小浪底南岸灌區(qū)負圖水庫改建措施

張銀濤，郭立新，毛海辰，蔡義華

（1.平頂山市水利工程質(zhì)量檢測站，河南 平頂山 467000；2.河南省陸渾水庫管理局，河南 洛陽 471003；3.靈寶市水利局，河南 靈寶 472500；4.商丘市梁園區(qū)水利局，河南 商丘 476000）

1 項目基本情況

小浪底南岸灌區(qū)工程位于河南省洛陽市和鞏義市北部邙嶺地區(qū)，北靠黃河，南臨洛河。灌區(qū)轄孟津縣、偃師市、洛陽市郊區(qū)和鞏義市共21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總土地面積10.43萬hm2，設(shè)計灌溉面積3.58萬hm2，向孟津縣城供水1 887萬m3，向鞏義市城鎮(zhèn)供水177萬m3，屬于大（2）型灌區(qū)。

灌區(qū)布置渠道43 條，包括1 條總干渠，7 條干渠，4 條分干渠。灌區(qū)共布置新建建筑物485座，其中：其中隧洞38座，渡槽30座，倒虹46座，明埋洞5座，泵站14座，節(jié)制閘13座，退水閘12 座，橋梁80 座，分水閘48 座；分水斗門182 座，渠下涵2 座，跌水11 座，消力箱1 座，調(diào)節(jié)池座；調(diào)蓄工程2 座（負圖水庫擴容改造、金水河水庫擴容改造）。工程共需要布置施工生產(chǎn)生活區(qū)53 處，分別設(shè)置施工工廠、材料倉庫、砂石料場及生活營地。工程布置臨時交通道路總長283 km，其中土路154.70 km，泥結(jié)碎石路128.30 km。工程臨時堆料堆置于渠道兩側(cè)占地范圍內(nèi)。工程以挖方為主，棄方量較大，開挖土石方除用于渠道填筑外，棄方需選擇棄渣場堆放，工程共布置棄渣場35處。

2 水文

小浪底南岸灌區(qū)內(nèi)的河流水系屬黃河流域，灌區(qū)河流分為三類，一類是外源河流，黃河、洛河、澗河、金水河；第二類是區(qū)內(nèi)水源河流，有瀍河、洛溝河、圖河、河清河、塢羅河；第三類是與引黃干渠有交叉的溝道，主要有丘溝、落駕溝、牛王溝、游王溝、北陳溝、官莊等。外源河流除黃河外，其它河流豐枯不均，枯水季節(jié)斷流的現(xiàn)象時有發(fā)生；灌區(qū)內(nèi)河流為季節(jié)性河流，枯水流量小，常出現(xiàn)斷流；交叉的溝道除汛期外，平常為干溝。

小浪底南岸灌區(qū)內(nèi)河流多為季節(jié)性產(chǎn)流河道。暴雨主要發(fā)生在6-9月，較大暴雨發(fā)生時間多在7月中旬至8月中旬，暴雨中心主要集中在上游山區(qū)。降雨特征是歷時短、強度大、中心明顯，歷時一般不超過24 h，特點是先弱后強，集中在最后兩三個小時。灌區(qū)內(nèi)溝道與坡面坡度較陡，暴雨集中，易形成洪水。

與灌區(qū)有關(guān)河流的地表徑流量均存在時空分布年內(nèi)分配不均，年際變化大的特點。黃河因年降水量主要集中于6-9月，故河川徑流量主要集中在7-10月，約占全年的58.50%，設(shè)計水平年2000年黃河小浪底站年徑流量為277.10億m3。澗河流域地表徑流與黃河相似，澗河多年平均徑流量為1.19億m3。伊洛河黑石關(guān)站多年平均天然徑流量為28.33 億m3。灌區(qū)內(nèi)有金水河、負圖水庫和九泉（已擴建）3 座小水庫參與引黃調(diào)蓄，3座小水庫先后均進行了除險加固，其洪峰、洪量及洪水過程線采用各水庫除險加固后設(shè)計洪水成果。灌區(qū)地下水補給來源主要是降雨入滲。

3 負圖水庫調(diào)蓄工程改建措施

3.1 大壩加高

大壩向下游側(cè)加高，壩軸線向下移11 m。加高后大壩壩頂長203.00 m，壩頂寬6.50 m，壩頂高程213.00 m，最大壩高23 m。壩頂上游側(cè)設(shè)0.30 m厚C25鋼筋混凝土防浪墻，壩頂設(shè)0.20 m厚C20混凝土路面寬4.10 m，下游側(cè)設(shè)1.50 m寬綠化帶。

大壩上游坡在高程190.00～200.75 m 坡比為1 ∶3，高程200.75 m 處設(shè)1.50 m 寬馬道，高程200.75～209.15 m 坡比為1∶2.50，高程209.15 m處設(shè)1.50 m寬馬道，高程209.15～213.00 m（壩頂）坡比為1∶2.50；下游坡在高程213.00～202.85 m坡比為1∶2.00，高程202.85 m處設(shè)2 m寬馬道，高程202.85～194.70 m坡比為1∶2.50，高程194.70～190.40 m設(shè)貼坡排水坡比為1∶2.50。

大壩擴建工程對上游壩坡已有的C20混凝土面板予以保留，擴建部分新建上游面板、馬道、踏步與原有工程順接。大壩上游新筑壩坡設(shè)0.12 m厚C20現(xiàn)澆混凝土面板，護坡底部設(shè)1.50 m深、0.50 m厚C20混凝土齒墻，面板與岸坡處設(shè)0.50 m深、0.30 m厚岸坡齒墻。大壩下游護坡采用植草護坡。大壩下游高程194.70 m以下設(shè)貼坡排水，貼坡排水結(jié)構(gòu)由外到內(nèi)的結(jié)構(gòu)依次為0.40 m厚干砌石、0.30 m厚礫石、0.10 m厚粗砂。大壩樁號D0+101處設(shè)下壩踏步，上游踏步至壩腳，下游踏步至貼坡排水頂。在大壩下游壩坡樁號D0+067和D0+141處設(shè)橫向排水溝，高程202.85 m馬道內(nèi)側(cè)和高程194.70 m貼坡排水頂設(shè)縱向排水溝，左右壩肩設(shè)有岸坡排水溝。踏步及排水溝均采用C20混凝土。

3.2 溢洪道改建

溢洪道位于大壩右岸，由進口段、控制段、泄槽段、消力池、海漫等部分組成，全長248 m。進口段長70 m，進口段采用梯形斷面，坡比為1 ∶1，底寬13 m，底板采用0.30 cm 厚C20 混凝土，兩岸采用0.20 m 厚現(xiàn)澆C20 混凝土護砌。控制段長20 m，底寬13 m，底板采用0.30 m 厚C20 混凝土，兩岸采用0.20 m 厚C20混凝土護坡。緩坡段長28 m，緩坡段兩岸護砌采用C20混凝土重力式擋墻，墻高5.29～3.70 m。泄槽段長62 m，泄槽段兩岸護砌采用C20 混凝土重力式擋墻，墻高3.70～2.50 m。消力池池長38 m，消力池兩側(cè)采用C20 混凝土重力式擋墻，墻頂設(shè)防護欄桿，墻高3.50 m，消力池底寬10 m，底板采用0.80 m厚C30 鋼筋混凝土；消力池池身深1.50 m，厚1 m。海漫長30 m，縱坡為1 ∶50。樁號Y0+203～0+213 底板為0.80 m 厚M7.50 漿砌石，樁號Y0+213～0+223 底板為0.80 m 厚干砌石，樁號Y0+223～0+233底板鋪設(shè)2 m厚拋石防沖槽；樁號Y0+203～0+223兩岸擋墻采用C20 混凝土重力式擋墻，墻高2 m，Y0+223～0+223僅右岸設(shè)擋墻。

樁號Y0+165～0+233 右岸為高邊坡挖方段，邊坡分為3級，高程190.27～200.27 m 坡比為1 ∶1.50，在高程200.20 m 處設(shè)2 m 寬平臺，平臺內(nèi)側(cè)設(shè)C20 混凝土排水溝；高程200.27～210.27 m坡比為1∶1，在高程210.27 m處設(shè)2 m寬平臺，平臺內(nèi)側(cè)設(shè)C20混凝土排水溝；高程210.27 m至現(xiàn)狀地面線坡比為1∶1，坡頂設(shè)C20 混凝土排水溝。在高程190.27～200.27 m 邊坡上鋪設(shè)草坪磚，在高程200.27 m至坡頂邊坡上采用錨桿掛網(wǎng)噴0.10 m厚C20細石混凝土防護，φ18錨桿長5 m，縱橫間距2 m，錨桿孔采用1∶1水泥砂漿灌注。

在溢洪道樁號Y0+058設(shè)交通橋，橋面高程214.37 m，橋?qū)?.50 m，凈寬4.50 m，橋梁總長26 m，共兩跨，每跨長13 m。橋板采用C40預制鋼筋混凝土空心板，橋臺橋墩為C30混凝土。

3.3 輸水洞改建

輸水設(shè)施布置在大壩左岸上游壩腳處，主要包括進水塔、輸水洞及工作橋。輸水設(shè)施進水口采用進水塔型式。進水塔由閘室、豎井塔身、檢修平臺、控制室等部分組成。閘室前端設(shè)C20混凝土護坦，護坦長10 m，寬5.50 m，厚0.50 m，閘室順水流方向長8 m，垂直水流方向?qū)?.50 m。

輸水洞中心線位于大壩樁號D0+035，輸水洞總長166 m，分為3段，樁號S0+000～S0+146采用直墻圓拱形隧洞，軸線為弧線布置，其中在樁號S0+080、S0+120 處為拐點；樁號S0+146～S0+156 為消力池，樁號S0+156～S0+166 為塊石防沖槽。隧洞凈寬1.50 m，凈高1.80 m（直墻段高1.05 m、頂拱半徑0.75 m），頂拱、側(cè)墻及底板采用0.30 m厚C25鋼筋混凝土。

進水塔工作橋中心線位于大壩樁號D0+060，工作橋全長66 m，共8跨，其中第1～7跨長8 m，最后一跨長10 m。橋板頂高程為213.00 m，橋板為C25鋼筋混凝土“T”形梁結(jié)構(gòu)，寬2 m，厚0.80 m，兩側(cè)設(shè)不銹鋼欄桿，高1.20 m。工作橋每跨之間設(shè)C25鋼筋混凝土單排架，共計7個。

3.4 庫底清淤擴挖設(shè)計

負圖水庫經(jīng)過多年運行，庫區(qū)淤積嚴重，庫區(qū)高程約在194.50 m，為滿足調(diào)蓄庫容要求，此次擴容改造需對庫底及庫周進行清淤擴挖。由現(xiàn)狀庫容曲線得知，擴挖前興利庫容215萬m3，不能滿足調(diào)蓄興利庫容383萬m3。需要進行清淤擴挖168萬m3。

清淤高程為192.26～190.00 m，清淤長度自上游壩腳樁號0+000至上游樁號0+600，全長600 m，清淤邊坡采用1∶1.75，其中樁號0+036 平均清淤寬度235.80 m ，樁號0+162 平均清淤寬度100.20 m，樁號0+422平均清淤寬度63.80 m，清淤總量為13.22萬m3。

庫周擴挖高程為192.26～208.00 m，擴挖部分包括主河槽和兩條支溝，主河槽擴挖長度自上游壩腳樁號0+000至上游樁號1+770，總長1 770 m，支溝一擴挖長度765 m，支溝二擴挖長度723 m。其中主河槽樁號0+036 平均擴挖寬度278 m，樁號0+162 平均擴挖寬度145 m，樁號0+422 平均擴挖寬度105 m，樁號0+622 平均擴挖寬度84.30 m，樁號0+775 平均擴挖寬度160 m，樁號1+040 平均擴挖寬度121.50 m，樁號1+255 平均擴挖寬度70.30 m，樁號1+540平均擴挖寬度38 m，樁號1+730平均擴挖寬度38 m；支溝一平均擴挖寬度90 m；支溝二平均擴挖寬度50 m。擴挖邊坡采用1∶1.75，分別在高程192.26、200.00、208.00 m設(shè)置2 m寬平臺。主河槽擴挖量118.52萬m3，支溝一總擴挖量22.54 萬m3，支溝二總擴挖量13.72 萬m3，總擴挖量154.78 萬m3。高程208.00 m 以上至現(xiàn)狀地面邊坡為1:1，開挖量39.60萬m3。庫區(qū)總開挖量207.6萬m3。

4 結(jié)語

小浪底南岸灌區(qū)工程建成后將有效改善灌區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)供水條件，增加糧食產(chǎn)量，提高農(nóng)民收入，促進經(jīng)濟社會發(fā)展。