瓦房店市小嶺水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程建設(shè)探究

蘇艷宇

(遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，沈陽(yáng)110166)

1 概 況

1.1 自然概況

小嶺水庫(kù)位于瓦房店市李官鎮(zhèn)榆樹(shù)房村，地理位置為E122°02'，N40°02'，該地區(qū)屬溫帶季風(fēng)性氣候，四季分明，多年平均氣溫9.5 ℃，最高氣溫35 ℃，最低氣溫－27 ℃，凍土層平均厚度0.85 m，多年平均降水量570 mm，降雨多集中在7 ～9月份，多年平均水面蒸發(fā)量1 430 mm。多年平均風(fēng)速4 m/s，最大風(fēng)速25 m/s，多年平均最大風(fēng)速14.4 m/s。小嶺水庫(kù)位于浮渡河支流，系第IV 水文分區(qū)，流域面積F= 0.7 km2，河道長(zhǎng) L = 0.882 km，河道比 降J=48.4‰。

1.2 工程概況

小嶺水庫(kù)是一座集防洪、灌溉于一體的小(2)型水庫(kù)。該水庫(kù)始建于1975年，壩址以上集雨面積0.7 km2，河道長(zhǎng)0.882 km，最大庫(kù)容為10.4 萬(wàn)m3。水庫(kù)樞紐工程由攔河壩、溢洪道、輸水洞三大建筑物構(gòu)成。水庫(kù)現(xiàn)壩頂平均高程10.5 m，壩長(zhǎng)110 m，最大壩高10 m，壩頂寬3 m，大壩迎水坡比為1∶2.2，塊石護(hù)坡，背水坡比為1∶2.0，草皮護(hù)坡，背水坡無(wú)貼坡排水，水庫(kù)大壩為黏土心墻壩。溢洪道位于大壩左側(cè)，型式為正槽開(kāi)敞式，底高程8.0 m，凈寬11．5 m，兩側(cè)無(wú)襯砌，末端無(wú)消能防沖設(shè)施。輸水洞位于大壩的右側(cè)，型式為壩下埋管，進(jìn)口底高程為4.3 m，進(jìn)出口之間坡度為1/100，洞長(zhǎng)45.0 m，洞徑為φ150，壩后閥門。水庫(kù)建于“文化大革命”期間，屬于“三無(wú)”水庫(kù)，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行已經(jīng)是病險(xiǎn)水庫(kù)，亟待對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

2 大壩安全鑒定

2007年6月，由瓦房店市水利局組織專家組對(duì)《小嶺水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告》進(jìn)行審查，根據(jù)水利部《水庫(kù)大壩安全鑒定辦法》和《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》，從防洪能力、大壩結(jié)構(gòu)、大壩滲流、輸泄建筑物、運(yùn)行管理5個(gè)方面進(jìn)行安全評(píng)估。

評(píng)估結(jié)論如下:小嶺水庫(kù)屬小(2)型水庫(kù)，大壩防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇、校核標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇。水庫(kù)大壩上、下游壩坡較陡，達(dá)不到抗滑穩(wěn)定要求;迎水坡護(hù)坡石塊徑較小，殘缺不全，起不到護(hù)坡作用，下游無(wú)排水體;溢洪道兩側(cè)無(wú)襯砌，末端無(wú)消能防沖設(shè)施;大壩無(wú)管護(hù)設(shè)施，交通條件差。根據(jù)大壩安全分類標(biāo)準(zhǔn)，綜合評(píng)定小嶺水庫(kù)大壩為三類壩。

專家組同時(shí)建議采取下列除險(xiǎn)加固措施:對(duì)大壩進(jìn)行削坡、培厚處理;翻修迎水坡護(hù)坡石，增加下游排水體;對(duì)溢洪道襯砌，并增加消能防沖設(shè)施;增設(shè)大壩管理房;新修水庫(kù)防汛路、交通路1.0 km。

3 除險(xiǎn)加固必要性

小嶺水庫(kù)的功能是以灌溉為主，兼有下游農(nóng)田和村鎮(zhèn)的防洪，水庫(kù)下游涉及13.33 hm2，果樹(shù)、6.67 hm2，旱田的灌溉用水以及供紅磚廠用水1.5 萬(wàn)m3。由于春耕時(shí)節(jié)干旱少雨，旱情嚴(yán)重，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)影響極大，產(chǎn)量低且不穩(wěn)定。加之大壩病害嚴(yán)重，水利工程未配套完善，目前僅能灌溉3.33 m2，水庫(kù)的工程效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)。也給紅磚廠的用水造成了很大困難。水庫(kù)下游涉及到一個(gè)村屯，水庫(kù)一旦失事，將直接威脅下游350 口人的生命財(cái)產(chǎn)安全。水庫(kù)除險(xiǎn)加固后，將消除工程隱患，可保證下游的灌溉用水和生產(chǎn)用水;同時(shí)將改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，為本地區(qū)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整起到積極的促進(jìn)作用，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，進(jìn)一步優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化區(qū)域布局，全面提高農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)和效益奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［1］。因此，大壩、溢洪道存在嚴(yán)重隱患，水庫(kù)不僅不能夠很好的發(fā)揮效益，反而時(shí)刻威脅下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以水庫(kù)除險(xiǎn)加固迫在眉睫。

4 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

4.1 基本資料復(fù)核

流域內(nèi)無(wú)水文站，按無(wú)資料地區(qū)降雨和徑流查《遼寧省水資源》，設(shè)計(jì)洪水根據(jù)1998年《遼寧省中小河流(無(wú)資料地區(qū))設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》，采用集水面積＜300 km2的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法。地形圖為遼寧省測(cè)繪局出版的1∶10 000地形圖。

4.2 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

流域內(nèi)無(wú)水文站，按無(wú)資料地區(qū)降雨和徑流查《遼寧省水資源》，設(shè)計(jì)洪水根據(jù)1998年《遼寧省中小河流(無(wú)資料地區(qū))設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》，采用集水面積小于300 平方公里的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算，成果見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)洪水成果表

5 工程地質(zhì)分析

5.1 區(qū)域地質(zhì)

區(qū)域所在的地質(zhì)單元屬于華北地臺(tái)膠遼古陸遼東臺(tái)隆復(fù)州～大連臺(tái)陷，地貌單元屬于遼東半島千山山脈西南延伸部分。巖性主要為長(zhǎng)石石英砂巖。

5.2 庫(kù)區(qū)與壩址地質(zhì)

庫(kù)區(qū)以丘陵及殘丘及沖溝微地貌為特征。庫(kù)區(qū)地層巖性以震旦系及第四紀(jì)地層為主，震旦系以長(zhǎng)石石英砂巖地層為主，第四紀(jì)分布在丘間沖積～坡洪積谷地或坡地上，以粉質(zhì)黏土混礫石層為主。

5.3 抗震設(shè)防

按《水工建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL5073—2000)，《中國(guó)地震動(dòng)區(qū)劃圖》(GB18306—2001)規(guī)定，壩區(qū)所在地區(qū)地震烈度為7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15 g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。

5.4 工程地質(zhì)條件

庫(kù)區(qū)內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)陡坡或危崖，沒(méi)有滑塌及危石脫落現(xiàn)象，庫(kù)區(qū)范圍很小，溝谷較短，沒(méi)有泥石流等不良地質(zhì)作用的條件。

根據(jù)壩基鉆探揭露的地層，自上而下描述如下:

1)第四紀(jì)地層(Q):黏土心墻，頂部砂殼厚度1.0 m。揭露層厚10.0 m。

2)長(zhǎng)石砂巖:紫紅色～暗紅色，含礫，層狀～中厚層狀，屬于震旦紀(jì)永寧組地層，分布在庫(kù)區(qū)壩基及兩壩肩部位。巖石層豎向描述如下:①?gòu)?qiáng)風(fēng)化:巖石呈紫紅～紅褐色，巖心破碎狀及短柱狀，裂隙極發(fā)育，質(zhì)軟，層厚0.5 ～1.5 m;②中風(fēng)化:紫色，巖心呈短柱及長(zhǎng)柱狀，層段巖層相對(duì)完整，裂隙面可見(jiàn)水銹或風(fēng)化面，巖塊新鮮，揭露厚度4.0 m;③微風(fēng)化:紫色，巖芯長(zhǎng)柱狀，裂隙不發(fā)育，完整，少量裂隙面可見(jiàn)褐色鐵猛質(zhì)及藍(lán)綠色熱液綠泥石膠結(jié)物，揭露厚度5m。大壩基礎(chǔ)開(kāi)挖到弱風(fēng)化巖，處理較好。

6 工程布置及建筑物

6.1 工程等別及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

小嶺水庫(kù)最大庫(kù)容為10.4 萬(wàn)m3。根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)(GB50201—94)中工程等別和級(jí)別劃分，小嶺水庫(kù)工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級(jí)別為5 級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5 級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行SL252—2000，按10 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，50 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。

6.2 工程布置及主要建筑物

本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)主要是大壩、溢洪道及附屬建筑物。小嶺水庫(kù)壩頂平均高程10.5 m，壩長(zhǎng)110 m，最大壩高10 m，壩頂寬3m，壩體防滲體為黏土心墻。溢洪道位于大壩左側(cè)，型式為正槽開(kāi)敞式，底高程8.0 m，凈寬11．5 m，兩側(cè)無(wú)襯砌，末端無(wú)消能防沖設(shè)施。輸水洞位于大壩右側(cè)，型式為壩下埋管，進(jìn)口底高程為4.3 m，總長(zhǎng)45.0 m，內(nèi)徑為0.15 m混凝土圓管，采用壩后式閘閥放水灌溉兼泄洪。

7 環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)分析

小嶺水庫(kù)的功能以灌溉為主，兼有下游農(nóng)田和村屯防洪。庫(kù)區(qū)周圍植被及生態(tài)環(huán)境保護(hù)較差，屬輕度水土流失區(qū)，本工程整治水土流失的有效措施是林草措施與工程措施相結(jié)合，根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行植樹(shù)種草，并同水保措施相協(xié)調(diào)，搞好工程環(huán)境的綠化工作。此次除險(xiǎn)加固施工，對(duì)區(qū)域生態(tài)影響甚微，水質(zhì)不會(huì)受到影響。除險(xiǎn)加固后，水庫(kù)將正常發(fā)揮其應(yīng)有的效益，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益都是十分有利的。

8 施工組織與工程管理

為了確保水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程按期保質(zhì)保量完成任務(wù)，要求成立以瓦市水利局為項(xiàng)目法人，通過(guò)招標(biāo)選擇專業(yè)施工隊(duì)承擔(dān)施工任務(wù)，由瓦市水利局工程管理科負(fù)責(zé)質(zhì)量監(jiān)督和技術(shù)指導(dǎo)工作，嚴(yán)格按著設(shè)計(jì)要求及水工規(guī)范進(jìn)行施工和施工組織設(shè)計(jì)施工。

小嶺水庫(kù)由李官鎮(zhèn)水利站管理，主要設(shè)施包給村里看護(hù)，工程調(diào)度運(yùn)用在水利局防汛辦指導(dǎo)進(jìn)行工作，為了確保大壩安全，水庫(kù)實(shí)行了嚴(yán)格詳細(xì)的防洪調(diào)度，總的調(diào)度原則為:在汛期實(shí)行“以泄為主”，在非汛期實(shí)行限制水位下蓄水，汛期限制水位為8.0 m。

9 工程投資

工程總投資99.50 萬(wàn)元。其中建安工程費(fèi)79.69 萬(wàn)元，機(jī)電設(shè)備及安裝工程0.8 萬(wàn)元，臨時(shí)工程費(fèi)6.49 萬(wàn)元，獨(dú)立費(fèi)用12.53 萬(wàn)元。

10 結(jié) 語(yǔ)

小嶺水庫(kù)除險(xiǎn)加固后，將消除工程隱患，可保證下游的灌溉用水和生產(chǎn)用水;同時(shí)將改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，為本地區(qū)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整起到積極的促進(jìn)作用，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，進(jìn)一步優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化區(qū)域布局，全面提高農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)和效益奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，對(duì)小嶺水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固是十分迫切和必要的。

［1］洋廣. 談小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程措施［J］. 廣東科技，2007(12):54－55.