桐柏縣和灣水庫除險加固工程措施

王騰飛

【摘 要】本文針對和灣水庫除險加固工程中大壩加固、壩體防滲、溢洪道整修、新建交通橋、新建輸水洞爬坡漏、管理房等水庫存在的主要問題進行分析，采取的相應處理措施，從而保障水庫的正常運行。

【關鍵詞】水庫；除險加固；大壩；溢洪道；輸水洞

中圖分類號： TV697.3 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）19-0123-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.055

0 引言

桐柏縣城灣鎮和灣水庫，位于長江流域三家河支流上。儲集層控制盆地面積為1.2平方公里，主河道長度為1.6公里，平均河道比降0.016。大壩為均質土壩，壩頂高程157.66～160.65m，最大壩高8.3m，壩長為233.0m。水庫于1956年9月開工，1957年11月完工。它是一個小型水庫，主要用于防洪灌溉和水產養殖等。根據20年一次洪水設計，200年一次洪水檢查，總庫容834000m3，效益容量230000m3。水庫下游有2個行政村，人口800人，耕地2000畝。水庫的主要建筑物包括水壩、溢洪道和輸水隧洞。它是一項以防洪為主要任務，以灌溉和水產養殖為一體的小型水利工程。

1 水庫安全鑒定及存在的問題

1.1 水庫安全鑒定

根據《水庫大壩安全評價導則》SL258-2000，結合水庫現狀，河南華北水利水電勘察設計有限公司編制了《河南省桐柏縣和灣水庫大壩工程安全評價報告》，提出了《大壩安全鑒定報告書》，經河南省水利廳審核，認為該水庫屬于病險水庫，工程存在以下問題：

（1）桐柏縣城灣鎮和灣水庫，位于長江流域三夾河支流上。水庫保護了下游寧西鐵路、312國道等重要基礎設施，以及程灣鄉2個行政村，人口800人、耕地2000畝等的生命財產安全，水庫防護意義重大。

（2）根據大壩現場檢查情況，壩頂的表面不均勻。大壩上游面無護坡，坡面沖刷嚴重。；壩下游為自然草皮護坡，局部凹陷；河槽段壩基接觸部位存在接觸滲漏問題。大壩工程質量不合格。

（3）根據大壩的現場監測，壩體上沒有防波堤、巷道圍巖、臺階，下游沒有排水溝和排水體?，F狀溢洪道無護砌，無消能工程，沒有排氣管。輸水隧洞裂縫滲漏混凝土碳化嚴重、裂縫滲漏及無開合設施。結構安全性為C級。

（4）壩體建于粉質粘土上，由于壩體與壩基之間防滲處理差，存在接觸滲漏問題。，樁號0+025～0+205段下游壩腳有滲水明流，回水坡腳沒有排水體。滲流安全度為C級。

（5）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，可不進行抗震安全復核。

（6）跨溢洪道交通橋為危橋，無大壩安全監測設施，管理設施不完善。

綜上所述，和灣水庫為Ⅲ類大壩，病險嚴重，急需加固。

1.2 工程存在的問題

1.2.1 大壩

水庫壩體為均質土壩，壩頂長233.0m，壩頂寬3.6～4.6m，最大壩高8.3m，上游坡比1：2.1。下游為1：2.3。大壩無防浪墻、路沿石、上壩臺階，上游迎水面無護坡，坡面淘刷嚴重；壩下游無排水溝及排水體，為自然草皮護坡，局部凹陷；河槽段壩基接觸部位存在接觸滲漏問題。

1.2.2 溢洪道

溢洪道位于右壩肩，系開敞式明渠，梯形斷面，現狀底部高程154.10m，底寬1.84～3.14m，最大泄量13.0m3/s。溢洪道無護砌，無消能工程，無尾水渠。溢洪道底板巖性為粉質粘土，裂隙發育，抗沖刷能力差；兩岸邊坡較陡，巖性為粉質粘土。

1.2.3 輸水洞

輸水洞位于大壩右端，為爬坡漏式，洞身結構洞形式為鋼筋混凝土有壓管，洞徑0.3m，輸水洞最大泄量為0.05m3/s。輸水洞爬坡漏，老化損壞，漏水嚴重，汛期不能正常使用。

1.2.4 基礎設施

大壩無水尺，無滲流和變形觀測設施，無法對大壩進行安全監測。大壩無管理房及專職管理人員，水庫無法正常興利運行。

2 除險加固工程措施

針對和灣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

（1）壩頂工程

設計對壩頂路面進行整修，壩頂增設路沿石，維持原有混凝土路面的基礎上，墊平壓實露肩，并在上、下游均加設C20現澆混凝土路沿。整修后壩頂路面向下游側呈1%傾斜。C20混凝土道路沿線寬0.15m，高0.45m，下部設現澆混凝土墊塊，寬0.45m，高0.15m。整修后壩頂總寬3.6～4.6m。

（2）上游護坡工程

大壩上游護坡坡度1：2.2，從壩頂至151.78m高程防護，護坡采用C20現澆混凝土板。現澆混凝土板采用矩形2.0m×3.0m（沿壩軸線方向長3.0m，沿壩坡方向寬2.0m），厚12cm，混凝土板之間留10cm寬無砂混凝土縫，縫下鋪設40cm寬無紡土工布。水平縫設防滑槽，槽深12cm。

（3）下游護坡整修

在壩坡整修的基礎上，采用草皮護坡，下游壩坡全部整修為1：2.4。

在大壩樁號0+080、0+150處，上下游壩坡均設置一處踏步，以方便壩體觀測。踏步臺階寬1.2m，兩側路沿寬0.2m，C20混凝土砌筑，下設10cm厚C10混凝土墊層。

（4）排水導滲工程

在大壩下游左右壩肩各設置一條岸坡排水溝，壩腳設一道縱向排水溝，貼坡排水體頂部平臺上游設一道縱向排水溝，在樁號0+080、0+150踏步旁各設置一橫向排水溝，由下游壩頂連接至壩腳縱向排水溝。排水溝凈過水斷面尺寸均為0.3m×0.3m。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。

2.2 大壩防滲工程措施

單排布置，鉆孔布置在大壩上游側混凝土路邊緣。灌漿孔分兩序施工，終孔間距1.5m。壩體充填灌漿頂底部深入第四系上更新統粉質粘土1.0m，頂部深入壩體4.0m。灌漿完成后，拔套管封孔。

2.3 溢洪道主體工程除險加固

溢洪道由引渠段、進口段、控制段、泄槽段、尾水渠段組成。

（1）引渠段：梯形斷面，設計僅進行開挖疏浚。樁號0-008～0+000，共長8m。

（2）進口段：樁號0+000～0+010，共長10m，梯形斷面。兩岸邊坡內坡1：0.8、外坡1：0.6，采用M7.5仰斜式擋土墻護砌，邊坡護砌高度由1.5m增加到2.0m。

（3）控制段：樁號0+010～0+018，共長8.0m，梯形斷面。兩岸邊坡內坡1：0.8、外坡1：0.6，邊坡護砌高2.0m，采用M7.5仰斜式擋土墻護砌。底部水平，底寬2.0m。

（4）泄槽段：樁號0+018～0+068，長50.0m，梯形斷面，兩岸邊坡采用M7.5漿砌石護，內坡1：0.8、外坡1：0.6。底寬2.0m，渠底坡度為i=0.015，護砌采用20cm厚C20混凝土，下設10cm厚C10混凝土墊層。

（5）尾水渠段：進行開挖疏浚，使之滿足泄洪要求。

2.4 交通橋加固

跨溢洪道有一交通橋，連接縣道與和灣水庫副壩，并通向石門村。交通橋長6.0m，寬3.0m，橋臺為垂直漿砌石擋墻?？蓾M足農用機械正常通行。

溢洪道護砌時，采用護砌于設計斷面在交通橋下部，使洪水能順利通過交通橋，溢洪道護砌后，可有效防止橋下沖刷，溢洪道側墻有利于交通橋橋臺結構穩定。

2.5 輸水設施工程除險加固

新建輸水洞的爬坡漏位于原位置，與壩下涵管連接。爬坡漏斜臥管長12.96m，共設計5級放水孔，最低級放水孔高程為151.50mm，最高級放水孔高程為153.90m，放水級差0.6m，排水孔直徑0.25m。爬坡漏底坡為1：4.0，過水斷面采用矩形，凈寬0.4m，凈高0.6m，C20鋼筋混凝土結構，壁厚0.2m。消力池長2.0m，寬1.2m，深1.0m。

取保證率0.95，計算設計放水流量為0.056m3/s，進水口控制設施為混凝土堵頭。

2.6 監測設施

為滿足運行管理需要，設計了壩面變形及滲流觀測工程。

變形觀測：在0+149站布置一排觀測斷面，布設3個位移觀測標點，各標點均為豎直位移與水平位移觀測共用，安裝強制定心裝置。左右壩肩堅硬穩固部位分別設有一個位移觀測基點。

滲流觀測：大壩樁號0+149處設置滲壓觀測橫斷面，設置三個測壓管；壩樁0+120處下游坡腳排水溝內設置測量堰，觀測水庫滲流情況。

此外，在踏步旁增加一套水位尺，觀測上游庫水位。

3 結論

通過上述的除險加固工程措施，工程竣工后，一方面可保證大壩安全，保證下游人民群眾生命財產和交通設施的安全。另一方面，可使下游灌區水源充足，保證了當地的農業灌溉，促進了國民經濟的持續穩定。