塔山水庫病險原因及除險加固措施分析

王雪鋒 拾景勝 楊二洋

塔山水庫病險原因及除險加固措施分析

王雪鋒 拾景勝 楊二洋

水庫作為重要水利設(shè)施，具有城市供水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供水、防洪、防潮、排澇等多方面效益，在我國經(jīng)濟發(fā)展中起到了重要的作用。隨著水庫的長時間使用，使得水庫或多或少都存在著一些問題，這些問題不但影響著水庫的安全運行和發(fā)揮效益，還會造成嚴重的社會經(jīng)濟損失，影響著人們的生產(chǎn)和生活。因此，需要對病險水庫進行除險加固。

一、工程概況

塔山水庫位于姚塘水庫、六松水庫下游，江蘇省儀征市陳集鎮(zhèn)揚莊村、謝集鄉(xiāng)塔山村之間，龍河上游的塔山?jīng)_，屬長江流域。塔山水庫是蘇北第二大人工湖，始建于1958年，屬于?。á瘢┬退畮?。水庫集水面積9.50km2。干流長度3.00km，干流坡度5.30×10-3。總庫容639.18 萬 m3，其中死庫容 16萬m3，興利庫容340萬m3。溢洪道拆建為總凈寬12.00m的溢洪閘，是一座以防洪為主，結(jié)合農(nóng)業(yè)灌溉、城鎮(zhèn)供水、水力發(fā)電與水產(chǎn)養(yǎng)殖等多功能的水利樞紐。

該庫主體建筑物有：大壩1座、溢洪閘1座、灌溉引水涵洞1座、補水涵洞1座。永久建筑物為4級水工建筑物，相應(yīng)大壩洪水復(fù)核標準采用30年一遇洪水設(shè)計，500年一遇洪水校核。

二、塔山水庫病險成因分析

1.實地勘測不足和設(shè)計不嚴謹

塔山水庫修建于20世紀50年代末，在當時特殊的歷史背景之下，缺少具有相關(guān)專業(yè)素養(yǎng)的人員進行水庫工程設(shè)計前的實地勘測。水庫工程設(shè)計時沒有對當?shù)氐乃臍夂驐l件進行詳細的分析，設(shè)計和實地勘測未有效地結(jié)合，有可能造成設(shè)計不達標。另外限于當時的經(jīng)濟和社會條件，缺乏科學(xué)合理的施工方法，往往在施工過程中為適應(yīng)條件而不斷更改設(shè)計方案，這樣就會對水庫工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。

2.施工質(zhì)量不高

塔山水庫建于1958年，建設(shè)年代較早，受當時技術(shù)、資金等條件的限制，水庫標準低，工藝落后。而且經(jīng)過多年的運行，水庫的質(zhì)量已經(jīng)大幅下降，存在嚴重的安全隱患，需要對其進行除險加固。

3.管理體制不完善

塔山水庫運行前期，管理制度不完善，管理體制不健全，影響了水庫的安全運行。由于資金有限，缺少專業(yè)的管理人員，通常管理人員專業(yè)素養(yǎng)不高，管理人員隊伍質(zhì)量不高，影響了水庫的管理水平。

4.維修養(yǎng)護不到位

水庫工程的安全運行不僅僅與施工質(zhì)量有關(guān)，后期的維修養(yǎng)護也至關(guān)重要，因為水庫工程自身的特殊性，部分水下工程長期受到各種水力因素的制約，會對壩體造成嚴重的損毀，所以需要定期進行維修檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時修復(fù)。但是，在水庫運行多年后，由于資金投入不足，相應(yīng)的配套設(shè)施不完善，沒有得到及時的更換和補充，維修養(yǎng)護工作未能得到持續(xù)有效投入，導(dǎo)致水庫病害增多。

三、病險水庫除險加固的必要性

1.病險水庫加固是保證防洪安全的主要任務(wù)之一

水庫作為防洪體系中的控制性建筑物，在洪水調(diào)度和確保防洪安全中起到了重要作用。由于種種歷史原因，加上老化失修，水庫一旦成為病險水庫，在汛期到來時，不能正常運行，不能按防汛調(diào)度要求適時攔蓄或排泄洪澇水，從而延誤時機，影響水庫防洪排澇效益的發(fā)揮；特別是出現(xiàn)潰壩等險情時，直接對水庫下游人民的生產(chǎn)財產(chǎn)安全構(gòu)成了重大危脅。因此，對病險水庫進行除險加固是提高防洪安全能力、確保防洪安全的首要任務(wù)。

2.病險水庫加固是確保興利作用發(fā)揮的必要措施

水庫兼具防洪、排澇與灌溉、供水、發(fā)電、航運等多重功效，是保障國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。病險水庫帶病運行，就不能很好地發(fā)揮徑流調(diào)節(jié)作用，會造成城市生活用水供給不足，影響人民的正常生活；對農(nóng)田灌溉會發(fā)生攔不住水或引不到水的現(xiàn)象等。因此，對病險水庫進行除險加固是確保興利作用發(fā)揮的必要措施。

3.病險水庫加固是建筑物自身安全運行的需要

水庫的主要作用是防洪、興利等。但由于病險的存在，嚴重威脅到水庫自身的安全運行，更別說發(fā)揮水庫興利除害的作用。因此對水庫進行除險加固也是建筑物自身安全運行的需要。

四、塔山水庫除險加固工程設(shè)計

1.溢洪閘拆建

采用C25鋼筋混凝土U型結(jié)構(gòu)，共3孔，單孔凈寬4.00m，總凈寬12.00m，閘室底板厚0.70m、面高程23.00m；閘后要求回填土壓實度＞0.94。閘室順水流向長10.00m，上游側(cè)設(shè)寬3.60m的工作橋，工作橋橋面高程29.70m；上游側(cè)設(shè)總寬5.10m的交通橋，橋面高程28.00m，交通橋設(shè)計荷載標準為公路－Ⅱ級。閘門為4.00m×2.00m鋼閘門，采用2×50kN手電兩用螺桿啟閉機啟閉，門頂高程25.00m。上下游翼墻均為重力式漿砌塊石墻。

2.新建輸水涵洞

新建輸水涵洞為C25鋼筋混凝土箱涵，洞身斷面0.80m×1.00m，涵底高程20.30m，洞身長約46.00m。進水口設(shè)C25鋼筋混凝土豎井，采用0.80m×1.00m鑄鐵閘門控制，閘門采用50kN手搖桿啟閉機啟閉。進、出水口均為C25鋼筋混凝土“U”型墻。

3.新建補水涵洞

新建補水涵洞為C25鋼筋混凝土箱涵，洞身斷面2.00m×2.00m，涵底高程22.75m，洞身長20.00m。進水口設(shè)C25鋼筋混凝土豎井，采用2.00m×2.00m鑄鐵閘門控制，閘門采用80kN手搖桿啟閉機啟閉。進、出水口均為C25鋼筋混凝土“U”型墻。

4.壩身加固

在 K0+040～K0+340、K0+680～K0+840壩身背水坡戧臺、壩腳分別設(shè)凈斷面尺寸為0.30m×0.50m的混凝土集水溝、0.60m×0.80m的M10漿砌石集水溝，近壩身側(cè)墻設(shè)無砂混凝土排水塊，間距2.00m；背水坡順壩軸線向全壩段每隔50m設(shè)一道導(dǎo)流溝，凈斷面尺寸為0.30m×0.30m（戧臺及以下斷面為0.50m×0.50m），為C20素混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu)。壩身背水坡全線鋪設(shè)草皮護坡。

在 K0+085～0+185、K0+385～0+485段做劈裂灌漿，灌漿孔布置于壩頂迎水側(cè)，單排兩序布孔，一序孔距為5.00m，終孔距為2.50m；一般孔深為伸入壩內(nèi)外坡腳線以下1.00m，孔深11.00m；順壩軸線向總工長200m。

五、結(jié)語

水庫工程建設(shè)在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展以及防洪、發(fā)電等方面發(fā)揮了重要的作用。水庫除險加固是一項復(fù)雜的系統(tǒng)性的工程，需要在水庫除險加固的過程中引起足夠的重視，從水庫除險加固中所面臨的實際問題出發(fā)，采取有針對性的措施，以確保水庫的安全運行，使水庫繼續(xù)發(fā)揮好防洪、興利的作用■

（作者單位：揚州市勘測設(shè)計研究院有限公司 225000 江蘇省淮沭新河管理處223005 江蘇省灌溉總渠管理處 223212）