人民水庫除險加固工程中風險控制分析

趙紅梅

（晉城市城區(qū)水務(wù)局，山西 晉城 048000）

1 水庫工程概況

人民水庫屬沁河流域，建于丹河一級支流北石店河上，位于晉城市城區(qū)北石店鎮(zhèn)窯頭村西北約1km鳳凰山煤礦生活區(qū)內(nèi)。壩址以上流域長4.15km，控制流域面積7.72km2，是一座以防洪為主、兼顧旅游的小（二）型水利樞紐工程。樞紐工程由大壩、溢洪道、臥管輸水洞組成，總庫容65.4萬m3。

水庫大壩位于主河槽上，長175m，最大壩高10m，壩頂高程794m，壩頂寬6m，為碾壓式均質(zhì)土壩，壩頂為混凝土路面，是進出生活區(qū)的道路。上游壩坡為混凝土護坡，坡度1∶3，設(shè)有觀光臺。下游壩坡1∶2.4～1∶2.9，進行了綠化。

溢洪道位于大壩左岸，溢洪道軸線與大壩軸線夾角為75.1°，總長200m，前30m為明渠，凈寬6m，之后為暗渠泄槽，凈寬2m，泄流能力為7.38m3/s。暗渠上修筑了鍋爐房，且四周都建有建筑物，溢洪道末端泄入北石店河，該段河道已被鳳凰山礦生活區(qū)占用。

臥管輸水洞也位于大壩左岸，位于溢洪道左側(cè)，進水口由臥管控制，共6階6孔，孔徑0.2m，相鄰臺階高差0.5m，設(shè)計泄量0.7m3/s。輸水洞總長45m，縱坡為2%，為無壓漿砌石結(jié)構(gòu)，斷面為馬蹄拱券型，尺寸0.6m×0.75m。

水庫建于1957年，由于歷史原因，水庫由鳳凰山礦管理，1981年該礦對水庫進行了改造，加固了水庫大壩，并對庫底進行了硬化防滲，建成了水上公園。由于鳳凰山對水庫的改造，致使水庫溢洪道出水口縮窄，達不到泄洪要求，多年來水庫一直帶病運行，使其效益不能正常發(fā)揮。

2011年相關(guān)機構(gòu)鑒定人民水庫大壩類別為三類壩，同年完成了《晉城市人民水庫除險加固工程初步設(shè)計報告》，批復(fù)除險加固工程內(nèi)容為溢洪道、輸水洞臥管改造。

2 除險加固工程設(shè)計方案選定

2.1 除險加固方案設(shè)計

在工程做開工準備時，建設(shè)單位與該礦協(xié)商拆遷事項遇到了困難，原批復(fù)設(shè)計方案涉及拆遷建筑物較多，無法實施。建設(shè)單位邀請省水利廳專家、設(shè)計部門和鳳凰山礦，從工程進度、經(jīng)濟效益、施工難度等方面對優(yōu)化設(shè)計方案積極協(xié)商，進行比選，針對此次除險加固工程共設(shè)計出三種方案。

方案一：按原批復(fù)內(nèi)容進行施工，將現(xiàn)有溢洪道下挖1.2m、拓寬1m，出口水消能后泄入水庫下游北石店河，最大泄量75.2m3/s，總投資229萬元。

方案二：溢洪道泄槽改為箱涵結(jié)構(gòu)，排洪箱涵的走向根據(jù)鳳凰山礦區(qū)內(nèi)建筑物布置確定，箱涵布置在兩建筑物中間，距離樓房等大型建筑物基礎(chǔ)距離宜大于0.5m，改建后的溢洪道由進口引渠段、開敞式寬頂堰、箱涵、消力池組成，總長199m，進口寬度7m。工程總投資為283.44萬元。

方案三：原溢洪道不變，在大壩右岸新建溢洪道，與壩軸線垂直布置。新建溢洪道由進口引渠段、開敞式寬頂堰、箱涵、泄槽、消力池和護坦組成，總長239.3m。其中：引渠段長7.2m，寬頂堰分為兩孔，每孔凈寬為3.5m，長8m，并在堰頂安裝兩個1.5m高的閘門；寬頂堰后接泄槽段，長75.6m，其中箱涵分為兩孔，每孔凈寬3.5m，凈高4m，長25m，箱涵后為陡坡段，長50.6m，坡度比為 1：6.41，分為兩孔，每孔凈寬 3.5m，；泄槽后為擴散式消力池，分為兩孔，每孔進口凈寬3.5m，出口凈寬4.5m，長17m，坎高1.5m；最后為護坦段，長131m，分為兩孔，每孔凈寬4.5m。全部泄槽和護坦采用鋼筋混凝土蓋板封閉。投資479.47萬元。

2.2 方案比選

方案一由于溢洪道上違章建筑物較多，基本是礦區(qū)人民生活后勤保障設(shè)施，強制拆遷必定會影響礦區(qū)人民的日常生活，經(jīng)濟損失遠遠超出工程投資。方案二工程放線時發(fā)現(xiàn)鍋爐房建筑物影響工程施工，必須拆掉部分。拆掉部分建筑影響鍋爐設(shè)施正常運行，與方案一所造成的損失基本相當。經(jīng)綜合考慮，第三種方案既可保證水庫行洪安全，又對礦區(qū)損失和居民生活影響較小，從運行角度和管理角度來看，該方案施工及維護等后期管理不影響礦區(qū)人民生活秩序，可以實施。

3 風險控制因素分析

通過充分考慮各方意見，在進行方案比選時，從工期、經(jīng)濟效益、安全控制等方面進行論證，結(jié)論是“保持原有溢洪道功能，在右岸新建溢洪道”的方案較為有利。

3.1 工程進度保障

按照國家對病險水庫除險加固工程的總體部署，人民水庫除險加固工程的最后驗收期限截止到2014年年底，如期完成不了，將影響到整個山西省的工程進度。通過多次溝通與設(shè)計，工程于2013年10月正式開工，2014年7月完工，工期274d，在主汛期來臨之前工程順利完工，確保了汛期水庫安全度汛，也使建設(shè)部門按期完成了工作任務(wù)。如果按前兩種方案施工，拆遷的設(shè)施是生活區(qū)的后勤保障設(shè)施，在新建設(shè)施沒有投入使用的情況下，原有建筑物是沒法拆除的，因些不確定的拆遷時間將影響工程開工時間，工程進度將會受到影響甚至停工。

3.2 經(jīng)濟效益提高

水庫位于北石店鎮(zhèn)，國家大型無煙煤生產(chǎn)基地—晉煤集團總部及其所屬的王臺礦、鳳凰山礦、機修廠都設(shè)在這里。該鎮(zhèn)依靠其獨特的地理位置及周圍環(huán)境，從建鎮(zhèn)以來就大力發(fā)展農(nóng)業(yè)生態(tài)園區(qū)。截止2003年，全鎮(zhèn)共建起高標準日光溫室大棚466棟，植造經(jīng)濟林193.33hm2，種植中藥材53.33hm2。糧食總產(chǎn)量達到539萬kg，平均畝產(chǎn)317kg。全年向市場提供蔬菜1205萬kg，水果174萬kg。還有各種名優(yōu)花卉。農(nóng)村經(jīng)濟總收入達到48157萬元，農(nóng)民人均收入0.3651萬元。

該水庫不僅保護著下游4個村莊、153.33hm2耕地、13個企業(yè)、3900口人的防洪安全及沿河居民生產(chǎn)用水，還是人們休閑活動場所。水庫在汛期調(diào)蓄防洪，非汛期鳳凰山礦利用礦井廢棄用水補充庫區(qū)水源進行養(yǎng)殖觀賞。因此管好用好水庫資源，使之發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益和社會效益是生產(chǎn)發(fā)展和社會進步需求。

庫區(qū)已被該礦改為生活區(qū)，各種生產(chǎn)生活設(shè)施已經(jīng)成系統(tǒng)性配套設(shè)施，若從工程實施角度考慮，一是要拆遷溢洪道上建筑物，首先要該礦重新選址建造鍋爐房等建筑物，然后再進行鍋爐安裝等工程，造價遠遠超出第三種方案。二是拆遷工程實施期間，礦區(qū)生產(chǎn)生活要受到影響，間接經(jīng)濟損失無法估量。三是除險加固工程無限延期，溢洪道防洪標準不能及時得到提高，在不確定的氣象條件影響下，會使水庫防洪處于危險之中，下游人民生命財產(chǎn)無法保障，經(jīng)濟損失更大。四是雖然前兩種方案工程預(yù)算投資少，如果增加前期工程拆除費用，總投資也基本達到了第三種方案投資。

3.3 安全隱患減少

一是拆遷工程安全隱患。拆遷施工是危險系數(shù)較高的工作，比如：對外有垃圾清運、噪音污染、環(huán)境衛(wèi)生、對居民影響，對內(nèi)有房屋結(jié)構(gòu)安全、工人自身安全、來自第三方的安全等。作為除險加固工程中的前期工作，建設(shè)方要對此項工作承擔相應(yīng)責任，并據(jù)此投入相應(yīng)的人力、物力和精力來督促完成此項工作。溢洪道又位于生活區(qū)內(nèi)，安全隱患自然要增多。二是除險加固工程施工中存在的安全隱患。按前兩種方案施工，雖然有專項施工方案，但工作面周圍建筑物較多，有不確定因素存在，挖基坑時勢必會對建筑物和施工人員造成安全威脅。方案三施工面寬闊，無影響物存在，無需考慮第三方安全因素。

4 結(jié)語

人民水庫除險加固關(guān)系到下游人民群眾的生命財產(chǎn)安全，為盡快完成此項工作，建設(shè)單位在資金下達后，積極的與鳳凰山礦進行協(xié)商，多次組織設(shè)計方、礦方及鎮(zhèn)政府召開現(xiàn)場會，并邀請省水利廳專家仔細分析會診。通過綜合分析比較，提出了較為可行的設(shè)計方案，得到了上級水行政主管部門的批復(fù)，確保了水庫除險加固工程順利實施，最大程度地保障了礦區(qū)的經(jīng)濟利益，實現(xiàn)了施工安全、防洪安全。