紅旗水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程管理模式探析

楊 揚(yáng)

(遼寧省盤山縣農(nóng)業(yè)水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 盤錦 124000)

紅旗水庫(kù)坐落于遼寧省盤錦市繞陽(yáng)河上游，是一座以灌溉為主要功能的樞紐工程，年均調(diào)蓄水量3 500萬(wàn) m3，對(duì)確保甜水、胡家兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)15萬(wàn)畝水田灌溉用水以及繞陽(yáng)河水資源調(diào)度發(fā)揮著關(guān)鍵作用。水庫(kù)樞紐由左岸庫(kù)堤、右岸庫(kù)堤、擋水土壩、泄洪閘(深孔閘、新建閘、淺孔閘)、5座出庫(kù)和4座入庫(kù)泵站等構(gòu)成。工程等別為II等，兩岸庫(kù)堤、擋水土壩、泄洪閘等主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，出入庫(kù)泵站級(jí)別為4級(jí)。

水庫(kù)校核和設(shè)計(jì)洪水為100年、20年一遇，校核和設(shè)計(jì)水位7.78 m、6.75 m，對(duì)應(yīng)的泄量為2 906 m3/s、1 794 m3/s，正常蓄水位4.2 m(庫(kù)容1 060.0萬(wàn) m3)，死水位2.7 m(庫(kù)容9.0萬(wàn) m3)。場(chǎng)區(qū)位于遼河三角洲沖積平原，全新統(tǒng)第四系(Q4)海陸交互沉積物構(gòu)成，地貌單一且地勢(shì)起伏較大，最大高差約5.00 m。場(chǎng)地范圍內(nèi)的地表水主要為繞陽(yáng)河河水，地下水類型為第四系孔隙水，主要是大氣降水、河水入滲補(bǔ)給，蒸發(fā)為主要排泄方式，水位隨季節(jié)變化。

1 水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

1.1 必要性分析

紅旗水庫(kù)為盤山縣的主要攔河蓄水灌溉工程和庫(kù)容量最大的蓄水工程，也是解決胡家和甜水15萬(wàn)畝水田泡田、插秧、補(bǔ)水的命脈工程，并對(duì)近年發(fā)展的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、養(yǎng)魚、養(yǎng)蟹等效益非常顯著。張家東站、張家西站、張家站，太平一站為紅旗水庫(kù)的充庫(kù)站，春儲(chǔ)入庫(kù)時(shí)開啟四站，以西繞總干、雙繞總干為輸水干渠，水源為遼河，干旱年份遼河、大遼河聯(lián)合運(yùn)用。4座入庫(kù)泵站設(shè)計(jì)流量34.5 m3/s，聯(lián)合運(yùn)用13～15 d可完成儲(chǔ)庫(kù)。張家站，太平一站同時(shí)兼顧灌溉和排澇的任務(wù)。紅旗站、軍屬站、楊家荒站、大倉(cāng)一站、大倉(cāng)二站為紅旗水庫(kù)的出庫(kù)站，出庫(kù)設(shè)計(jì)流量35.0 m3/s，泡插、補(bǔ)水期，給胡家鎮(zhèn)及大荒鄉(xiāng)供水，同時(shí)兼顧排澇的任務(wù)。

紅旗水庫(kù)的深孔閘和新建閘設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 a，淺孔閘設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)低于20 a，而2000年繞陽(yáng)河整治設(shè)計(jì)已按50 a標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃治理，且水庫(kù)兩側(cè)庫(kù)堤現(xiàn)已修建完成?？梢姡t旗水庫(kù)對(duì)繞陽(yáng)河上游的防洪作用、水庫(kù)灌溉效益以及盤山縣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。根據(jù)水電科學(xué)研究院以及省水利專家組鑒定意見，紅旗水庫(kù)已成為Ⅲ類水庫(kù)，建議盡快采取除險(xiǎn)加固措施。

1.2 存在的問(wèn)題

紅旗水庫(kù)樞紐工程經(jīng)長(zhǎng)期服役運(yùn)行，加之維修管理不善、老化失修已不同程度存在問(wèn)題，主要體現(xiàn)為：

1)壩體

兩側(cè)庫(kù)岸回水范圍內(nèi)無(wú)防浪設(shè)施；土壩迎水坡護(hù)坡?lián)p壞。

2)閘門損壞嚴(yán)重

木閘門腐爛，啟閉機(jī)失靈已達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)；10孔淺孔閘消能設(shè)施破壞、混凝土剝蝕開裂、碳化嚴(yán)重，鋼筋外露銹蝕嚴(yán)重；4孔深孔閘閘門止水效果不好，混凝土閘門強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；35孔新建閘工作橋梁、排架柱大部分產(chǎn)生裂縫，局部混凝土脫落，下游沖刷破壞等，已影響水閘的運(yùn)行安全。

3)泵站老化

8座出、入庫(kù)泵站機(jī)、配電設(shè)備嚴(yán)重老化，且均為國(guó)家淘汰產(chǎn)品，出流量不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致耗能大及運(yùn)行管理費(fèi)用高；此外，由于無(wú)法正常運(yùn)用不能及時(shí)將內(nèi)水排出，將直接影響15萬(wàn)畝稻田的效益，同時(shí)由于稻田內(nèi)養(yǎng)蟹不施用農(nóng)藥，故對(duì)于實(shí)現(xiàn)雙千田、生態(tài)效益以及生產(chǎn)綠色產(chǎn)品有很大的意義。目前，各泵站泵房破損嚴(yán)重，已不能保證運(yùn)行操作人員的安全等，直接影響水庫(kù)的正常蓄水和灌溉配水運(yùn)用[1-3]。

1.3 工程設(shè)計(jì)

1.3.1 兩岸庫(kù)堤及擋水土壩

紅旗水庫(kù)兩岸庫(kù)堤是繞陽(yáng)河大堤的一部分，在2000年繞陽(yáng)河整治工程中，兩岸庫(kù)堤堤頂高程按50 a洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)施，經(jīng)本次復(fù)核現(xiàn)堤頂高程能夠滿足紅旗水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水和校核洪水要求；結(jié)合《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，對(duì)兩岸庫(kù)堤的迎水面需進(jìn)行防風(fēng)浪干砌石護(hù)坡，左岸護(hù)坡長(zhǎng)度7 810 m，右岸護(hù)坡長(zhǎng)度6 333 m，在壩腳設(shè)置防沖刷漿砌石護(hù)腳。

紅旗水庫(kù)擋水土壩總長(zhǎng)1 630 m；加固維修主要是拆除原有破損的漿砌石護(hù)砌及護(hù)腳，在壩體迎水面鋪設(shè)干砌石護(hù)面，壩頂設(shè)漿砌石防浪墻；在壩腳設(shè)置防沖刷漿砌石護(hù)腳。

1.3.2 淺孔閘

重建淺孔閘位于新建閘的右側(cè)，由上游鋪蓋、閘室、消力池、海漫和下游防沖槽組成。閘門為鋼閘門，門高1.7 m，單孔凈寬5.0 m，總泄流寬度25.00 m。

1.3.3 新建閘

新建閘工作橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度經(jīng)復(fù)核滿足規(guī)范要求，但由于工作橋、排架柱結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量較差，混凝土多處脫落，鋼筋暴露銹蝕，故僅對(duì)混凝土保護(hù)層脫落進(jìn)行處理。按原設(shè)計(jì)運(yùn)行要求，新建閘閘下未建消能防沖設(shè)施，但由于實(shí)際運(yùn)行操作的限制，下游河床局部已形成沖坑，本次加固設(shè)計(jì)考慮增建消力池，解決沖刷破壞問(wèn)題；經(jīng)水力計(jì)算，水躍發(fā)生在原20 m長(zhǎng)的橡膠壩底板內(nèi)，由于原橡膠壩底板結(jié)構(gòu)性能良好，為簡(jiǎn)化施工，節(jié)省工程投資，本次消能防沖設(shè)計(jì)擬在下游混凝土護(hù)坦末端增設(shè)漿砌石海漫和防沖槽[4，5]。

地質(zhì)勘探資料表明，閘室底部粉土基礎(chǔ)未發(fā)現(xiàn)明顯液化特征，但閘底板持力層在庫(kù)區(qū)一側(cè)下方存在軟弱層，有沉降不均可能造成27～32孔閘室沉降。閘室穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算中，對(duì)新建閘個(gè)別閘段(27#～32#)的不均勻沉降進(jìn)行了重點(diǎn)復(fù)核，閘體完建期和正常運(yùn)用期基礎(chǔ)壓應(yīng)力均小于地基容許承載力值。但為防止此段閘體不均勻沉降進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)已發(fā)生沉降部分(27～32孔)閘底板基礎(chǔ)進(jìn)行旋噴加固處理。

1.3.4 深孔閘

深孔閘工作橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度經(jīng)復(fù)核滿足規(guī)范要求，但由于工作橋、排架柱結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量較差，混凝土多處脫落，鋼筋暴露銹蝕，故僅對(duì)混凝土保護(hù)層脫落進(jìn)行處理。

由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)安全報(bào)告，深孔閘海漫后的下游河床發(fā)生較大沖刷破壞，最大沖坑深約8.8 m，下游河床面下切嚴(yán)重，海漫下沉，比原海漫高程降低0.3 m以上。最高處約0.7 m。經(jīng)消能復(fù)核計(jì)算，原消力池深度及長(zhǎng)度均滿足要求，加固維修主要是拆除原漿砌石海漫，新建漿砌石海漫，并增設(shè)防沖槽。

1.3.5 出、入庫(kù)泵站

紅旗水庫(kù)的出、入庫(kù)泵站改造主要是重建太平一站、紅旗站、楊家荒站、大倉(cāng)一站；對(duì)張家東站的泵房進(jìn)行拆除重建，對(duì)混凝土脫落進(jìn)行處理；對(duì)軍屬站的泵房屋面進(jìn)行拆除重建，對(duì)混凝土脫落進(jìn)行處理；將張家排灌站、張家西站合建為一個(gè)站(取名張家西排灌站)，站址為張家西站原站址。

2 工程施工與組織管理

2.1 施工管理

2.1.1 場(chǎng)地布置

工程壩址處和泵站處的上下游河道比較平坦開闊，河道兩側(cè)大堤外為荒地，場(chǎng)地平坦無(wú)障礙物，可以作為施工臨時(shí)設(shè)施的布置場(chǎng)地。工程地點(diǎn)距離盤錦市約25 km，交通方便，施工所需的鋼筋、水泥、反濾粗砂、混凝土骨料及砌石料均需外購(gòu)。施工用電可以利用工程原有線路供電或泵站輸電線路，施工用水可以通過(guò)打井解決。紅旗水庫(kù)管理所地處盤山縣縣城，現(xiàn)有職工居住盤山縣城，管理所不設(shè)職工宿舍。泵站大多數(shù)工作人員在各泵站，故管理所各職能科室辦公室人員按24人考慮，建房標(biāo)準(zhǔn)按人均建筑面積15 m2計(jì)，總計(jì)360 m2，其中現(xiàn)有面積200 m2、增設(shè)160 m2。生產(chǎn)、生活區(qū)占地面積不少于房屋建筑面積的3倍，總計(jì)1 000 m2。

2.1.2 工程觀測(cè)

管理處對(duì)樞紐工程按碾壓式土壩、堤防、水閘設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行觀測(cè)、檢查巡視，對(duì)閘門及機(jī)電設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、維修。每項(xiàng)觀測(cè)都要做好日常觀測(cè)記錄、資料整理、保管并建檔，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)分析處理。此外，工程施工期應(yīng)結(jié)合施工場(chǎng)界周圍環(huán)境狀況，對(duì)可能帶來(lái)的環(huán)境影響及影響因子，如水庫(kù)壩下水質(zhì)、施工場(chǎng)地噪聲、大氣、人群健康進(jìn)行必要的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決[6]。

2.1.3 施工進(jìn)度

工程設(shè)計(jì)的目的為針對(duì)存在問(wèn)題的工程部位進(jìn)行除險(xiǎn)加固，拆除重建泵站，確保紅旗水庫(kù)正常運(yùn)行，充分發(fā)揮其重要的社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)效益。人工拆除原有混凝土結(jié)構(gòu)及砌石，采用常規(guī)施工方法進(jìn)行土方開挖及填筑，除工作橋部分混凝土采用人工抹面之外，其余部分混凝土采用常規(guī)方法施工。主要工程量如下：各類砌石和混凝土拆除1.80萬(wàn) m3，石籠拆除0.17萬(wàn) m3，土方開挖和填筑合計(jì)3.87萬(wàn) m3，土工布鋪設(shè)1.06萬(wàn) m2，各類墊層5.65萬(wàn) m3，混凝土澆筑0.66萬(wàn) m3，干砌石和漿砌石8.61萬(wàn) m3，基礎(chǔ)換砂0.25萬(wàn) m3。該工程第一年汛后開工，第二年6月末完工。

2.2 組織管理

2.2.1 管理范圍

工程管理范圍主要包括工程區(qū)和生產(chǎn)生活區(qū)，其中工程區(qū)有庫(kù)堤、擋水土壩、泄洪閘、出入庫(kù)泵站、觀測(cè)設(shè)施、交通設(shè)施等各類建筑物周圍，水庫(kù)土地征用線以內(nèi)的庫(kù)區(qū)以及從壩軸線向上下游100 m、兩側(cè)距庫(kù)堤堤腳各100 m范圍；生產(chǎn)生活用房占地面積按3倍的房屋建筑面積計(jì)算。實(shí)際工程中，以工程管理范圍外界線外延50 m(一般建筑物)或200 m(主要建筑物)作為工程保護(hù)范圍[7]。

在水庫(kù)管理范圍內(nèi)，在原有綠化基礎(chǔ)上，進(jìn)一步搞好水庫(kù)的環(huán)境美化綠化工作。適當(dāng)種植楊柳、槐樹、花卉等，可在管理站附近設(shè)置八角涼亭等。

2.2.2 管理機(jī)制

結(jié)合《水庫(kù)工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，工程規(guī)格為中型，水庫(kù)管理部門的級(jí)別為縣級(jí),需組建紅旗水庫(kù)管理處，隸屬盤山縣水利局領(lǐng)導(dǎo)。水庫(kù)與水閘及出、入庫(kù)灌排泵站等工程實(shí)行統(tǒng)一管理，現(xiàn)有人員編制為60人。依據(jù)編制定員試行標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定，管理處生產(chǎn)運(yùn)行人員編制為44人，管理人員超編嚴(yán)重。

此外，設(shè)專職人員，具體負(fù)責(zé)和落實(shí)從工程施工開始至項(xiàng)目投入運(yùn)行的環(huán)保管理工作，管理和監(jiān)督項(xiàng)目施工期環(huán)境保護(hù)工作，協(xié)調(diào)各有關(guān)部門之間的環(huán)保工作，行政上歸盤山縣水利局領(lǐng)導(dǎo)，負(fù)責(zé)管理，組織監(jiān)測(cè)，資料整編、保管、報(bào)送。施工單位接受環(huán)境監(jiān)理和有關(guān)部門的管理與監(jiān)督，設(shè)立專人負(fù)責(zé)環(huán)境保護(hù)措施和相關(guān)對(duì)策的實(shí)施，執(zhí)行設(shè)計(jì)文件中的規(guī)定直至工程竣工驗(yàn)收合格。

2.2.3 管理設(shè)施

水庫(kù)內(nèi)部交通主要以墩頂交通橋作為交通干道，擋水土壩與庫(kù)堤內(nèi)部交通主要以壩頂作為交通干道。出、入庫(kù)泵站對(duì)外交通以現(xiàn)有交通線路為主，擋水土壩壩頂與庫(kù)堤堤頂同繞陽(yáng)河防洪堤堤頂相連，也是良好的對(duì)外交通道路[8]。

由于現(xiàn)紅旗水庫(kù)管理處無(wú)交通工具，為滿足抗洪搶險(xiǎn)及工程管理實(shí)際要求，考慮項(xiàng)目特點(diǎn)和管理任務(wù)，結(jié)合本次除險(xiǎn)加固需配置交通工具：工具車1輛，防汛專用車1輛，面包車1輛，載重汽車1輛。由于工程地理位置特別重要，應(yīng)設(shè)置專用通信方式與上級(jí)防汛指揮中心建立聯(lián)系，配置計(jì)算機(jī)Internet網(wǎng)和手持機(jī)2臺(tái)、計(jì)算機(jī)1臺(tái)、程控交換機(jī)1臺(tái)。

3 結(jié)語(yǔ)

紅旗水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程形成了較為完善的管理體系，明確了加固整治的總體目標(biāo)和原則，工程設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理，除險(xiǎn)加固項(xiàng)目的實(shí)施在很大程度上改善了水庫(kù)的運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)實(shí)現(xiàn)水庫(kù)灌溉效益、防洪功能以及促進(jìn)區(qū)域發(fā)展發(fā)揮著巨大作用。