淺談新疆紅雁池水庫(kù)工程的除險(xiǎn)加固

葛文輝

（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局頂山管理處二站 新疆 福海 836403）

1 水庫(kù)工程概況

新疆紅雁池水庫(kù)位于烏魯木齊市南郊6km處，是新中國(guó)成立前新疆第一座中型灌入水庫(kù)。解放前夕僅能蓄水1000萬(wàn)m3，灌溉面積也僅有0.4萬(wàn)hm2。紅雁池水庫(kù)距新疆首府烏魯木齊市區(qū)較近，寬敞的水面，附近優(yōu)質(zhì)的礦泉水，為烏魯木齊市居民生活提供了良好的水源和優(yōu)美的環(huán)境，是城市居民旅游的好場(chǎng)所。

解放后，為了解決烏魯木齊河下游地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水問(wèn)題，改建并擴(kuò)建了該水庫(kù)及輸水涵洞。紅雁池水庫(kù)設(shè)計(jì)庫(kù)容為5300萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)最高蓄水位1005.23m，興利庫(kù)容4500萬(wàn)m3，死庫(kù)容700萬(wàn)m3，死水位986.0m。水庫(kù)的集水面積2605km2，由于水庫(kù)還擔(dān)負(fù)烏魯木齊市防洪重任，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為10000年一遇，水庫(kù)最大水深31m，最大水面面積4km2，壩頂高程1008.22m，水庫(kù)設(shè)計(jì)抗震烈度為7度。水庫(kù)工程主要包括引水渠及引洪隧洞、土壩、泄水閘三部分。

1.1 引水渠與引洪隧洞

引水渠自烏拉泊水庫(kù)放水渠引水，全長(zhǎng)5580m，后接引洪隧洞長(zhǎng)743m，設(shè)計(jì)引水流量為65m3/s。

1.2 土壩

土壩位于水庫(kù)西北部，壩長(zhǎng)440m，最大壩高22m，壩型為剛性心墻均質(zhì)土壩，壩頂寬7m，上游壩坡為1∶3～1∶6，防浪護(hù)坡采用漿砌石隔中嵌片石，下鋪反濾層。壩中心筑有代水泥砌石心墻，下至基巖。下游壩坡為1∶4，當(dāng)時(shí)填筑土方約為20萬(wàn)m3。

副壩位于水庫(kù)西南角，全長(zhǎng)239m，壩高5.8m，頂高5m，頂寬5m，填土1.5萬(wàn)m3。

1.3 泄水閘

位于主壩中心，基礎(chǔ)在巖石上，設(shè)計(jì)泄水流量為10m3/s。閘門為鑄鐵、圓筒式閘門，閘井主要用代水泥漿砌塊石筑成，啟閉設(shè)備采用20t人力螺桿式啟閉機(jī)，并設(shè)有電動(dòng)小閘門，以備水庫(kù)低水位時(shí)開啟使用。閘后放水涵洞全長(zhǎng)175m，其中24m分別采用直徑為1.1m、1.95m、1.3m鑄鐵管護(hù)壁，其它采用漿砌條石，現(xiàn)澆混凝土筑成，洞型為圓管馬蹄混合型。

1.4 水庫(kù)工程效益

該水庫(kù)是一個(gè)綜合性水庫(kù)，是一座以防洪灌溉、工業(yè)供水為主兼有漁業(yè)等綜合運(yùn)用的中型水利工程，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（1）防洪?？烧{(diào)蓄洪水3000萬(wàn)m3，與烏拉泊水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用，可以使新疆首府烏魯木齊市抵御50年一遇洪水不向老河道泄洪。

（2）與烏拉泊水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用，可年調(diào)節(jié)烏魯木齊河水量1.7億m3，灌溉和平渠灌區(qū)3.067hm2土地，為保證下游農(nóng)業(yè)灌溉用水作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。此外還為城市提供生活、綠化、工業(yè)等用水。

（3）工業(yè)供水。為已建成的30萬(wàn)kW的紅雁池火力發(fā)電廠提供天然冷卻水，年供循環(huán)水2.5億m3，消耗水2000萬(wàn)m3，保證了電廠正常發(fā)電，并為新增機(jī)組及新建電源提供了用水的可靠保證。

（4）水產(chǎn)。水庫(kù)最小水面166.67hm2，養(yǎng)殖水面200hm2。1970年代以來(lái)，水庫(kù)管理站陸續(xù)向水庫(kù)投放魚苗，1985年以來(lái)與水產(chǎn)公司共同每年投放魚苗30萬(wàn)尾。水庫(kù)捕魚量也大大增加，平均單產(chǎn)鮮魚1000.5kg/hm2。水庫(kù)管理處利用電廠循環(huán)水的余熱，建成2.67hm2的溫流水養(yǎng)魚廠一座，解決了當(dāng)時(shí)烏魯木齊市居民吃魚難，吃鮮魚更難的問(wèn)題。

2 水庫(kù)除險(xiǎn)加固

2.1 除險(xiǎn)加固措施

水庫(kù)工程建設(shè)期間，新疆還不能生產(chǎn)水泥，為了保證工程質(zhì)量，當(dāng)時(shí)水利局設(shè)計(jì)采用了代水泥，即用石灰與輕燒過(guò)的磚磨成粉按2∶3的比例拌合而成，大壩的中心隔墻及壩坡“田”字護(hù)坡隔墻均采用代水泥砌成，時(shí)隔60多年，大壩除險(xiǎn)加固期間開挖的探坑中發(fā)現(xiàn)漿砌石代水泥仍很堅(jiān)硬，與混凝土不同之點(diǎn)是顏色呈桔紅色。這種代水泥技術(shù)的采用，為當(dāng)時(shí)工程保質(zhì)保量地建成作出了不可磨滅的功績(jī)。

該水庫(kù)建成60多年了，在多年的管理運(yùn)行期間，曾對(duì)閘房、閘門及小閘門啟閉設(shè)施等進(jìn)行過(guò)改造維修。由于50年代初施工條件差，大壩施工期間有凍土上壩情況，且壩體土層碾壓也未達(dá)到要求，以致造成主壩部分地方沉陷達(dá)30cm左右，加之紅雁池電廠修建時(shí)放炮震動(dòng)等外來(lái)不良因素，壩基、壩體及放水涵洞存在著滲漏、變形、不穩(wěn)定的因素。為了消除水庫(kù)存在的影響安全運(yùn)行的各種隱患，采用高壓噴射灌漿構(gòu)筑防滲墻技術(shù)及劈裂灌漿技術(shù)，對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行了除險(xiǎn)加固。

除險(xiǎn)加固工程主要分三個(gè)部分：

（1）土壩沿壩軸線上游1m處進(jìn)行高壓噴射灌漿構(gòu)筑防滲墻，以保證壩基、壩體的滲透穩(wěn)定；

（2）沿壩軸線劈裂灌漿形成垂直、連續(xù)、完整的漿體防滲帷幕，提高壩體密實(shí)和土體干容重，加速壩體沉陷固結(jié)，改善壩體穩(wěn)定狀況，以消除壩體隱患，上、下游壩肩進(jìn)行充填灌漿，以使壩體各部位充填密實(shí)，減少不均勻沉陷；

（3）放水洞充填灌漿，解決涵洞的嚴(yán)重滲漏，增強(qiáng)放水涵洞的強(qiáng)度。

2.2 除險(xiǎn)加固工程成效

灌漿加固結(jié)束，高壓噴射灌漿完成壩長(zhǎng)417m，構(gòu)筑防滲墻5714.46m2；劈裂灌漿完成壩長(zhǎng)410m，構(gòu)筑防滲帷幕4865m2；放水涵洞灌漿防滲完成洞長(zhǎng)208m?？偤乃?818t，總耗干土1243.39t。該工程質(zhì)量符合《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》及設(shè)計(jì)規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了預(yù)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：

（1）高壓噴射灌漿構(gòu)筑防滲墻，滲透系數(shù)由10-5cm/s降至10-8cm/s，壩后浸潤(rùn)線，測(cè)壓管水位降低0.76m，施工質(zhì)量較好；

（2）壩體劈裂灌漿及上下游壩肩充填灌漿后已形成基本連續(xù)的縱向防滲帷幕，其厚度有0.5cm～2.5cm，達(dá)到了一定的防滲作用；

（3）放水涵洞內(nèi)壁陰濕面大大減少，射流基本消失，吸水率由0.1L/（min·m·n）減至10-4L/（min·m·n）。

該水庫(kù)除險(xiǎn)加固后取得了顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益，竣工后水庫(kù)安全蓄水庫(kù)容由4500m3增到5000m3。平均新增單方庫(kù)容投資僅0.18元，可較當(dāng)時(shí)新修山區(qū)水庫(kù)節(jié)約投資400萬(wàn)元。除險(xiǎn)加固后可充分發(fā)揮水庫(kù)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，有利于灌溉、發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展，可增加調(diào)洪庫(kù)容500m3，提高水庫(kù)大壩的防滲能力與抗震穩(wěn)定性。

3 對(duì)水庫(kù)建設(shè)運(yùn)行管理的幾點(diǎn)建議

水庫(kù)建成60年來(lái)，在此期間進(jìn)行過(guò)多次加固與維修，水庫(kù)運(yùn)行良好，工程效益已達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的防洪、灌溉、發(fā)電、供水等綜合效益。但該水庫(kù)畢竟是在解放初期建成，當(dāng)時(shí)施工設(shè)備不完善，材料短缺，技術(shù)比較落后等等，水庫(kù)本身還存在一些需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題：

（1）閘井井壁滲水，護(hù)壁鑄鐵管銹蝕極為嚴(yán)重，雖經(jīng)灌漿加固，但對(duì)井壁防滲作用不大，應(yīng)進(jìn)一步采取措施進(jìn)行加固處理。

（2）放水涵洞內(nèi)鑄鐵管銹蝕嚴(yán)重，鹽堿腐蝕使混凝土軟化變質(zhì)、勾縫脫落，條石風(fēng)化歷害，還需采取新技術(shù)進(jìn)行防滲防腐蝕。

（3）原有的僅為大壩除險(xiǎn)加固而設(shè)置的沉降位移樁已完成使命，為了確保大壩安全運(yùn)行、精確觀測(cè)壩體的水平及垂直位移，還需要設(shè)置一排符合大壩觀測(cè)規(guī)范要求的沉降位移樁。

（4）現(xiàn)有的測(cè)壓管、浸潤(rùn)線管由于原設(shè)計(jì)及埋設(shè)時(shí)存在一些質(zhì)量問(wèn)題，加之灌漿造成泥漿護(hù)壁，使測(cè)壓管段進(jìn)排水不利，所以測(cè)壓管和浸潤(rùn)線管也應(yīng)重新設(shè)置。

（5）該水庫(kù)修建期間，存在凍土上壩及填土后壓實(shí)質(zhì)量較差的問(wèn)題，加之修建紅雁池電廠時(shí)水下爆破對(duì)壩體的震動(dòng)破壞了原中心隔墻的防滲能力，紅雁池水庫(kù)位于新疆維吾爾自治區(qū)首府烏魯木齊市上游，水庫(kù)抗震裂度應(yīng)按8°設(shè)防，以保證烏魯木齊市百萬(wàn)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此需對(duì)大壩進(jìn)行抗震驗(yàn)算，以防患于未然。

（6）目前水庫(kù)管理日趨現(xiàn)代化，該水庫(kù)在應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)、實(shí)現(xiàn)水庫(kù)管理現(xiàn)代化管理方面進(jìn)展不大，應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，只有采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和措施，利用高效的管理方法，才能使水庫(kù)發(fā)揮更大的綜合效益，在水利管理納入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)軌道的今天，應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)管理現(xiàn)代化顯得更為重要。※