曲河水庫除險加固的設計技術要點

丁新紅

(黑龍江省八五五農場水務局，黑龍江 密山158327)

1 工程概況

曲河水庫位于雞東縣向陽鎮西南11 km穆棱河右岸的二級支流水曲柳河上，雞密公路南側，壩址坐標是E131°31′05″，N45°10′94″。壩址以上流域面積為32 km2。是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養魚的綜合利用的小(1)型水庫。

水曲柳河全長12 km，水庫壩址以上屬于山區，森林茂盛;壩址以下屬于丘陵、平原，天然植被良好，水土流失較少，大部分土地已經開墾為耕地［1］。水庫主體工程由土壩、溢洪道和輸水洞3 部分組成。曲河水庫設計灌溉水田180 hm2，實灌水田260 hm2，養魚年產量5 000 kg。水庫有效控制了山洪，防洪影響 下 游 村 屯 10 個，人 口10 000 人，耕 地1 333.33 hm2，并保護雞密公路的防洪安全［2-3］。

2 水庫存在問題

依據安全鑒定意見，土壩主要存在問題:

1)大壩現狀根據國家《防洪標準》防洪標準低，該工程設計洪水標準為30 a一遇，校核洪水標準為300 a一遇，經復核，現壩頂高程沒達到設計要求，防洪標準低［4］。

2)大壩下游邊坡不穩定，壩基滲流不穩定，上游護坡在正常蓄水位附近破壞較嚴重。

3 水庫規模及防洪標準的確定

曲河水庫總庫容為553.2×104m3，為一小(1)型水庫，按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2000)規定，確定工程等別為Ⅳ等，主要建筑物級別為4 級，水庫最大壩高超過15 m，按山丘區工程標準，考慮庫容相對不大，其防洪標準取下限為30 a一遇洪水設計，300 a一遇洪水校核［5］。

4 主要特征水位的確定

4.1 死水位

曲河水庫始建于1966 年，水庫運行40 多年以來一直運用死水位183.00 m，相應死庫容20×104m3。

根據本次水文分析成果，壩址以上年輸沙量1 382 t，按來沙全部淤積在水庫中，計算水庫運行至今泥沙淤積庫容為4.47×104m3;按水庫再運行50 a考慮，泥沙淤積庫容增加5.32×104m3，考慮水庫淤積庫容及連續枯水年的影響，不能保證水庫養魚要求［6］。

本次在保證現狀灌溉水田面積266.67 hm2的基礎上，提高死水位，本次死水位選定186.00 m。

4.2 正常蓄水位

根據水庫大壩安全鑒定結論，水庫現有壩頂高程不能滿足防洪要求。為滿足水庫防洪要求，在本次興利規模復核中，主要研究正常蓄水位對防洪的影響，通過方案比較對水庫正常蓄水位進行復核確定［7］。

初步擬定2 個方案:

1)維持正常蓄水位不動，加高壩頂高程。

2)降低現狀水庫正常蓄水位，使水庫基本維持現有壩頂高程，即局部加高壩頂高程［8］。

經過復核，降低水庫正常蓄水位方案灌溉面積減少了26.67 hm2，投資減少227 萬元，而且可以保證水庫現狀的水田灌溉面積，因此本次推薦降低正常蓄水位方案，即采用正常蓄水位190.67 m，相應庫容378×104m3。

5 水庫除險加固的主要工程措施及技術要點

5.1 大壩工程處理措施

土壩從右壩端起，0+000 ～0+160 為黏土心墻壩，0+160 ～0+616 為均質黏土壩。壩頂寬4 m，壩長616 m，壩頂高程為193.62 m，最大壩高15.48 m;心墻壩上游邊坡1∶3.0，均質壩上游邊坡1∶2.5，下游邊坡均為1∶2.75;下游壩坡采用草皮護坡;均質壩段設貼坡排水;心墻壩及均質壩坡后均設排水減壓溝［9］。

5.2 溢洪道工程處理措施

溢洪道除險加固設計的主要措施:對現有引渠段兩側邊、底坡進行整修，開挖邊坡上部含碎石低液限黏土及強風化巖石進行削坡加固處理，邊坡比分別為:1∶1.25、1∶1.0;對原開挖基坑及陡坡段進行整修護砌，結合溢洪道巖性為強～中等風化巖石，并防止采用梯型斷面引起的流速不均勻，增加消能難度等問題，泄槽兩側采用直立式懸臂式混凝土擋墻。

本工程節理面光滑傾向下游，傾角一般在20°左右，可能被沖坑切斷而形成臨空面，不宜采用挑流消能，故本工程采用底流消能。因泄槽段與原上壩路交叉，故此次設計做枕梁橋跨過陡坡襯砌段滿足交通要求。

5.3 輸水洞工程處理措施

輸水洞除險加固設計的主要措施為重建進出口翼墻、底板及下游消能防沖設施并對洞身段用反壓灌漿法進行防滲處理。

將原進出口邊墻拆除，進口采用八字形混凝土U 型槽結構，進口前端底寬4 m，末端寬1 m，出口消力池采用八字形混凝土U 型槽結構，出口前端底寬1 m，末端寬2 m，池長5 m，池深0.5 m，出口海漫段長5 m，采用干砌塊石護砌，厚30 cm，下設碎石、砂礫石墊層各20 cm。

輸水洞的洞身漏水據業主提供為在黏土心墻前的左側洞壁。本次設計對心墻壩段黏土與洞壁的滲徑及滲透比降做復核。洞壁外側的滲徑長度為11.5 m，水頭按正常蓄水位計算，經計算，J=0.42，參考水閘設計規范的允許滲流坡降值，水平段［J］=0.4 ～0.5，滿足滲流穩定要求，接觸處不會發生滲流破壞。

在輸水洞內側采用反壓灌漿法。參照《水庫大壩安全事故防范與除險加固技術標準手冊》結合湖南、四川、河北、江蘇、黑龍江等省的成功經驗，本工程借鑒采用該方法。

具體做法:在裂縫和漏水處，用風鉆或用鋼釬人工鑿孔，孔深以不鑿穿洞壁或涵衣為限，并在孔內埋設灌漿管，然后灌注水泥漿。

對斷裂漏水的涵洞需在斷裂處重新鑿成“V”形槽，寬3 cm，深2 cm，清洗干凈，烘干后用高標號水泥砂漿封堵。

6 結 語

本水庫原是一座嚴重病險水庫，經過科學的除險加固，能充分發揮預期防洪和灌溉效益，現在已經施工完成，地方滿意，運行完好。

［1］嚴祖文，魏迎奇，張國棟.病險水庫除險加固現狀分析及對策［J］.水利水電技術，2010，41(10):76-79.

［2］王琦，馬國花.小型水庫除險加固問題探討［J］.中國西部科技，2009(08):29-30.

［3］盛金保，劉嘉欣，張世晨，向衍，等.病險水庫除險加固項目潰壩機理調查分析［J］.巖土工程學報，2008，30(11):1620-1625.

［4］王文毅.兵線水庫除險加固工程項目法人的主要任務［J］.中國水利，2008(14):15-20.

［5］何陣營.病險水庫除險加固項目管理特性探討［J］.水利建設與管理，2007(10):32-33.

［6］萬達.水庫除險加固工程建設分析［J］.水利建設，廣東科技，2010(24):183-184.

［7］張騫，邵翠霞，王新讓.鞏義市病險水庫除險加固工程存在的問題及對策［J］.河南水利與南水北調，2011(18):149-150.

［8］肖秀琴.小型水庫除險加固設計中存在的主要問題及其對策［J］.科技創新導報，2014(03):76.

［9］吳永生.實例探析水庫除險加固工程混凝土施工技術［J］.河南水利與南水北調，2014(14):23-24.