馬樓水庫(kù)除險(xiǎn)加固總體方案比選

【摘要】根據(jù)調(diào)洪演算的結(jié)果，馬樓水庫(kù)按現(xiàn)有壩高和基本保持泄洪閘現(xiàn)有泄洪能力的情況下，在正?；蚍浅＿\(yùn)用情況下，水庫(kù)50年一遇設(shè)計(jì)洪水位為57.40m，200年一遇校核洪水位為58.17m，均高于水庫(kù)主壩現(xiàn)狀允許最高靜庫(kù)水位，因此防洪安全不能滿足要求。文章就馬樓水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程擬采用的4種除險(xiǎn)加固方案按泄洪閘建設(shè)規(guī)模、泄洪閘工程位置等方面進(jìn)行比選，從中選出最優(yōu)方案，為類似工程提供參考。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；方案比選

0、項(xiàng)目概況

馬樓水庫(kù)位于河南省商丘市虞城縣賈寨鎮(zhèn)東北部約6km的黃河故道上，地理位置在東經(jīng)115°45′～115°49′，北緯34°33′～34°35′之間，是一座以灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐。水庫(kù)控制流域面積1155km2（其中鄭閣水庫(kù)以下區(qū)間面積570km2），興利水位55.00m，興利庫(kù)容1100萬(wàn)m3，水庫(kù)死水位51.50m，死庫(kù)容為30萬(wàn)m3。水庫(kù)原設(shè)計(jì)洪水為20年一遇，校核洪水為50年一遇。

多年來(lái)水庫(kù)一直帶病運(yùn)行，主壩、副壩、泄洪閘均存在著不同的安全隱患，同時(shí)馬樓水庫(kù)又是商丘市引黃的重要調(diào)蓄工程，由于種種原因，水庫(kù)未能達(dá)到正常使用要求，且一直處于低水位運(yùn)行狀態(tài)，有效庫(kù)容未得到利用。2010年12月經(jīng)商丘市水利局鑒定、2011年5月經(jīng)水利部大壩安全管理中心核查，水庫(kù)安全鑒定為三類壩，屬病險(xiǎn)水庫(kù)，急需進(jìn)行除險(xiǎn)加固，徹底解決水庫(kù)的安全隱患。

1、擬定方案

按保持現(xiàn)有壩高不變的情況下，通過不同孔徑的調(diào)洪演算，泄洪閘閘孔凈寬增加到64m后，50年一遇設(shè)計(jì)洪水位為56.20m，200年一遇校核洪水位為56.79m，能滿足《防洪標(biāo)準(zhǔn)》要求；按基本保持泄洪閘現(xiàn)有規(guī)模（閘孔總凈寬40m）的情況下，通過調(diào)洪演算，50年一遇設(shè)計(jì)洪水位為57.40m，200年一遇校核洪水位為58.17m，主壩壩頂高程由58.50m增加至59.50m，能滿足《防洪標(biāo)準(zhǔn)》要求?，F(xiàn)擬采用四種除險(xiǎn)加固方案進(jìn)行比選，按泄洪閘建設(shè)規(guī)模、泄洪閘工程位置等方面比選，從中選出最優(yōu)方案。

1.1 方案一

在原閘址基本按原有規(guī)模拆除重建泄洪閘，重建泄洪閘閘孔凈寬總40m，主壩壩頂高程增加至59.50m，同時(shí)封堵主壩水毀缺口。

1.2 方案二

在主壩樁號(hào)0+750位置基本按原有規(guī)模重建泄洪閘，重建泄洪閘閘孔總凈寬40m，主壩壩頂高程增加至59.50 m，同時(shí)封堵主壩水毀缺口。

1.3 方案三

保持現(xiàn)有主、副壩壩高不變，在原閘址擴(kuò)大重建泄洪閘規(guī)模，重建泄洪閘閘孔總凈寬64m，同時(shí)封堵主壩水毀缺口。

1.4 方案四

保持現(xiàn)有主、副壩壩高不變，在主壩樁號(hào)0+750位置擴(kuò)大重建泄洪閘規(guī)模，重建泄洪閘閘孔總凈寬64m，同時(shí)封堵主壩水毀缺口。

2、投資比較

根據(jù)以上四種方案計(jì)算主要工程量，工程量相同部分不考慮，對(duì)不同方案進(jìn)行投資比較。先按泄洪閘規(guī)模相同，工程位置不同即方案一和方案二、方案三和方案四進(jìn)行投資比較，各選出一個(gè)較優(yōu)方案，結(jié)果見表1、2；再根據(jù)以上所選兩個(gè)方案，即方案二和方案四進(jìn)行投資比較，見表3。

3、4種方案的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 按泄洪閘原規(guī)模不變，工程位置比較

3.1.1 方案一，在原址重建泄洪閘

優(yōu)點(diǎn)：工程挖填土方量及砼量相對(duì)較小，工程投資相對(duì)較小。缺點(diǎn)：水庫(kù)最高洪水位58.17m，現(xiàn)有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加，且溢洪道在山東境內(nèi)，距管理所較遠(yuǎn)，由河南管理有諸多不便。

3.1.2 方案二，在主壩樁號(hào)0+750位置重建泄洪閘

優(yōu)點(diǎn)：溢洪道在河南虞城境內(nèi)，距管理所較近，便于管理。缺點(diǎn)：水庫(kù)最高洪水位58.17m，現(xiàn)有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加，且工程挖填土方量及砼量較大，工程投資相對(duì)偏大，較方案一偏大70.65萬(wàn)元。

3.1.3 比較結(jié)論

泄洪閘按原規(guī)模修建，水庫(kù)最高洪水位58.17m，現(xiàn)有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加。經(jīng)比較，雖然溢洪道在河南境內(nèi)投資有所增加，但相差不大，應(yīng)虞城縣水務(wù)局要求并結(jié)合河南省虞城縣政府與山東單縣政府簽署的相關(guān)協(xié)議，從工程管理方面考慮，方案二相對(duì)較合理一些。

3.2 按擴(kuò)大泄洪閘規(guī)模，工程位置比較

3.2.1 方案三，在原址重建并擴(kuò)大泄洪閘規(guī)模

優(yōu)點(diǎn)：水庫(kù)最高洪水位56.79m，現(xiàn)有主壩壩頂高程滿足要求；工程挖填土方量及砼量相對(duì)較小，工程投資相對(duì)較小。缺點(diǎn)：溢洪道在山東境內(nèi)，距管理所較遠(yuǎn)，電力線路相對(duì)較長(zhǎng)，由河南管理有諸多不便。

3.2.2 方案四，在主壩樁號(hào)0+750位置重建并擴(kuò)大泄洪閘規(guī)模

優(yōu)點(diǎn)：水庫(kù)最高洪水位56.79m，現(xiàn)有主壩壩頂高程滿足要求；溢洪道在河南虞城境內(nèi)，距管理所較近，便于管理。缺點(diǎn)：工程挖填土方量及砼量較大，工程投資相對(duì)偏大，較方案三偏大124.24萬(wàn)元。

3.2.3 比較結(jié)論

擴(kuò)大泄洪閘規(guī)模，水庫(kù)最高洪水位56.79m，現(xiàn)有主壩壩頂高程滿足要求，不增加水庫(kù)淹沒范圍。經(jīng)比較，雖然溢洪道在河南境內(nèi)投資有所增加，但相差不大，從工程管理方面考慮，方案四相對(duì)較合理一些。

3.3 對(duì)方案二和方案四即在主壩0+750位置建泄洪閘，對(duì)不同規(guī)模泄洪閘進(jìn)行比較

3.3.1 方案二，按原規(guī)模重建泄洪閘

優(yōu)點(diǎn)：泄洪閘投資少，現(xiàn)有泄洪閘不擴(kuò)寬。缺點(diǎn)：水庫(kù)最高洪水位58.17m，現(xiàn)有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加；馬樓水庫(kù)為平原型水庫(kù)，大壩需與兩岸地形自然連接，形成封閉庫(kù)區(qū)，增加主壩壩頂高程，勢(shì)必增加險(xiǎn)工段土方工程量，否則洪水期將會(huì)淹沒原有庫(kù)區(qū)兩岸鄉(xiāng)村，給當(dāng)?shù)厝罕妿?lái)生命及財(cái)產(chǎn)損失；增加壩頂高程，增加了大壩安全隱患，而黃河故道灘地高于堤外地面8 ～10m，一旦失事，后果不堪設(shè)想；方案二投資較方案四偏大742.80萬(wàn)元，庫(kù)區(qū)淹沒給當(dāng)?shù)厝罕妿?lái)的生命及財(cái)產(chǎn)損失無(wú)法估計(jì)。

3.3.2 方案四，按擴(kuò)大規(guī)模重建泄洪閘

優(yōu)點(diǎn)：水庫(kù)最高洪水位56.79m，現(xiàn)有主壩壩頂高程滿足要求；工程投資較小，水庫(kù)除險(xiǎn)加固后不影響兩岸群眾的生活及生產(chǎn)，洪水期不增加淹沒損失。缺點(diǎn)：泄洪閘投資大，管理工作增加，泄洪閘需擴(kuò)寬。

4、結(jié)論

建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)功能和采用合理先進(jìn)技術(shù)的條件下，盡可能降低投入，除考慮一次性建設(shè)投資的比選，還應(yīng)考慮項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)過程中的費(fèi)用比選， 根據(jù)以上各方案比較及綜合分析庫(kù)區(qū)周邊各因素關(guān)系，從工程安全、工程投資及管理等多方面綜合系統(tǒng)分析，本次水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程采用方案四。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張國(guó)海（1982-），男（漢族），河南安陽(yáng)人，工程師，碩士，目前主要從事水利工程管理及設(shè)計(jì)。