桐柏縣白蓮洼水庫除險加固工程措施

邢華孫倩

(桐柏縣水利局，河南 桐柏474750)

0 引言

白蓮洼水庫位于南陽市桐柏縣程灣鄉，位于長江流域唐白河水系三夾河支流上。該水庫始建1974年3月，于1975年9月竣工。壩址以上控制流域面積1.76平方公里，主河道長2.06公里，河道平均比降0.093。水庫主要建筑物有大壩、溢洪道、輸水洞等。下游有程灣鄉7個行政村，1.3萬人、1.6萬畝耕地。是一座以防洪為主，兼顧灌溉、水產養殖等為一體的綜合利用小（Ⅱ）型水利樞紐工程。

白蓮洼水庫工程等別為V等，主要建筑物級別為5級，水庫本次除險加固工程設計防洪標準為20年一遇設計，200年一遇校核，校核洪水位218.50m（黃海高程系），相應庫容26.6萬m3；設計洪水位217.65m，相應庫容為23.21萬m3；興利水位216.1m，興利庫容17.4萬m3；死水位205.2m，死庫容為1.0萬m3。水庫主要建筑物有大壩、溢洪道和輸水洞等，是一座以防洪為主，兼顧灌溉、水產養殖等為一體的綜合利用小（2）型水利樞紐工程。

水庫大壩為均質土壩，水庫原設計壩頂高程218.3～219.18m，最大壩高19.6m，該水庫自1975建成以來。已運行三十多年，發揮了較大的社會效益，但同時存在許多工程隱患。而水庫一旦失事，將給下游基礎設施和沿河人民群眾帶來嚴重災害。

1 水庫安全鑒定及存在的問題

1.1 水庫安全鑒定

2007年5月按照《水庫大壩安全評價導則》SL258-2000，結合水庫現狀，鄧州市水利勘測設計室編制了《河南省桐柏縣白蓮洼水庫大壩工程安全評價報告》，提出了《大壩安全鑒定報告書》，經河南省水利廳審批核查，認為水庫為三類壩，屬病險水庫，工程存在以下問題：

（1）白蓮洼水庫地處河南省桐柏縣程灣鄉，地理位置重要。

（2）經復核，水庫防洪能力不滿足國家《防洪標準》GB50201-94規定要求。

（3）大壩為均質土壩，壩體填筑質量差，壩坡凹陷、局部塌陷。迎水面干砌石護坡無墊層，護坡石粒徑小、散亂、風化嚴重。輸水洞進口段爬坡漏砼碳化、剝蝕、裂縫，漏水。工程質量不合格。

（4）經復核，大壩河槽段上下游壩坡抗滑穩定安全系數基本滿足規范要求，但迎水坡無護坡，坡面陶刷局部呈倒坡。

溢洪道未護砌，邊坡較陡，無消能工。

輸水洞進口基礎淘刷。

結構安全性為C級。

（5）大壩壩體座于第四系殘坡積含礫粉質粘土上，壩基回填質量差，壩下沼澤化；背水坡坡腳無排水體，壩坡有散浸。滲流安全性為C級。

（6）根據《中國地震動參數區劃圖》，該區地震動峰值加速度為0.05g，相應地震基本烈度為Ⅵ度。不需進行抗震安全復核。

（7）輸水洞進口為混凝土爬坡漏結構，出口無灌溉、泄洪等控制建筑特，水庫現狀無金屬結構，不再進行金屬結構安全評價。

（8）無大壩安全監測設施。管理設施不完善。

1.2 工程存在的問題

根據水庫鑒定成果，水庫存在的主要問題有以下幾點：

大壩

大壩為均質土壩，壩體填筑質量差，壩坡凹陷、局部塌陷。壩頂無防浪墻。坡面淘刷，干砌石護坡無墊層，護坡石粒徑小，散亂，風化，缺失，坡面淘刷嚴重，背水坡坡腳無排水體，大面積散浸，壩基滲漏量大，大面積沼澤化，工程質量不合格。

溢洪道

溢洪道寬度不一，岸坡及底板未護砌，邊坡較陡，嚴重滑塌，出口跌差大，沖刷拉切嚴重。

放水設施

由于缺乏資金投入，大壩運行中維護不夠，輸水洞進口基礎淘刷，洞身裂縫漏水，水庫無啟閉設施，放水灌溉不便，不能發揮水庫正常效益發揮。

基礎設施

大壩沒有滲流和沉陷、位移觀測設施，無法對大壩進行安全監測。

大壩無管理房及專職管理人員，無防汛道路。

2 除險加固工程措施

針對白蓮洼水庫工程中存在的問題，對水庫的大壩、溢洪道、輸水洞等建筑物進行除險加固。

2.1 大壩主體工程的除險加固

2.1.1 壩頂工程

壩頂有交通要求，建有“村村通”道路。本次設計在原有“村村通”道路的基礎上，對壩頂路面進行硬化處理。采用150mm厚C20混凝土路面，下鋪設150mm厚石灰穩定土基層，壩頂路面向下游側呈1%傾斜。上游設0.25m寬防浪墻，下游設0.15m寬混凝土路沿，C20混凝土路面寬4.6m，整修后壩頂總寬5m。

2.1.2 上游護坡工程

經比選，大壩上游設計采用C20預制混凝土塊護坡，護坡坡度采用原坡度1:2.3，由壩頂護至死水位205.2m高程。預制混凝土塊采用邊長30cm的正六邊形，厚12cm，下鋪中粗砂碎石混合墊層，厚度20cm。

2.1.3 下游護坡整修

大壩下游坡需削坡培厚，大部分壩段需回填，僅靠近岸坡處部分壩坡需削坡。整修后下游壩坡坡比為1:2，采用草皮護坡。

2.1.4 排水導滲工程

貼坡排水：設置在大壩下游，樁號0＋016～0＋068之間，主要用于導滲。貼坡坦石厚300mm，頂部高程208m。下設兩層反濾層，分別為厚150mm的中粗砂層和厚150mm的5～20mm碎石。

排水溝：在壩腳設縱向排水溝，縱向排水溝凈過水凈斷面尺寸為0.3m×0.3m，在左右壩肩設岸坡排水溝，岸坡排水溝過水凈斷面尺寸為0.2m×0.2m。排水溝均采用M7.5漿砌石結構，上表面及臨水面用M10水泥砂漿抹面。

2.1.5 大壩灌漿工程

大壩采用充填式灌漿，充填式灌漿范圍為大壩樁號0+000～0+079，灌漿孔為雙排，分別布置在新壩軸線上下游0.75m處，排距1.5m。單排孔距2.0m，終孔距1.0m。深入基巖1m，灌漿采用3:7水泥粘土漿。

2.2 溢洪道加固設計

經復核，現有溢洪道泄流量能夠滿足國頒GB50201-94及部頒SL252-2000規定的20年一遇設計和200年一遇校核洪水標準要求。

溢洪道位于大壩右端約50米的低凹處，開敞式明渠，原規劃底部高程216.1米，原規劃溢洪道底寬7.5米，最大泄量48.6M3/S。現狀溢洪道底寬10.2m，底部高程214.9m。

此次設計依據《防洪標準》(GB50201-94)，《溢洪道設計規范》(SL253-2000)及其它相關規范，本著投資節省的原則，對溢洪道按5級建筑物、20年一遇設計，200年一遇校核，取原規劃溢洪道行洪斷面，清淤疏挖后，采用寬頂堰型式，同時對邊墻、底板進行襯砌，堰頂寬10.2m，堰頂高程216.1米。

左右岸邊坡采用漿砌石護砌，坡度1:0.5；底坡采用C20混凝土護底。

2.3 放水設施加固設計

原輸水洞進口段爬坡漏斷裂漏水，且無啟閉機室，放水時需人工開啟放水孔，運行不便，本次除險加固對輸水洞進口段進行拆除新建，改造成折懸臂閘門爬坡漏式表層放水斜臥管。

本次設計將輸水洞進口爬坡漏拆除重建。工作水深10.9m，共設5個進水孔，孔徑0.5m，孔口垂直。最低一級進水孔高程為死水位20.52m，第二級放水孔高程為208m，第三級放水孔高程為210m，第四級放水孔高程為212m，最高一級放水孔高程為214m。爬坡漏凈斷面尺寸0.6m×0.6m，，底板坡比1:3，采用0.4m厚C20現澆混凝土，蓋板采用0.2m厚C20現澆鋼筋混凝土，邊墻采用0.3m厚C20現澆鋼筋混凝土。放水設備控制采用0.6m×0.6m鑄鐵閘門，3t手動葫蘆啟閉。

2.4 監測設施設計

白蓮洼水庫大壩無安全觀測措施，壩體未設浸潤線觀測和變形觀測設施，為運行管理需要，本次擬進行大壩表面變形觀測項目設計。

變形觀測：在樁號0+060處設置一個觀測縱斷面，布設3個表面觀測標點，各標點均為豎直位移與水平位移共用，安裝強制對中裝置。在縱斷面觀測線地基堅硬穩固部位上各布置一個工作基點，共計2個工作基點。

另外，本次設計還在防水設備處增設一組水尺，進行上游庫水位觀測。

3 結論

通過以上的除險加固工程措施，工程完成后，加固了大壩壩體，完善了溢洪道的泄流條件，改善了水庫的周邊環境，使防洪、灌溉、旅游、養魚等效益大大提高，同時也保障了水庫下游沿岸抵御洪水能力，使下游免受洪澇災害，可保證人民群眾生命財產的安全，促進了國民經濟的持續穩定發展。