華興水庫除險加固工程管理模式淺析

(廣豐區(qū)水利局，江西 上饒 334600)

1 概 述

華興水庫位于江西省廣豐縣東北部豐溪河支流，壩址位置為東經(jīng)118°22′26″、北緯28°20′47″，壩址以上控制流域面積6.38km2。水庫樞紐主要建筑物由主壩、副壩、溢洪道、灌溉隧洞等組成，正常蓄水位174.10m，對應(yīng)庫容68.09萬m3，是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的小(1)型水庫。

庫區(qū)屬剝蝕丘陵地貌，自然邊坡穩(wěn)定，地形封閉，巖石透水性較弱。出露地層巖性主要為白堊系紫紅色砂巖、含礫砂巖等，巖體較完整。主副壩壩基均保留第四系全新統(tǒng)殘坡積含砂低液限黏土，貫穿大壩上下游。

2 除險加固設(shè)計

2.1 必要性分析

水庫于1960年10月開始興建，次年3月竣工蓄水。自投入運行以來，樞紐主要建筑物均出現(xiàn)不同程度的險情和問題，嚴重影響工程安全運行和效益發(fā)揮。經(jīng)鑒定水庫大壩為三類壩，為保障水庫下游1.5萬余人的人身財產(chǎn)安全，針對水庫病險情況，采取相應(yīng)的除險加固措施非常必要。

2.2 存在的主要問題

主壩基第四系沖積土層滲透系數(shù)接近1×10-4cm/s，滲漏微弱；而上部巖石為相對透水巖體，存在滲漏問題。右壩腳有漏水點，大壩清基質(zhì)量較差，上部土體存在滲漏，輸水涵管封堵嚴重。

副壩的壩基巖體表面呈強風(fēng)化，巖石裂隙多微張，存在滲漏。副壩外坡腳未設(shè)置排水設(shè)施，壩頂凹凸不平，內(nèi)外坡面不平整，存在白蟻危害。

2.3 工程設(shè)計

主壩計劃采用沖抓套井黏土心墻防滲方案[1-2]，壩軸線處沖抓鉆成孔，回填黏土壓實，形成連續(xù)黏土防滲墻。壩頂削挖整平，澆筑混凝土路面，頂高程178.60m。主壩169.40m高程以上護坡采用C15混凝土預(yù)制塊，護坡下設(shè)置砂礫墊層，厚0.1m；169.40m高程以下護坡追挖填補。

副壩壩頂路面鋪設(shè)20cm砂礫石墊層(寬4.4m)，壩頂高程178.60m。下游護坡新建排水棱體，長72m，頂寬2m，外坡1∶1.5，內(nèi)坡1∶1，反濾層由砂礫料組成。

3 工程施工管理

3.1 場地布置

場地布置是施工過程管理的重要環(huán)節(jié)，對提高效率具有十分重要的意義。根據(jù)工程特點，結(jié)合施工場地地形、交通條件及施工管理組織形式，應(yīng)遵循以下原則：盡量提高機械化程度，減少勞動力使用量；臨時設(shè)施的布置既要考慮節(jié)約成本，又要有利于施工管理且滿足進度要求，做到科學(xué)性、實用性和靈活性相結(jié)合；減少生活福利建筑面積，盡量少占農(nóng)田[3]。

工程建筑物分大壩施工區(qū)和溢洪道施工區(qū)，根據(jù)材料和設(shè)備運輸要求，共布置6條場內(nèi)施工道路。其中，大壩施工區(qū)主要擔(dān)負主壩副壩、原灌溉涵洞等工程施工；溢洪道施工區(qū)主要擔(dān)負溢洪道、灌溉隧洞等工程施工。

根據(jù)工程實際情況，建設(shè)指揮部設(shè)在主副壩下游，租用空閑民房作為辦公、生活用房，根據(jù)進度計劃安排，工程施工平均每天約80人，高峰時120人，按人均房屋3m2計，約需辦公及生活用房300m2。

3.2 施工導(dǎo)流

華興水庫來水主要發(fā)生在4—7月，分別統(tǒng)計9月至次年2月、9月至次年3月、10月至次年2月、10月至次年3月各時段逐年最大流量，并進行排序、排頻，經(jīng)P-Ⅲ型曲線適線[4]，求得分期設(shè)計洪水，按面積比的2/3次方比擬至壩址處。壩址處分期設(shè)計洪峰計算成果見下表。

壩址處分期設(shè)計洪峰計算成果表(單位：萬m3)

根據(jù)導(dǎo)流時段、設(shè)計標準，依據(jù)壩址、溢洪道、灌溉隧洞的地形、地質(zhì)條件及大壩施工特點和建筑物布置情況來分析施工導(dǎo)流方案。大壩、溢洪道施工期間利用原灌溉隧洞進行導(dǎo)流，灌溉隧洞進口施工時進行臨時性導(dǎo)流，施工期徑流全部存放在水庫中。

臨時性導(dǎo)流工程措施為擋水圍堰，采用黏土斜墻、尼龍袋裝碎石迎水面貼坡的土石結(jié)構(gòu)梯形斷面，內(nèi)外邊坡均采用1∶1.5，圍堰頂寬2.0m，圍堰長約30m。

利用灌溉隧洞將水位降至其進口底板高程后進行施工放樣，在圍堰內(nèi)外邊腳線處每隔10m插導(dǎo)向桿。大壩附近無填筑黏土料可取，需從土料場取土，由挖掘機挖裝，自卸汽車運至施工點。

3.3 施工進度

工程計劃工期17個月(兩個枯水期)，分為工程籌建準備期、主體工程施工期、工程竣工驗收期三個階段。除險加固工程主體項目有壩頂工程、上游壩坡工程、下游壩坡工程、排水體工程。

壩頂工程土方開挖歷時6天，完成工程量29m3；混凝土路面澆筑歷時11天，完成工程量251m3。

上游壩坡土方開挖歷時16天，完成工程量2727m3；壩腳平臺土石方堆筑歷時17天，完成工程量1469m3；表層土方填筑歷時12天，完成工程量195m3；混凝土預(yù)制塊制作歷時60天，完成工程量391m3。

下游壩坡土方開挖歷時6天，完成工程量461m3；土方填筑歷時11天，完成工程量3479m3；反濾層墊層鋪設(shè)歷時11天，完成工程量1081m3。

干砌塊石排水棱體鋪設(shè)歷時31天，完成工程量2118m3。

4 工程組織管理

4.1 管理范圍

根據(jù)工程管理需求，結(jié)合當?shù)刈匀坏乩項l件和實際情況，按《水庫工程管理設(shè)計規(guī)范》(SL 106—2017)規(guī)定劃定工程管理范圍和保護范圍。

大壩管理范圍：上游從壩軸線向上不少于100m，下游從壩腳線向下不少于150m，大壩兩端以第一道分水嶺為界或距壩端不少于200m，且上游、下游均與壩頭管理范圍端線相銜接。

溢洪道管理范圍：沿溢洪道兩側(cè)輪廓線向外各不少于50m，及消能工以下不少于100m。

水庫保護范圍：壩址以上，庫內(nèi)兩岸(干流、支流)土地征用線以上第一道分水嶺脊線之間的陸地。

4.2 管理機制

應(yīng)制定行之有效的規(guī)章制度進行水庫運行管理。結(jié)合實際情況，根據(jù)庫區(qū)水情預(yù)報和防汛總體要求，考慮長短期相結(jié)合，制定各種狀態(tài)下優(yōu)化調(diào)度程序，盡可能發(fā)揮工程的灌溉、防洪和養(yǎng)殖效益。具體的水庫管理制度包括以下幾點：

a.嚴禁在壩上放牧，挖掘草皮和任意砍伐水庫周邊林木。

b.嚴禁在壩上和保護范圍內(nèi)進行開采原煤、取土、挖洞、建窯、開溝、打井、開渠、爆破、堆放雜物或進行其他危害壩身完整、安全的活動。

c.嚴禁向水庫傾倒垃圾、廢渣以及其他雜物。

d.做好建筑物防護工作，當發(fā)現(xiàn)有缺陷時，及時進行修理。汛期加強巡視，出現(xiàn)險情，立即報告，盡快搶護。

4.3 管理設(shè)施

在工程除險加固的同時應(yīng)配套完善的水庫管理設(shè)施。為保障大壩安全，及時掌握水雨情，充分發(fā)揮水庫效益，擬在壩前新建一座水位井并配置一套自記式水位計和一套自記式雨量計。

水工建筑物監(jiān)測設(shè)施的布設(shè)主要包括：經(jīng)緯儀、水準儀各一臺；水位觀測點一個；壩身、壩基、繞壩測壓管23根；三角量水堰一個。

根據(jù)工程的地理位置和工程管理、防汛搶險的需要，配置防汛車輛、防汛船只等防汛搶險交通工具：防汛專用車1輛，機動船1艘。

為確保水庫汛期防汛調(diào)度的絕對可靠，設(shè)置通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。配置程控電話，設(shè)防汛計算機、傳真機、激光打印機、復(fù)印機各一臺。

4.4 系統(tǒng)維護

工程監(jiān)測系統(tǒng)是由電子元器件、電路組成的整體，任何一個環(huán)節(jié)損壞，必將影響整個系統(tǒng)運行，必須保證具有良好的維護體系。

維護資金應(yīng)在水庫管理局落實年度經(jīng)費中專項列出，必須保證專款專用，安排備品備件。

項目安裝期間由安裝單位專家舉辦技術(shù)培訓(xùn)，內(nèi)容將包括儀器、計算機、通信、系統(tǒng)維護和大壩安全等方面，監(jiān)測小組應(yīng)指派有關(guān)人員參加，提高維護專業(yè)技術(shù)水平。

5 結(jié) 語

華興水庫除險加固工程采用沖抓套井黏土心墻防滲方案，并建立了合理的施工管理和組織管理體系，確保了除險加固工程達到預(yù)定目標。通過水庫除險加固工程的實施，建立了穩(wěn)定的水庫防滲體系，健全了庫區(qū)排水措施。水庫長期運行監(jiān)測結(jié)果表明，華興水庫除險加固工程效果顯著，可為同類工程施工提供借鑒。

[1] 林志清.淺析小型病險水庫除險加固工程措施[J].水利建設(shè)與管理,2010,30(5):44-46.

[2] 李紅斌.淺談如何做好中小型水庫除險加固工程項目建設(shè)管理[J].水利建設(shè)與管理,2009,29(10):84-85.

[3] 李晨光,任麗娜,逯晚霞.鞏義市水庫除險加固施工管理淺析[J].河南水利與南水北調(diào),2011(4):41-41.

[4] 王玉竹,張勝強.華陽河水庫除險加固施工管理研究[J].水電與新能源,2015(12):49-51.