā)生，與高速水流沖蝕破壞，動水壓力脈動壓力結(jié)合在一起，形成巨大沖坑、沖槽甚至淘至基巖；空蝕過程中，往往同時發(fā)生掀起底板等脈動壓力破壞現(xiàn)象，脈動壓力對擴大破壞程度有重大影響，沖蝕破壞往往加速

40、空蝕破壞。4巖溶地區(qū)壩基塌陷 （1）萬家寨庫區(qū)巖溶滲漏萬家寨水庫位于山西、內(nèi)蒙交界處黃河干流大拐彎段下游，水庫庫容8.96億m3，半整體式混凝土重力壩壩高105m，壩后式廠房裝機1080MW。工程主要是壩基淺層抗滑穩(wěn)定問題、庫區(qū)右岸巖溶滲漏問題等。本區(qū)巖溶現(xiàn)象普遍，地下巖溶主要有溶洞、巖溶裂隙、溶孔等，蓄水后最大滲漏量為15.81m3/s，占入庫流量2.5%，對發(fā)電效益影響不大，所以對右岸巖溶滲漏未作處理。（2）江口電站特大巖溶孔洞處理江口電站位于重慶武隆縣江口鎮(zhèn)，攔河大壩為雙曲拱壩，壩高104m ，該工程2002年4月開工，2003年12月27日蓄水，2003年底竣工。庫區(qū)存在碳酸鹽巖的巖溶

41、滲漏問題。近壩區(qū)淺部巖溶多埋深在壩下78m，斷面不超過2m3，在右岸6壩段壩基深部存在特大巖溶，處理共注入水泥10380t，砂5.65t，水玻璃2.1t，膨脹土10.3t。經(jīng)驗與教訓：巖溶地區(qū)興建水工建筑物，要加強勘測工作，查明庫壩區(qū)巖溶發(fā)育和分布規(guī)律，由于巖溶結(jié)構(gòu)體存在，可能帶來溶洞與壩基整體強度、承載能力及壓縮變形問題；巖溶會增加結(jié)構(gòu)體充填物對抗滑穩(wěn)定影響及本身滲流穩(wěn)定問題；基坑施工中巖溶孔洞涌水和運行期巖溶承壓水導致?lián)P壓力變化等。 5壓力鋼管工程（1）響水壓力鋼襯外壓失穩(wěn)響水電站位于云貴交界處北盤江干流上，為引水式電站，電站由68m高混凝土雙曲拱壩、引水隧洞、調(diào)壓井、地下高壓埋管及廠房等

42、組成。高壓鋼管采用一管二機式布置，全長772m，內(nèi)徑4.3m，該工程1993年開工，1999年12月首臺機組試運行發(fā)電。2000年8月24日向鋼管進行第五次充水，歷時10h，壓力上升至1.35Mpa后，壓力不再上升。放水，8月27日進行檢查，發(fā)現(xiàn)鋼管大范圍外壓失穩(wěn)破壞，失穩(wěn)段總長361.322m，其中A3鋼板段309.602m，16Mn段51.72m。安山巖段325.4m，凝灰?guī)r段35.922m。壓力鋼襯外壓失穩(wěn)的主要原因：鋼管外水壓力較大，超過鋼管結(jié)構(gòu)所能承受的抗外壓穩(wěn)定數(shù)值而致。鋼管失穩(wěn)變形，在橫斷面上形狀多樣，沿縱向上出現(xiàn)多個波峰及褶皺，鋼襯外壓失穩(wěn)可能經(jīng)過幾次造成。 （2）廣州抽水蓄能

43、電站尾水鋼襯變形廣州抽水蓄能電站裝機1200MW（4300MW），4條尾水支洞后各接閘門并接一條尾水洞，與下庫連接。尾水支洞和尾水洞均設鋼襯。1992年11月30日，上庫水位208m，關(guān)閉4條尾水支洞，尾水洞單獨充水試驗，第二天進入尾水支洞檢查，發(fā)現(xiàn)尾水洞油壓閘門室底板混凝土及施工縫滲水，在內(nèi)外滲水壓力作用下，4條尾水支洞漸變段鋼襯變形、鼓包。最大鼓包高度6.3mm。經(jīng)檢查復核，漸變段只能承受5m水頭外水壓力，而當尾水洞充水，上庫水位208m，實際水頭810m，大于漸變段鋼所能承受的外水壓力。放水后，外水壓力致使?jié)u變段鋼襯變形、鼓包。經(jīng)驗與教訓：正確確定外水壓力；有效控制外水壓力；設計不允許鋼襯在內(nèi)水作用下開裂破壞；提高鋼管抵抗外壓失穩(wěn)能力；合理控制鋼襯應力狀態(tài)；制定合理的運行規(guī)程（尤其放空檢查操作規(guī)程）。6滑坡 （1）天生橋二級水電站廠房上游墻邊坡滑坡在廠房邊坡開挖過程中，由于生活施工用水大量下滲，坡腳開挖和施工爆破等原因，導致下山包古滑坡復活。在滑坡前部，最大厚度 45m ，滑體后部最大