賀莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)及效益分析

侯清波，杜明順

（泗水縣水利局，山東 濟(jì)寧 273200）

賀莊水庫(kù)位于泗河干流上游、泗水縣泉林鎮(zhèn)境內(nèi)，屬淮河流域、南四湖水系。該水庫(kù)于1970年12月動(dòng)工興建，1976年12月建成。控制流域面積174 km2，工程樞紐主要包括主壩、副壩、溢洪閘（道）、南北放水洞、水電站、雷泗樞紐等工程，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖及人畜飲水等綜合利用的大型水庫(kù)。水庫(kù)自建成以來(lái)，發(fā)揮了一定效益，但在運(yùn)行過(guò)程中由于溢洪閘及主壩存在嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題，水庫(kù)庫(kù)盆嚴(yán)重滲水以及庫(kù)區(qū)移民等問(wèn)題，1984年由大（2）型水庫(kù)降為中型水庫(kù)管理運(yùn)用。

鑒于存在諸多不安全因素,賀莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程于2003年4月開(kāi)工建設(shè)，2006年底完成主體工程，2010年12月通過(guò)省水利廳組織的竣工驗(yàn)收。工程投入使用以來(lái)，發(fā)揮了顯著的防洪、灌溉和社會(huì)效益。2011年10月，賀莊水庫(kù)被評(píng)為山東省病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固十大優(yōu)質(zhì)工程。

1 工程主要技術(shù)特點(diǎn)

由于賀莊水庫(kù)特殊的工程地質(zhì)及病險(xiǎn)情況，在水庫(kù)除險(xiǎn)加固中采用了溢洪閘閘基換土工藝、放水洞夾沙玻璃鋼管施工工藝、自動(dòng)化控制技術(shù)等，確保了工程質(zhì)量。

1.1 溢洪閘閘基換土工藝

溢洪閘拆除重建的主要原因是閘墩門(mén)頸貫穿性裂縫、底板、鋪蓋、護(hù)坦也出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂，致使原閘不能正常使用，水庫(kù)不能按設(shè)計(jì)水位蓄水，經(jīng)勘探試驗(yàn)分析混凝土開(kāi)裂原因與紅砂巖基礎(chǔ)關(guān)系密切，經(jīng)專(zhuān)家咨詢(xún)確定閘室換基用非膨脹材料沙、碎石、重壤土混合料摻和回填、碾壓，使閘室坐落在非膨脹性土基上，從而消除基礎(chǔ)約束、避免貫穿性裂縫。

換基前充分調(diào)研并擬定了試驗(yàn)方案，確定配比為砂︰碎石︰壤土=1.5︰1.5︰7，試驗(yàn)參數(shù)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)，試驗(yàn)參數(shù)為 K=3.49×10-7cm/s，R=426.3 kPa，混凝土與碎石土摩擦系數(shù)為0.621，內(nèi)摩擦角39.4°，凝聚力C=69 kPa。換基后堆碎石土基礎(chǔ)進(jìn)行靜載試驗(yàn)，其承載力和沉降量均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

據(jù)調(diào)查，采用換基方案的溢洪閘，國(guó)內(nèi)為數(shù)不多，省內(nèi)賀莊水庫(kù)是第一例。該工程經(jīng)過(guò)2005—2010年6個(gè)汛期和低溫季節(jié)的運(yùn)行，運(yùn)行正常。

通過(guò)溢洪閘換基技術(shù)總結(jié)的 “膨脹巖閘基處理技術(shù)研究”獲2005年度山東省水利科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。賀莊水庫(kù)溢洪閘工程獲2004—2005年度山東省水利優(yōu)質(zhì)施工工程獎(jiǎng)。

1.2 夾沙玻璃鋼管工藝

北放水洞是賀莊水庫(kù)的重要工程項(xiàng)目，承擔(dān)著灌溉、調(diào)蓄、發(fā)電的重要任務(wù)。由于原洞身存在嚴(yán)重的環(huán)向裂縫，漏水問(wèn)題嚴(yán)重，須加以改建，在洞身改建中采用了夾沙玻璃鋼管內(nèi)嵌工藝。將該管套于原放水洞內(nèi)承插式連接，管外與原洞壁之間灌注水泥砂漿。施工簡(jiǎn)單易行、運(yùn)行可靠，可保證設(shè)計(jì)過(guò)水能力（7 m3/s），并可加快施工進(jìn)度，進(jìn)一步確保施工質(zhì)量、避免大開(kāi)膛等常規(guī)改建方式帶來(lái)的質(zhì)量隱患。

1.3 自動(dòng)化控制技術(shù)

在除險(xiǎn)加固過(guò)程中，賀莊水庫(kù)成功實(shí)施了自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。溢洪閘、放水洞閘門(mén)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制，在管理所辦公室可實(shí)現(xiàn)閘門(mén)升降控制以及運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視，極大地節(jié)省了人力、提高了管理效率。

2 工程效益分析

2.1 泉林泉群重要補(bǔ)給源地

賀莊水庫(kù)下游3 km是國(guó)家AAA級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)泉林。泉林因名泉眾多而得名，涌流量達(dá)1.35 m3/s。泗水縣政府將泉林諸泉與賀莊水庫(kù)（雷澤湖）、青龍山列入旅游發(fā)展總體規(guī)劃。實(shí)施景區(qū)總體規(guī)劃的基本前提是保護(hù)泉群及泉涌量，而有效保護(hù)泉群必須依靠賀莊水庫(kù)的補(bǔ)給。1987年，省水利廳專(zhuān)家對(duì)賀莊水庫(kù)進(jìn)行“技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)”，得出結(jié)論：賀莊水庫(kù)是泉林一帶地下水的主要補(bǔ)給源地，提供泗河兩岸水資源的31%。省水文地質(zhì)部門(mén)對(duì)泉林泉群勘測(cè)后指出，泉林地區(qū)泉涌量與水庫(kù)蓄水位高低有直接關(guān)系。

賀莊水庫(kù)自2006年以來(lái)，連續(xù)經(jīng)過(guò)5個(gè)豐水年汛期蓄水考驗(yàn)。據(jù)2001—2009年縣水資源管理辦公室實(shí)測(cè)泉林泉群泉涌量的觀測(cè)資料分析：加固前2001—2003年，4—6月份枯水期泉涌量平均為0.542 m3/s；加固后2007—2009年，4—6月份枯水期泉涌量為0.876 m3/s，泉涌量每年可增加1 050萬(wàn)m3。可見(jiàn)，賀莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固建成蓄水后，對(duì)泉林泉群的補(bǔ)給作用相當(dāng)顯著。

2.2 防洪灌溉及社會(huì)效益顯著

賀莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程完成后，經(jīng)過(guò)幾個(gè)汛期洪水的考驗(yàn)，特別是2007年最高庫(kù)水位達(dá)147.74 m，主副壩水工建筑穩(wěn)定，溢洪閘、南北放水洞及雷泗樞紐建筑物穩(wěn)定，閘門(mén)啟閉正常，水庫(kù)主體工程運(yùn)行良好，充分發(fā)揮了水庫(kù)蓄水?dāng)r洪的功能。

工程完成后，具有顯著的社會(huì)效益，多年平均防洪效益為2 899.7萬(wàn)元。一是保護(hù)了京滬高鐵、京福高速、兗礦集團(tuán)等大型企業(yè)及泗水、曲阜、兗州等縣城的安全；二是水庫(kù)增加水面面積427.3 hm2、增加蓄水量5 309萬(wàn)m3，對(duì)發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、補(bǔ)充泗河及泉林水源、對(duì)水庫(kù)周?chē)澳纤暮纳鷳B(tài)及環(huán)境都將產(chǎn)生積極作用；三是對(duì)建設(shè)生態(tài)泗水、改善環(huán)境有重要的推動(dòng)作用。2007年8月15—17日，泗水縣遭遇強(qiáng)降雨，全縣平均降雨212 mm，賀莊水庫(kù)一次攔蓄洪水4 000萬(wàn)m3，攔蓄錯(cuò)峰、削減洪水，減輕了泗河下游的洪水壓力，確保了濟(jì)東煤田、兗礦等重要工礦企業(yè)的安全。2011年在百年不遇的大旱面前，賀莊水庫(kù)灌區(qū)北干渠全線修通，與華村水庫(kù)聯(lián)網(wǎng)灌溉泗河北岸5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)近4 000 hm2小麥，據(jù)農(nóng)業(yè)部門(mén)測(cè)算小麥單產(chǎn)較去年每公頃增產(chǎn)637.5 kg，灌溉效益顯著。

3 對(duì)水庫(kù)開(kāi)發(fā)保護(hù)的建議

3.1 制定詳細(xì)開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃

賀莊水庫(kù)建成后，2008年被評(píng)為省級(jí)水利風(fēng)景區(qū)，下游的泉林泉群被評(píng)為國(guó)家AAA級(jí)景區(qū)。目前，縣政府已將泉林群泉、雷澤湖、青龍山列入旅游開(kāi)發(fā)總體規(guī)劃建設(shè)，建議請(qǐng)旅游部門(mén)對(duì)雷澤湖、泉林群泉、青龍山進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，再進(jìn)行招商，分期開(kāi)發(fā)實(shí)施。在未開(kāi)發(fā)之前加強(qiáng)對(duì)周邊環(huán)境的保護(hù)，禁止亂搭亂建，以保持良好的生態(tài)環(huán)境。

3.2 加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有工程的管護(hù)

賀莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固后，如何加強(qiáng)對(duì)工程的管理維護(hù)是管理單位的一項(xiàng)重要任務(wù)。結(jié)合2010年中央一號(hào)文件的貫徹落實(shí)，賀莊水庫(kù)管理所已經(jīng)縣編辦批準(zhǔn)為公益型事業(yè)單位，其管理人員經(jīng)費(fèi)及維護(hù)經(jīng)費(fèi)由縣財(cái)政負(fù)擔(dān)。建議對(duì)賀莊水庫(kù)重新進(jìn)行確權(quán)劃界，設(shè)樁明確管護(hù)范圍，加強(qiáng)對(duì)工程的管理維護(hù)。

3.3 充分發(fā)揮工程綜合效益

賀莊水庫(kù)原設(shè)計(jì)為大型水庫(kù)，總庫(kù)容1.014億m3，由于工程技術(shù)及移民等方面的原因，1984年降為中型水庫(kù)管理運(yùn)用。水庫(kù)除險(xiǎn)加固后，安全隱患已消除，移民問(wèn)題也徹底解決。因此，建議恢復(fù)賀莊水庫(kù)的大型水庫(kù)級(jí)別、恢復(fù)賀莊水庫(kù)的科級(jí)建制，以充分發(fā)揮賀莊水庫(kù)的防洪生態(tài)等綜合效益，加強(qiáng)賀莊水庫(kù)及北干渠的管理，確保工程得以最佳狀態(tài)運(yùn)行。