通天水庫(kù)除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

王曉飛

(訥河市六合河道堤防管理站，黑龍江訥河163100)

1 工程概況

通天水庫(kù)位于倭肯河上游左岸二級(jí)支流通天林場(chǎng)溝上，通天林場(chǎng)溝為碾子河河一級(jí)支流，地處勃利縣勃利鎮(zhèn)境內(nèi)。水庫(kù)上游集雨面積30 km2，總庫(kù)容為102.54×104m3。由土壩、溢洪道、輸水洞組成。水庫(kù)始建于1958年，工程施工幾次停滯，至1984年方才竣工。水庫(kù)由土壩、溢洪道、輸水洞三部分組成。

通天水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼顧防洪、旅游、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的小(1)水庫(kù)，設(shè)計(jì)灌溉水田73.3 hm2，保護(hù)下游勃利縣城，保護(hù)人口5萬(wàn)人口，保護(hù)牡佳、勃七鐵路，保護(hù)省道308及勃利—羅泉縣級(jí)公路，保護(hù)耕地面積1333.3 hm2。

2 水庫(kù)存在的主要問(wèn)題

根據(jù)通天水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告，鑒定結(jié)論為三類壩，應(yīng)盡早進(jìn)行除險(xiǎn)加固。水庫(kù)工程經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，出現(xiàn)了很多質(zhì)量問(wèn)題，形成水庫(kù)運(yùn)行障礙及隱患，目前存在的主要問(wèn)題有:

1)土壩:大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)復(fù)核已達(dá)設(shè)計(jì)高程，但壩前迎水側(cè)塊石護(hù)坡經(jīng)多年運(yùn)行，現(xiàn)已風(fēng)化、塌陷，下游排水棱體塊石風(fēng)化、局部破損，壩后有滲漏現(xiàn)象。

2)溢洪道:兩側(cè)側(cè)墻、底板、陡坡及消力池漿砌石老化嚴(yán)重，陡坡漿砌石底板下游滲漏通道，陡坡段后效能設(shè)施不完善、尾水渠未開(kāi)挖，溢洪道已不能正常使用。

3)輸水洞:現(xiàn)啟閉塔冰凍部位內(nèi)外壁凍蝕嚴(yán)重，下游消力池破損嚴(yán)重，海漫沖毀;輸水洞閘門(mén)、啟閉設(shè)備銹蝕嚴(yán)重，閘門(mén)啟閉不靈，輸水洞已不能正常運(yùn)行。

4)壩上沒(méi)有搶險(xiǎn)照明設(shè)施，水庫(kù)無(wú)必要的觀測(cè)、通訊、交通設(shè)備及水文測(cè)報(bào)設(shè)施，水庫(kù)管理制度不善，大壩運(yùn)行管理較差。

為保證水庫(kù)及下游人口生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)盡早排除水庫(kù)險(xiǎn)情，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)安全運(yùn)行，因此進(jìn)行通天水庫(kù)除險(xiǎn)加固建設(shè)是十分必要的。

3 水庫(kù)規(guī)模及防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定

通天水庫(kù)總庫(kù)容102.54×104m3，本次設(shè)計(jì)按《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2000及《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201—94規(guī)定，水庫(kù)屬于小(Ⅰ)型丘陵區(qū)水庫(kù)，工程等級(jí)為Ⅳ等，主要建筑物土壩、溢洪道、輸水洞為4級(jí)。水庫(kù)按10 a一遇洪水設(shè)計(jì)，按100 a一遇洪水校核。溢洪道消能防沖按20 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

4 主要特征水位的確定

4.1 死水位

水庫(kù)原設(shè)計(jì)死水位265.7 m，死庫(kù)容為5.8×104m3。根據(jù)本次實(shí)測(cè)地形圖量算，該水位下庫(kù)容目前為0.3×104m3，灌溉輸水洞底高程目前為265.0 m，但該輸水洞目前基本廢棄，本次擬重建。

根據(jù)本次水文分析成果，壩址以上年輸沙量2 449.5 t，按水庫(kù)再運(yùn)行50 a考慮，泥沙淤積庫(kù)容為9.42×104m3，按來(lái)沙60%淤積在水庫(kù)中，計(jì)算水庫(kù)泥沙淤積庫(kù)容需5.65×104m3，本次按照復(fù)核后的庫(kù)容曲線，運(yùn)行期末水庫(kù)淤積高程為267.36 m，現(xiàn)狀死水位不能滿足未來(lái)水庫(kù)運(yùn)用要求，故本次按滿足淤積和輸水洞放水要求確定死水位267.6 m，相應(yīng)死庫(kù)容為7.0×104m3，可以滿足運(yùn)用要求。

4.2 正常蓄水位

本次設(shè)計(jì)仍采用原設(shè)計(jì)的正常蓄水位271.50 m，相應(yīng)庫(kù)容72.90×104m3。水庫(kù)按上述規(guī)模復(fù)核可灌水田面積113.3 hm2，灌溉保證率為75%，滿足水庫(kù)的工程任務(wù)要求，因此，本次設(shè)計(jì)正常蓄水位不變。

5 水庫(kù)除險(xiǎn)加固的主要工程措施及技術(shù)要點(diǎn)

5.1 大壩工程處理措施

土壩上游設(shè)護(hù)坡，護(hù)坡上部頂高程為275.20 m高程，下部至死水位267.60m。護(hù)坡塊石厚30 cm，碎石墊層20 cm，砂礫石20 cm。死水位以下采用拋石固腳，邊坡為1∶4.0。土壩下游滲漏段在樁號(hào)0+180—0+280采用蓋重，首端1.0 m，末端0.5 m，長(zhǎng)20 m。

5.2 溢洪道工程處理措施

1)對(duì)溢洪道進(jìn)口底板、堰體及水平段底板、陡坡段底板、消力池底板進(jìn)行混凝土襯砌補(bǔ)強(qiáng)，先把裂縫混凝土表面鑿毛2 cm，裂縫處鑿成梯型或U型槽，清除被修補(bǔ)處的灰塵、松動(dòng)的雜物，用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封堵，再澆筑混凝土厚度20 cm，現(xiàn)狀高程為271.28 m，正常蓄水位高程為271.5 m，堰頂高程滿足要求。底板加鋼筋網(wǎng)一層直徑12 mm，間距20cm×20cm，用錨桿固定在底板基礎(chǔ)上。

2)左右兩側(cè)漿砌石邊墻損壞處維修，用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

3)溢洪道消能工的完善:海漫段由兩部分組成，前段漿砌石段長(zhǎng)7.7 m保留，后段干砌石段長(zhǎng)12.3 m拆除重建，拆除表層護(hù)砌保留原基礎(chǔ)齒，干砌石厚度60 cm，碎石墊層30 cm，砂礫石墊層20 cm。尾端設(shè)置防沖槽深1.45 m，槽兩側(cè)岸邊進(jìn)行護(hù)砌，干砌石厚度30 cm，碎石墊層20 cm，砂礫石墊層20 cm。出口尾水渠進(jìn)行開(kāi)挖。

5.3 輸水洞工程處理措施

輸水洞在原址拆除重建，現(xiàn)狀底高程基本滿足運(yùn)行要求，考慮淤積影響底高程抬高0.5 m，盡量利用原底板在原位置處修建輸水洞。設(shè)計(jì)灌溉流量為2.0 m3/s，為1孔混凝土方涵，為壩下埋管形式?？卓诔叽鐬?.0m×1.8m。進(jìn)口段為八字型采用混凝土U型槽結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度為6.0 m，凈寬由4 m變?yōu)? m，底板頂高程為265.5 m;閘室段長(zhǎng)3.5 m，寬2.6 m，高6.5 m;洞身長(zhǎng)50 m，每段洞長(zhǎng)10 m，共5段，i=1/1000，洞身斷面1.0×1.8 m;消力池為鋼筋混凝土U型槽結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散式，凈寬由1 m增加至5 m，消力池長(zhǎng)10 m，深1.0 m;海漫段長(zhǎng)15 m，海漫采取30 cm干砌石護(hù)砌，下設(shè)碎石及砂礫石墊層各20 cm。海漫末端防沖槽進(jìn)行干砌石護(hù)砌，防沖槽底寬為1.0 m，深度為1.0 m。

抗凍設(shè)計(jì):由于輸水洞埋深很深達(dá)10 m，在凍深線以下且地基為砂巖，故洞身不考慮抗凍設(shè)計(jì)。出口墻后和消力池底板設(shè)置保溫板，防止凍脹產(chǎn)生。

6 結(jié)語(yǔ)

本水庫(kù)已經(jīng)圓滿的通過(guò)黑龍江省水利廳的審查，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始施工。

［1］七臺(tái)河市水務(wù)局.勃利縣通天水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告書(shū)［R］.七臺(tái)河:七臺(tái)河市水務(wù)局，2009.

［2］黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.勃利縣通天水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2010.