柳河水庫除險加固工程初步設計概述

李 威，劉盈盈

(佳木斯市水利勘測設計研究院，黑龍江佳木斯154002)

柳河水庫除險加固工程初步設計概述

李 威，劉盈盈

(佳木斯市水利勘測設計研究院，黑龍江佳木斯154002)

黑龍江省木蘭縣柳河水庫由于年久失修，存在諸多隱患，早已成為一座險庫。水庫能否安全運行對當地群眾生產生活有很大影響，一旦失事，不但會淹沒下游大面積農村和村屯，對人民群眾的生命財產安全也造成了巨大的威脅。

柳河水庫;除險加固;必要性;措施;設計

1 水庫工程現狀及存在的問題

1.1 水庫現狀

柳河水庫位于哈爾濱市轄管的木蘭縣，水庫由土壩、溢洪道、輸水洞等建筑物組成。工程等別為Ⅳ等，主要建筑物級別為4級。水庫正常蓄水位為129.92 m，興利庫容為448.7萬 m3。

1.1.1 土壩

水庫壩址位于柳河鎮(zhèn)馬家屯北1.0 m處的柳樹河中游，壩長1 000 m，壩頂寬度約為5 m，壩頂高程130.398～131.878 m，最大壩高7.1 m，上游邊坡約為1∶2.54 ～ 1∶4.18，下游邊坡約為1∶2.41 ～ 1∶2.75。土壩為黏性土均質壩，上游護坡采用塊石護坡，下游無護坡。

1.1.2 溢洪道

溢洪道位于土壩右端，樁號0+000處，為有閘控制開敞式寬頂堰，堰頂高程127.50 m，單孔凈寬2.0 m，共5孔，總凈寬10 m，采用底流式消能，在溢洪道下游尾水渠0+100有跌差4 m的跌水1座。

1.1.3 輸水洞

輸水洞位于土壩左端，樁號0+840處，為壩下埋管，鋼筋混凝土箱涵，斷面尺寸1.4 m(寬)×1.4 m(高)，洞長30 m，進口底板高程為125.00 m，下游無海漫段。

1.2 水庫存在的問題

目前水庫工程存在的主要問題有4個方面:

1)土壩壩頂路面破壞嚴重，上游的塊石護坡，為亂插石，塊徑不一、厚度不均勻，無墊層和反濾層，經多年運行，所剩無幾，局部壩段上游邊坡已產生脫坡破壞，土壩下游壩坡有局部隆起現象，無排水設施［1］。

2)溢洪道經多年運行，寬頂堰表面混凝土剝蝕嚴重，下游海漫、尾水渠沖毀。在溢洪道下游尾水渠的跌水墻體斷裂，影響溢洪道尾水下泄。閘門主要構件局部銹蝕嚴重，止水局部損壞，有漏水現象，啟閉設備老化，不靈活，沒有檢修閘門。

3)輸水洞洞身混凝土出現裂縫，洞壁混凝土大面積剝蝕脫落，鋼筋裸露，下游無海漫段，沖刷嚴重，閘門及門槽變形，構件銹蝕嚴重，止水橡皮老化，脫落損壞，漏水嚴重，啟閉機不能正常啟閉。

4)水庫管理機構和運行管理制度不健全，管理站管理設施簡陋，管理用房及職工生活用房已超正常使用年限，嚴重影響水庫的正常管理，水庫管理規(guī)章制度不健全，水毀工程得不到及時維修，大壩沒有觀測設施，無大壩安全監(jiān)測、交通、通訊及水情觀測設施，無法使管理走向正規(guī)化、規(guī)范化。

2 除險加固的必要性

2.1 水庫工程存在諸多隱患、亟待除險加固

柳河水庫工程存在諸多隱患:如土壩頂路面沉陷，上游塊石護坡破壞，溢洪道進出口翼墻混凝土剝落，無海漫段，輸水洞和溢洪道閘門及啟閉設備陳舊破損，螺桿彎曲，止水失效，進出口擋土墻已斷裂、傾斜等這些險情都直接威脅著水庫的安全運行，2007年4月8日，水庫在運行中出現高水位130.10 m，相應庫容510萬 m3，大壩合攏處400 m范圍內的壩腳滲水嚴重，溢洪道泄洪時，溢洪道消力池、海漫、尾水渠及下游跌水都受到嚴重沖刷。

2.2 發(fā)展地方經濟的需要

柳河水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪和養(yǎng)殖等綜合利用的水庫。由于存在諸多隱患，造成灌溉保證率下降，農業(yè)生產滯后，水資源嚴重浪費，限制了地方經濟的發(fā)展，但由于本區(qū)農民多年從事水稻種植，有著豐富的水稻種植經驗，水稻種植熱情很高，因此水庫險情亟待解決以滿足人民生產需求，同時還可為木蘭縣開辟水庫旅游、養(yǎng)殖等經濟發(fā)展的新途徑，對于發(fā)展地方經濟起到促進作用。

3 除險加固的措施

3.1 土壩設計

大壩壩型不變，仍為既有的均質壩，計算復核《安全鑒定》壩頂高程，大壩斷面基本沒有改變，只是局部的填高加固。將現有砌石護坡拆除，采用效果較好、施工方便的預制混凝土板護坡。

3.1.1 斷面設計

土壩長1 000 m，壩頂高程131.89 m，最大壩高7.1 m，壩頂寬5.0 m，上游坡比為1∶3.0，下游坡比為1∶2.5，無馬道。壩頂采用泥結石路面，厚度為20 cm。

土壩上游干砌石護坡拆除重建，護坡長度為950 m，樁號0+000～0+950段，護坡結構采用預制混凝土板，厚度為15 cm，下設10 cm粗砂及無紡布一層，固腳為干砌石，高度依地面高程變化而變化，上寬2.0 m，下寬1.0 m。

3.1.2 滲漏穩(wěn)定分析

壩體由低液限黏土組成，土料質量較好，滿足設計要求。水庫建成至今，已運行40多年，并沒有發(fā)生大壩滲透和穩(wěn)定破壞。本次對設計大壩進行了滲漏穩(wěn)定分析計算，確定其滿足設計要求。

3.2 溢洪道設計

由于溢洪道閘室段整體穩(wěn)定性較好，故本次除險加固設計對閘室段只進行維修加固，消力池拆除重建，新建進水渠和海漫段。

3.2.1 結構型式

溢洪道位于土壩右端，樁號0+000處，為有閘控制開敞式寬頂堰，堰頂高程127.50 m，共5孔，單孔凈寬2.0 m，總凈寬10 m，采用底流式消能，消力池長20 m，池深1.3 m，海漫段長30 m。

3.2.2 滲漏穩(wěn)定分析

溢洪道穩(wěn)定計算為閘室段穩(wěn)定計算，現有溢洪道閘室段穩(wěn)定性較好，不需拆除重建，只對其進行維修加固，為安全起見對閘室穩(wěn)定進行了復核，滿足規(guī)范要求。

滲流計算:洞底未設防滲板樁時最大水平坡降:Jx=0.15＜［Ja水］=0.19，即水平段抗?jié)B穩(wěn)定性能夠滿足規(guī)范要求;出口坡降:J0=0.17＜［Ja出］=0.45，即出口段抗?jié)B穩(wěn)定性能夠滿足規(guī)范要求。

3.3 輸水洞設計

本次設計輸水洞為拆除重建。

3.3.1 結構型式

輸水洞位于土壩左端，樁號0+840，為壩下鋼筋混凝土箱涵，斷面尺寸1.5 m(寬)×1.5 m(高)，洞長32 m，進口底板高程為125.0 m，采用底流消能，消力池長8.5 m，池深0.6 m，海漫段長12 m，采用干砌石護砌。

3.3.2 滲漏穩(wěn)定分析

輸水洞穩(wěn)定計算包括擋土墻的抗滑穩(wěn)定計算、抗傾覆穩(wěn)定計算、基底應力及基底應力不均勻系數的計算。經計算，抗滑穩(wěn)定系數、抗傾覆穩(wěn)定系數及基底應力不均勻系數等均滿足規(guī)范要求。

滲流計算:洞底未設防滲板樁時最大水平坡降:Jx=0.08＜［Ja水］=0.66，即水平段抗?jié)B穩(wěn)定性能夠滿足規(guī)范要求;出口坡降:J0=0.14＜［Ja出］=1.03，即出口段抗?jié)B穩(wěn)定性能夠滿足規(guī)范要求。

4 工程效益

工程建成后，保護耕地0.17萬hm2，其中水田0.1萬hm2，旱田0.07萬hm2;保護人口2萬人，新增灌溉面積0.03萬hm2，新增糧食產量164.125萬kg，新增灌溉效益285.93萬元，養(yǎng)殖效益73.5萬元，產量105萬尾。

［1］王秘學，葉俊榮.陸水水庫除險加固設計［J］.中國水利，2008(20):73-76.

TV697.3

B

1007-7596(2014)05-0272-02

2013-11-29

李威(1987-)，女，黑龍江慶安人，助理工程師;劉盈盈(1982-)，女，黑龍江哈爾濱人，助理工程師。