小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固措施與實(shí)例

劉麗

(洮南市水利建筑工程隊(duì)，吉林洮南137100)

水利是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，水利設(shè)施的完善、安全與否，直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常秩序。2012年黨中央、國(guó)務(wù)院制定出臺(tái)了2011年中央一號(hào)文件《關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》，第一次將水利建設(shè)提到關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全、國(guó)家安全的戰(zhàn)略性高度，第一次鮮明地提出水利建設(shè)具有很強(qiáng)的公益性、基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性，這是新世紀(jì)以來(lái)中央關(guān)注“三農(nóng)”的第八個(gè)“一號(hào)文件”，也是新中國(guó)成立62年來(lái)中央文件首次對(duì)水利工作進(jìn)行全面部署。因此，積極發(fā)展水利設(shè)施建設(shè)，維護(hù)水利設(shè)施正常持續(xù)安全運(yùn)行，具有十分重要的意義。

1 小型水庫(kù)主要病害表現(xiàn)

相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，目前我國(guó)擁有的各類水庫(kù)大約為84 926座，其中大型水庫(kù)415座，中型水庫(kù)2 618座，小型水庫(kù)81 893座，水利部門(mén)管理的大型水庫(kù)數(shù)量為342座。這些水庫(kù)的建成和運(yùn)行為保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、防御洪水災(zāi)害發(fā)揮了重要作用，但由于種種原因，部分水庫(kù)工程質(zhì)量不高，建設(shè)年份久遠(yuǎn)工程老化且疏于管理導(dǎo)致年久失修，有些水庫(kù)更是存在防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，與相關(guān)規(guī)定或規(guī)范相脫節(jié)，形成了病險(xiǎn)、病危水庫(kù)，水庫(kù)功能無(wú)法正常發(fā)揮，安全隱患大，給水庫(kù)下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了極大的威脅。特別是小型水庫(kù)，由于數(shù)量大，覆蓋范圍廣，涉及人員多，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系大，但多數(shù)處于偏遠(yuǎn)落后地區(qū)，工程維護(hù)建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足，管理人員不足，成為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水庫(kù)下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全的巨大威脅。而水庫(kù)除險(xiǎn)加固和水庫(kù)的日常管理作為水利建設(shè)的一部分，認(rèn)真解決小型水庫(kù)工程建設(shè)和管理中存在的的問(wèn)題，就顯得十分重要。

水庫(kù)是江河防洪體系的重要組成部分，水庫(kù)出現(xiàn)病險(xiǎn)不僅是對(duì)江河防洪體系的削弱，更重要的是水庫(kù)本身變成了危險(xiǎn)源。由于大批病險(xiǎn)水庫(kù)的存在，江河體系的調(diào)控能力降低，而且病險(xiǎn)水庫(kù)不敢蓄水，難以發(fā)揮其功能。由于建設(shè)年代所限和當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平限制，多數(shù)基層小型水庫(kù)存在著這樣或那樣的病害。具體說(shuō)來(lái)主要集中在以下幾個(gè)方面:

1)水庫(kù)設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)不高，由于水文系列變化或水庫(kù)運(yùn)用方式的改變，多數(shù)小型水庫(kù)大壩壩頂與當(dāng)前采用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)存在偏差，防洪標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式需要。

2)大壩穩(wěn)定性差，有些壩體或壩坡經(jīng)復(fù)核不滿足規(guī)范規(guī)定要求;

3)壩體填土質(zhì)量差，土體松散，壩體滲透性較強(qiáng)，繞壩滲漏嚴(yán)重，高水位時(shí)，背水坡多出現(xiàn)牛皮漲，甚至管涌、流土的現(xiàn)象;

4)護(hù)坡質(zhì)量差。迎水坡多為干砌石護(hù)坡，背水坡為草皮護(hù)坡，由于歷史條件所限和管理工作滯后，造成大多數(shù)小型水庫(kù)迎水護(hù)坡殘缺不全，或零亂不整齊，有的甚至沒(méi)有干砌石護(hù)坡;

5)溢洪道設(shè)計(jì)不科學(xué)。從小型水庫(kù)現(xiàn)狀來(lái)看，多數(shù)水庫(kù)溢洪道的泄洪能力不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。并且由于興建時(shí)期經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平限制，多數(shù)小型水庫(kù)的溢洪道是用泥土、半土石建設(shè)而成，其抗沖刷和泄洪能力差，部分水庫(kù)溢洪道進(jìn)口段、陡坡段的建設(shè)高度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，效能設(shè)施不完善或者建設(shè)設(shè)置不科學(xué)、不合理。

2 小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的主要措施

2.1 完善基本數(shù)據(jù)及洪水標(biāo)準(zhǔn)

基層小型水庫(kù)大部分修建于大躍進(jìn)時(shí)期，缺乏詳實(shí)和清晰的數(shù)據(jù)資料，洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低或者不全的現(xiàn)象給小型水庫(kù)后期的維護(hù)帶來(lái)很大的麻煩。應(yīng)當(dāng)通過(guò)實(shí)地調(diào)研，進(jìn)一步核實(shí)、校驗(yàn)、補(bǔ)充和修正水庫(kù)的基本數(shù)據(jù)，進(jìn)一步完善水庫(kù)的檔案資料。

2.2 完善溢洪道的設(shè)計(jì)和建造

基層小型水庫(kù)的溢洪道通常為開(kāi)敞式溢流堰的寬頂堰，部分水庫(kù)甚至存在溢洪道缺乏，或者標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模建設(shè)不相符。大部分的溢洪道由于年久失修老化嚴(yán)重，無(wú)法正常泄洪，給水庫(kù)帶來(lái)極大的安全隱患。因此，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照溢洪道設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化溢洪道的平面布置，對(duì)進(jìn)口進(jìn)行清淤、返修或者改建，完善消能設(shè)施建設(shè)，做好邊坡管護(hù)。對(duì)于底板和邊墻有裂縫的區(qū)域進(jìn)行部分或者全部拆除，重建。

2.3 進(jìn)一步增高、增厚壩體，提高壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)

對(duì)壩坡較為單薄、壩頂較為低矮、壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不達(dá)標(biāo)的小型水庫(kù)，應(yīng)當(dāng)在進(jìn)一步摸清楚大壩的物理學(xué)參數(shù)后，通過(guò)周密科學(xué)的計(jì)算，確定壩體的增高加固方案。

3 小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固實(shí)例探討

3.1 基本資料

1)水庫(kù)概況。洮南市馬場(chǎng)水庫(kù)始建于1981年10月，1982年10月基本建成蓄水，位于白城市洮兒河分洪入向輸水干渠左岸，為引洮分洪道旁側(cè)水庫(kù)，距洮南市56 km，屬于小(1)型平原水庫(kù)，由一座主壩，一座引洪閘，一條引水渠道和一座泄水閘組成。馬場(chǎng)水庫(kù)是以解決當(dāng)?shù)剞r(nóng)民坐水種水源為主，結(jié)合防洪和養(yǎng)魚(yú)以及生態(tài)保護(hù)等綜合利用的水庫(kù)。自建庫(kù)以來(lái)，它已經(jīng)在解決周邊農(nóng)民坐水種水源、養(yǎng)魚(yú)、改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。該水庫(kù)工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇。主要建筑物及泄洪閘級(jí)別為4級(jí)，引洪閘等級(jí)為3級(jí)，次要建筑物等級(jí)為5級(jí)。

2)自然概況。洮兒河發(fā)源于內(nèi)蒙古大興安嶺高岳山，為嫩江右岸的一級(jí)支流，流經(jīng)內(nèi)蒙古科右前旗，在白城市洮北區(qū)嶺下鎮(zhèn)流入吉林省，流經(jīng)洮南市、洮北區(qū)、鎮(zhèn)賚縣、大安市，最后在大安市月亮湖入嫩江。洮兒河河道全長(zhǎng)563 km，總流域面積33 070 km2。洮兒河橫穿白城市腹地，在吉林省河道長(zhǎng)285.83 km，流域面積10 109.63 km2。洮兒河入境后主河道中心線右側(cè)為洮南市。河段長(zhǎng) 104.639 km，堤防長(zhǎng)94.012 km，流域面積1 118 km2。本區(qū)為干旱少雨區(qū)，特別是春季，十年九旱，且多大風(fēng)天氣，當(dāng)?shù)氐乇硗翆佑侄酁樯靶酝?，每?dāng)大風(fēng)天氣沙塵四起，嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量和人們生存環(huán)境。水庫(kù)蓄水后，通過(guò)水庫(kù)供水，增加了水庫(kù)周邊原有濕地面積，使氣候變得濕潤(rùn)，改善生態(tài)環(huán)境，減少地表植被的破壞，減輕沙塵災(zāi)害和風(fēng)蝕。濕地的過(guò)濾作用可以凈化水源，對(duì)下游水質(zhì)起保護(hù)作用。

3.2 原有水庫(kù)存在的問(wèn)題及解決對(duì)策

1)土壩加高。土壩現(xiàn)有壩頂高程167.25～169.8 m，設(shè)計(jì)壩頂高程為170.21 m，現(xiàn)在斷面均低于計(jì)算壩頂高程。壩頂寬度由現(xiàn)有的1.8～2.5 m加寬至4 m。土壩上游邊坡為1∶2。下游邊坡不變，在壩頂增設(shè)4 m寬砂石路面，路面傾向下游的坡降為i=2%。

2)土壩迎水側(cè)進(jìn)行鋼筋混凝土板塊護(hù)坡。土壩上游坡現(xiàn)無(wú)護(hù)坡，本次加固設(shè)計(jì)，在土壩加高培厚后，對(duì)土壩上游坡采用鋼筋混凝土板塊護(hù)坡防護(hù)，上游坡為1∶2?；炷涟鍓K尺寸為2.0 m×2.0 m×0.15 m(長(zhǎng)×寬×厚)，壩頂設(shè)有混凝土封頂，尺寸0.3 m×0.4 m(寬×高);壩腳設(shè)有封底，尺寸0.3 m×0.5 m(寬×高)。

3)泄水洞為漿砌石蓋板結(jié)構(gòu)，進(jìn)、出口及洞身破壞嚴(yán)重，已不能正常使用。泄洪閘位于主壩(0+100樁號(hào)處)，流量為1.5 m3/s，閘底板高程167.96 m，孔口尺寸1.2 m×1.2 m，1孔。啟閉機(jī)選用QL－3t單吊點(diǎn)手電兩用啟閉機(jī)1臺(tái)。

4)壩上修建砂石路面。壩頂修建4 m寬20 cm厚的砂石路面。

5)引洪閘及泄洪閘拆除重建。由于引洪閘及泄洪閘修建年代久遠(yuǎn)，老化嚴(yán)重，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)水庫(kù)安全運(yùn)行需求。因此對(duì)引洪閘及泄洪閘進(jìn)行拆除并重建。

泄洪閘1座位于主壩0+100樁號(hào)處，流量為1.5 m3/s，閘底板高程167.96 m，孔口尺寸為1.2 m×1.2 m，1孔。啟閉機(jī)選用QL—3t單吊點(diǎn)手電兩用啟閉機(jī)1臺(tái)。

引洪閘1座(位于引洮渠道左岸壩上，洮突公路橋716 m處)，由進(jìn)口連接段、閘室段、消力池段和海漫段組成，流量為3 m3/s，閘底板高程173.51 m，孔口尺寸為2.0 m×2.0 m，1孔。啟閉機(jī)選用QL—5t單吊點(diǎn)手電兩用啟閉機(jī)1臺(tái)。

［1］ 中華人民共和國(guó)水利部.東部地區(qū)重點(diǎn)小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固規(guī)劃［R］.北京:中華人民共和國(guó)水利部，2009.

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