淺談新疆紅雁池水庫工程的除險加固

葛文輝

（新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局頂山管理處二站 新疆 福海 836403）

1 水庫工程概況

新疆紅雁池水庫位于烏魯木齊市南郊6km處，是新中國成立前新疆第一座中型灌入水庫。解放前夕僅能蓄水1000萬m3，灌溉面積也僅有0.4萬hm2。紅雁池水庫距新疆首府烏魯木齊市區較近，寬敞的水面，附近優質的礦泉水，為烏魯木齊市居民生活提供了良好的水源和優美的環境，是城市居民旅游的好場所。

解放后，為了解決烏魯木齊河下游地區農業灌溉用水問題，改建并擴建了該水庫及輸水涵洞。紅雁池水庫設計庫容為5300萬m3，設計最高蓄水位1005.23m，興利庫容4500萬m3，死庫容700萬m3，死水位986.0m。水庫的集水面積2605km2，由于水庫還擔負烏魯木齊市防洪重任，設計洪水標準為1000年一遇，校核洪水標準為10000年一遇，水庫最大水深31m，最大水面面積4km2，壩頂高程1008.22m，水庫設計抗震烈度為7度。水庫工程主要包括引水渠及引洪隧洞、土壩、泄水閘三部分。

1.1 引水渠與引洪隧洞

引水渠自烏拉泊水庫放水渠引水，全長5580m，后接引洪隧洞長743m，設計引水流量為65m3/s。

1.2 土壩

土壩位于水庫西北部，壩長440m，最大壩高22m，壩型為剛性心墻均質土壩，壩頂寬7m，上游壩坡為1∶3～1∶6，防浪護坡采用漿砌石隔中嵌片石，下鋪反濾層。壩中心筑有代水泥砌石心墻，下至基巖。下游壩坡為1∶4，當時填筑土方約為20萬m3。

副壩位于水庫西南角，全長239m，壩高5.8m，頂高5m，頂寬5m，填土1.5萬m3。

1.3 泄水閘

位于主壩中心，基礎在巖石上，設計泄水流量為10m3/s。閘門為鑄鐵、圓筒式閘門，閘井主要用代水泥漿砌塊石筑成，啟閉設備采用20t人力螺桿式啟閉機，并設有電動小閘門，以備水庫低水位時開啟使用。閘后放水涵洞全長175m，其中24m分別采用直徑為1.1m、1.95m、1.3m鑄鐵管護壁，其它采用漿砌條石，現澆混凝土筑成，洞型為圓管馬蹄混合型。

1.4 水庫工程效益

該水庫是一個綜合性水庫，是一座以防洪灌溉、工業供水為主兼有漁業等綜合運用的中型水利工程，具有較大的經濟效益和社會效益。

（1）防洪。可調蓄洪水3000萬m3，與烏拉泊水庫聯合運用，可以使新疆首府烏魯木齊市抵御50年一遇洪水不向老河道泄洪。

（2）與烏拉泊水庫聯合運用，可年調節烏魯木齊河水量1.7億m3，灌溉和平渠灌區3.067hm2土地，為保證下游農業灌溉用水作出應有的貢獻。此外還為城市提供生活、綠化、工業等用水。

（3）工業供水。為已建成的30萬kW的紅雁池火力發電廠提供天然冷卻水，年供循環水2.5億m3，消耗水2000萬m3，保證了電廠正常發電，并為新增機組及新建電源提供了用水的可靠保證。

（4）水產。水庫最小水面166.67hm2，養殖水面200hm2。1970年代以來，水庫管理站陸續向水庫投放魚苗，1985年以來與水產公司共同每年投放魚苗30萬尾。水庫捕魚量也大大增加，平均單產鮮魚1000.5kg/hm2。水庫管理處利用電廠循環水的余熱，建成2.67hm2的溫流水養魚廠一座，解決了當時烏魯木齊市居民吃魚難，吃鮮魚更難的問題。

2 水庫除險加固

2.1 除險加固措施

水庫工程建設期間，新疆還不能生產水泥，為了保證工程質量，當時水利局設計采用了代水泥，即用石灰與輕燒過的磚磨成粉按2∶3的比例拌合而成，大壩的中心隔墻及壩坡“田”字護坡隔墻均采用代水泥砌成，時隔60多年，大壩除險加固期間開挖的探坑中發現漿砌石代水泥仍很堅硬，與混凝土不同之點是顏色呈桔紅色。這種代水泥技術的采用，為當時工程保質保量地建成作出了不可磨滅的功績。

該水庫建成60多年了，在多年的管理運行期間，曾對閘房、閘門及小閘門啟閉設施等進行過改造維修。由于50年代初施工條件差，大壩施工期間有凍土上壩情況，且壩體土層碾壓也未達到要求，以致造成主壩部分地方沉陷達30cm左右，加之紅雁池電廠修建時放炮震動等外來不良因素，壩基、壩體及放水涵洞存在著滲漏、變形、不穩定的因素。為了消除水庫存在的影響安全運行的各種隱患，采用高壓噴射灌漿構筑防滲墻技術及劈裂灌漿技術，對水庫大壩進行了除險加固。

除險加固工程主要分三個部分：

（1）土壩沿壩軸線上游1m處進行高壓噴射灌漿構筑防滲墻，以保證壩基、壩體的滲透穩定；

（2）沿壩軸線劈裂灌漿形成垂直、連續、完整的漿體防滲帷幕，提高壩體密實和土體干容重，加速壩體沉陷固結，改善壩體穩定狀況，以消除壩體隱患，上、下游壩肩進行充填灌漿，以使壩體各部位充填密實，減少不均勻沉陷；

（3）放水洞充填灌漿，解決涵洞的嚴重滲漏，增強放水涵洞的強度。

2.2 除險加固工程成效

灌漿加固結束，高壓噴射灌漿完成壩長417m，構筑防滲墻5714.46m2；劈裂灌漿完成壩長410m，構筑防滲帷幕4865m2；放水涵洞灌漿防滲完成洞長208m。總耗水泥1818t，總耗干土1243.39t。該工程質量符合《土壩灌漿技術規范》及設計規定的質量標準，達到了預計的各項技術指標：

（1）高壓噴射灌漿構筑防滲墻，滲透系數由10-5cm/s降至10-8cm/s，壩后浸潤線，測壓管水位降低0.76m，施工質量較好；

（2）壩體劈裂灌漿及上下游壩肩充填灌漿后已形成基本連續的縱向防滲帷幕，其厚度有0.5cm～2.5cm，達到了一定的防滲作用；

（3）放水涵洞內壁陰濕面大大減少，射流基本消失，吸水率由0.1L/（min·m·n）減至10-4L/（min·m·n）。

該水庫除險加固后取得了顯著的社會效益、經濟效益，竣工后水庫安全蓄水庫容由4500m3增到5000m3。平均新增單方庫容投資僅0.18元，可較當時新修山區水庫節約投資400萬元。除險加固后可充分發揮水庫的綜合經濟效益，有利于灌溉、發電、水產養殖業的穩步健康發展，可增加調洪庫容500m3，提高水庫大壩的防滲能力與抗震穩定性。

3 對水庫建設運行管理的幾點建議

水庫建成60年來，在此期間進行過多次加固與維修，水庫運行良好，工程效益已達到設計規定的防洪、灌溉、發電、供水等綜合效益。但該水庫畢竟是在解放初期建成，當時施工設備不完善，材料短缺，技術比較落后等等，水庫本身還存在一些需要進一步解決的問題：

（1）閘井井壁滲水，護壁鑄鐵管銹蝕極為嚴重，雖經灌漿加固，但對井壁防滲作用不大，應進一步采取措施進行加固處理。

（2）放水涵洞內鑄鐵管銹蝕嚴重，鹽堿腐蝕使混凝土軟化變質、勾縫脫落，條石風化歷害，還需采取新技術進行防滲防腐蝕。

（3）原有的僅為大壩除險加固而設置的沉降位移樁已完成使命，為了確保大壩安全運行、精確觀測壩體的水平及垂直位移，還需要設置一排符合大壩觀測規范要求的沉降位移樁。

（4）現有的測壓管、浸潤線管由于原設計及埋設時存在一些質量問題，加之灌漿造成泥漿護壁，使測壓管段進排水不利，所以測壓管和浸潤線管也應重新設置。

（5）該水庫修建期間，存在凍土上壩及填土后壓實質量較差的問題，加之修建紅雁池電廠時水下爆破對壩體的震動破壞了原中心隔墻的防滲能力，紅雁池水庫位于新疆維吾爾自治區首府烏魯木齊市上游，水庫抗震裂度應按8°設防，以保證烏魯木齊市百萬居民的生命財產安全，因此需對大壩進行抗震驗算，以防患于未然。

（6）目前水庫管理日趨現代化，該水庫在應用先進科學技術、實現水庫管理現代化管理方面進展不大，應引進先進技術，只有采用先進的科學技術和措施，利用高效的管理方法，才能使水庫發揮更大的綜合效益，在水利管理納入市場經濟軌道的今天，應用先進科學技術，實現水庫管理現代化顯得更為重要。※