賀莊水庫除險加固技術及效益分析

侯清波，杜明順

（泗水縣水利局，山東 濟寧 273200）

賀莊水庫位于泗河干流上游、泗水縣泉林鎮(zhèn)境內(nèi)，屬淮河流域、南四湖水系。該水庫于1970年12月動工興建，1976年12月建成?？刂屏饔蛎娣e174 km2，工程樞紐主要包括主壩、副壩、溢洪閘（道）、南北放水洞、水電站、雷泗樞紐等工程，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖及人畜飲水等綜合利用的大型水庫。水庫自建成以來，發(fā)揮了一定效益，但在運行過程中由于溢洪閘及主壩存在嚴重質(zhì)量問題，水庫庫盆嚴重滲水以及庫區(qū)移民等問題，1984年由大（2）型水庫降為中型水庫管理運用。

鑒于存在諸多不安全因素,賀莊水庫除險加固工程于2003年4月開工建設，2006年底完成主體工程，2010年12月通過省水利廳組織的竣工驗收。工程投入使用以來，發(fā)揮了顯著的防洪、灌溉和社會效益。2011年10月，賀莊水庫被評為山東省病險水庫除險加固十大優(yōu)質(zhì)工程。

1 工程主要技術特點

由于賀莊水庫特殊的工程地質(zhì)及病險情況，在水庫除險加固中采用了溢洪閘閘基換土工藝、放水洞夾沙玻璃鋼管施工工藝、自動化控制技術等，確保了工程質(zhì)量。

1.1 溢洪閘閘基換土工藝

溢洪閘拆除重建的主要原因是閘墩門頸貫穿性裂縫、底板、鋪蓋、護坦也出現(xiàn)嚴重開裂，致使原閘不能正常使用，水庫不能按設計水位蓄水，經(jīng)勘探試驗分析混凝土開裂原因與紅砂巖基礎關系密切，經(jīng)專家咨詢確定閘室換基用非膨脹材料沙、碎石、重壤土混合料摻和回填、碾壓，使閘室坐落在非膨脹性土基上，從而消除基礎約束、避免貫穿性裂縫。

換基前充分調(diào)研并擬定了試驗方案，確定配比為砂︰碎石︰壤土=1.5︰1.5︰7，試驗參數(shù)均滿足設計指標，試驗參數(shù)為 K=3.49×10-7cm/s，R=426.3 kPa，混凝土與碎石土摩擦系數(shù)為0.621，內(nèi)摩擦角39.4°，凝聚力C=69 kPa。換基后堆碎石土基礎進行靜載試驗，其承載力和沉降量均滿足設計要求。

據(jù)調(diào)查，采用換基方案的溢洪閘，國內(nèi)為數(shù)不多，省內(nèi)賀莊水庫是第一例。該工程經(jīng)過2005—2010年6個汛期和低溫季節(jié)的運行，運行正常。

通過溢洪閘換基技術總結的 “膨脹巖閘基處理技術研究”獲2005年度山東省水利科學技術進步一等獎。賀莊水庫溢洪閘工程獲2004—2005年度山東省水利優(yōu)質(zhì)施工工程獎。

1.2 夾沙玻璃鋼管工藝

北放水洞是賀莊水庫的重要工程項目，承擔著灌溉、調(diào)蓄、發(fā)電的重要任務。由于原洞身存在嚴重的環(huán)向裂縫，漏水問題嚴重，須加以改建，在洞身改建中采用了夾沙玻璃鋼管內(nèi)嵌工藝。將該管套于原放水洞內(nèi)承插式連接，管外與原洞壁之間灌注水泥砂漿。施工簡單易行、運行可靠，可保證設計過水能力（7 m3/s），并可加快施工進度，進一步確保施工質(zhì)量、避免大開膛等常規(guī)改建方式帶來的質(zhì)量隱患。

1.3 自動化控制技術

在除險加固過程中，賀莊水庫成功實施了自動化遠程控制系統(tǒng)。溢洪閘、放水洞閘門可實現(xiàn)遠程計算機控制，在管理所辦公室可實現(xiàn)閘門升降控制以及運行參數(shù)監(jiān)視，極大地節(jié)省了人力、提高了管理效率。

2 工程效益分析

2.1 泉林泉群重要補給源地

賀莊水庫下游3 km是國家AAA級風景名勝區(qū)泉林。泉林因名泉眾多而得名，涌流量達1.35 m3/s。泗水縣政府將泉林諸泉與賀莊水庫（雷澤湖）、青龍山列入旅游發(fā)展總體規(guī)劃。實施景區(qū)總體規(guī)劃的基本前提是保護泉群及泉涌量，而有效保護泉群必須依靠賀莊水庫的補給。1987年，省水利廳專家對賀莊水庫進行“技術經(jīng)濟評價”，得出結論：賀莊水庫是泉林一帶地下水的主要補給源地，提供泗河兩岸水資源的31%。省水文地質(zhì)部門對泉林泉群勘測后指出，泉林地區(qū)泉涌量與水庫蓄水位高低有直接關系。

賀莊水庫自2006年以來，連續(xù)經(jīng)過5個豐水年汛期蓄水考驗。據(jù)2001—2009年縣水資源管理辦公室實測泉林泉群泉涌量的觀測資料分析：加固前2001—2003年，4—6月份枯水期泉涌量平均為0.542 m3/s；加固后2007—2009年，4—6月份枯水期泉涌量為0.876 m3/s，泉涌量每年可增加1 050萬m3?？梢?，賀莊水庫除險加固建成蓄水后，對泉林泉群的補給作用相當顯著。

2.2 防洪灌溉及社會效益顯著

賀莊水庫除險加固工程完成后，經(jīng)過幾個汛期洪水的考驗，特別是2007年最高庫水位達147.74 m，主副壩水工建筑穩(wěn)定，溢洪閘、南北放水洞及雷泗樞紐建筑物穩(wěn)定，閘門啟閉正常，水庫主體工程運行良好，充分發(fā)揮了水庫蓄水攔洪的功能。

工程完成后，具有顯著的社會效益，多年平均防洪效益為2 899.7萬元。一是保護了京滬高鐵、京福高速、兗礦集團等大型企業(yè)及泗水、曲阜、兗州等縣城的安全；二是水庫增加水面面積427.3 hm2、增加蓄水量5 309萬m3，對發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、補充泗河及泉林水源、對水庫周圍及南四湖的生態(tài)及環(huán)境都將產(chǎn)生積極作用；三是對建設生態(tài)泗水、改善環(huán)境有重要的推動作用。2007年8月15—17日，泗水縣遭遇強降雨，全縣平均降雨212 mm，賀莊水庫一次攔蓄洪水4 000萬m3，攔蓄錯峰、削減洪水，減輕了泗河下游的洪水壓力，確保了濟東煤田、兗礦等重要工礦企業(yè)的安全。2011年在百年不遇的大旱面前，賀莊水庫灌區(qū)北干渠全線修通，與華村水庫聯(lián)網(wǎng)灌溉泗河北岸5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)近4 000 hm2小麥，據(jù)農(nóng)業(yè)部門測算小麥單產(chǎn)較去年每公頃增產(chǎn)637.5 kg，灌溉效益顯著。

3 對水庫開發(fā)保護的建議

3.1 制定詳細開發(fā)利用規(guī)劃

賀莊水庫建成后，2008年被評為省級水利風景區(qū)，下游的泉林泉群被評為國家AAA級景區(qū)。目前，縣政府已將泉林群泉、雷澤湖、青龍山列入旅游開發(fā)總體規(guī)劃建設，建議請旅游部門對雷澤湖、泉林群泉、青龍山進行詳細規(guī)劃，再進行招商，分期開發(fā)實施。在未開發(fā)之前加強對周邊環(huán)境的保護，禁止亂搭亂建，以保持良好的生態(tài)環(huán)境。

3.2 加強對現(xiàn)有工程的管護

賀莊水庫除險加固后，如何加強對工程的管理維護是管理單位的一項重要任務。結合2010年中央一號文件的貫徹落實，賀莊水庫管理所已經(jīng)縣編辦批準為公益型事業(yè)單位，其管理人員經(jīng)費及維護經(jīng)費由縣財政負擔。建議對賀莊水庫重新進行確權劃界，設樁明確管護范圍，加強對工程的管理維護。

3.3 充分發(fā)揮工程綜合效益

賀莊水庫原設計為大型水庫，總庫容1.014億m3，由于工程技術及移民等方面的原因，1984年降為中型水庫管理運用。水庫除險加固后，安全隱患已消除，移民問題也徹底解決。因此，建議恢復賀莊水庫的大型水庫級別、恢復賀莊水庫的科級建制，以充分發(fā)揮賀莊水庫的防洪生態(tài)等綜合效益，加強賀莊水庫及北干渠的管理，確保工程得以最佳狀態(tài)運行。