范家水庫除險加固設計

張東旭 宋恒毅 許妍 趙容漫

摘 要：范家水庫位于新凱河上游的右側支流楊柳河的五家子溝上，壩址在長春市朝陽區大屯鎮范家村李家窩堡屯南，該水庫是一座防洪、灌溉、養魚綜合利用的水庫。泄洪洞經多年運行，進出口邊墻、底板砼由于凍融、沖刷和侵蝕，傾斜、倒塌、破壞嚴重，多處鋼筋裸露；沒有閘門和啟閉設備。下游河道防洪標準低，沒有采取工程措施。本文對大壩上游壩坡進行護砌；對壩頂路面進行翻新處理。根據水庫大壩工程現狀，依據各項水力及穩定計算，對大壩進行除險加固設計。

關鍵詞：土石壩；除險加固；溢洪道

1 工程概述

范家水庫位于新凱河上游的右側支流楊柳河的五家子溝上，壩址在長春市朝陽區大屯鎮范家村李家窩堡屯南，距范家村西南方向約1.25km，其位置在E125°12'57"，N43°43'49"。該水庫是一座防洪、灌溉綜合利用的水庫。

范家水庫建于1977年，原設計資料丟失。水庫由大壩及泄洪洞構成，為土壩。泄洪洞布置在大壩中間處，為1孔孔徑1m的圓涵，底板高程為223.00m。由進口八字墻、洞身段及出口八字擋墻、水平護坦及尾水渠組成。

泄洪洞經多年運行，進出口邊墻、底板砼由于凍融、沖刷和侵蝕，傾斜、倒塌、破壞嚴重，多處鋼筋裸露；沒有閘門和啟閉設備。下游河道防洪標準低，沒有采取工程措施。

2 水文

范家水庫位于新凱河上游的右側支流楊柳河的五家子溝上，壩址在長春市朝陽區，其地理位置為E125°12'57"，N43°43'49"。該水庫是一座防洪、灌溉、綜合利用的水庫。

五家子溝發位于范家村西南，自東北向西南于李家窩堡屯南匯入范家水庫。水庫壩址以上集水面積1.58km2，河長097km，河道平均坡度9‰。

本次用萬分之一地形圖對流域特征值進行了量算，量得該水庫流域面積為1.58km2，見下表。

3 工程地質

范家水庫位于新凱河上游的左側支流楊柳河的五家子溝上，壩址在長春市朝陽區大屯鎮范家村李家窩堡屯南，其地理位置為E125°12'57"，N43°43'49"。該水庫是一座防洪、灌溉、綜合利用的小Ⅱ水庫。大壩現狀為均質土壩，壩長482m，最大壩高4m，壩頂寬3.5～5.6m。水庫由大壩及泄洪洞組成。

存在的主要問題有：

（1）大壩上、下游壩坡無護坡，存在沖刷現象，壩腳處無排水設施。

（2）下游河道沒有護砌。

（3）泄洪洞經過多年運行，泄洪洞進出口邊墻、底板砼由于凍融、沖刷和侵蝕，傾斜、倒塌、破壞嚴重，多處鋼筋裸露；沒有閘門和啟閉設備。

（4）配套管理設施及不完善，水庫一旦出險，將造成損失。

4 設計基本資料

本次設計的工程等別及建筑物級別依據規范，水庫總庫容為26.86×104 m3，最大壩高4.0m，確定本工程為Ⅴ等工程，屬小（2）型水庫，永久性主要建筑物按5級、次要建筑物及臨時建筑物按5級建筑物設計。

洪水標準按平原、濱海區確定為：設計洪水標準為10年一遇，校核洪水標準為50年一遇。

5 除險加固設計

根據水庫大壩工程現狀，依據各項水力及穩定計算，對大壩進行除險加固設計。

針對工程現狀及存在的主要問題，本次設計工作內容包括：

土壩：（1）庫區魚塘拆除，壩下魚塘填平；

（2）對大壩上游壩坡進行護砌；對壩頂路面進行翻新處理。

泄洪洞：拆除新建溢洪道。

本次設計將庫區內7座魚塘全部拆除，用拆除的土方填平壩下游的1座魚塘。庫區內魚塘拆除土方量達2.97萬m3，壩下魚塘填平至223.50m。

6 總結

本次設計通過對土壩庫區魚塘拆除，壩下魚塘填平；以及對大壩上游壩坡進行護砌；拆除新建溢洪道的措施對水庫進行除險加固。通過多方查找資料，計算最終所設計的滿足要求，并符合相關規范。通過拆除庫區內7座魚塘，填平壩下游的1座魚塘降低風險加大庫容。并通過規范確定護坡的尺寸，對比分析了護坡形式。最后通過所學的水利計算，穩定計算確定了溢洪道，并滿足穩定要求。

通過本次畢業設計，我認識到設計的重要性，也使我提高了獨立思考問題的能力，學到了很多新知識，并且對一些常用規范做到了基本的掌握。

參考文獻：

[1]劉培榮，于德萬.小面積洪水計算匯流參數m值的推求[J].吉林水利，2012（02）：22-23+27.

[2]侯賢貴.集雨面積相近的兩條小河流匯合口處洪水計算[J].黑龍江水利科技，2015，43（06）：37-39.

[3]于慶峰.海漫加糙影響下水流垂向二維數值模擬[D].內蒙古農業大學，2006.

作者簡介：第一作者張東旭（1996-），男，吉林白城人，研究方向：水利水電工程。

通訊作者：溫寧（1987-），河南駐馬店人，碩士，助教，研究方向：水工結構工程及基礎工程，單位：吉林農業科技學院機械與土木工程學院。