黎明水庫存在問題及除險加固工程方案

曲燕

(河南省南陽市桐柏縣水利局，河南 桐柏 474750)

1 引言

黎明水庫位于桐柏縣月河鎮徐寨村西側淮河一小支流上，屬準河流域，水庫控制流域面積0.20 km2。該水庫于1997年9月動工興建，1999年4月基本建成，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產養殖等綜合利用的小(2)型水利樞紐工程。主要建筑物有大壩、溢洪道、輸水洞等。水庫保護下游312 國道以及1 230余人、30 hm2耕地的生命財產安全，一旦失事，將給下游設施及人民生命財產安全帶來嚴重威脅。但水庫因年久失修，存在一定的安全隱患，嚴重影響水庫蓄水，制約灌溉、防洪效益的發揮。2020年8月，水利部委托黃委會對該水庫的病險問題進行了現場核查，認為對該水庫進行除險加固勢在必行。

2 工程概況

水庫總庫容18.90萬m3，主壩為均質土壩，壩頂長89 m，最大壩高14.32 m，現狀壩頂高程150.69～150.90 m，壩頂寬7 m，混凝土路面寬3 m，無防浪墻、無路沿石。主壩迎水坡坡比1∶1，背水坡坡比1∶2，坡面無護砌，無排水體。副壩為均質土壩，壩頂長57 m，現狀壩頂高程為149.15～149.61 m，最大壩高8.21 m。壩頂寬7～11 m，為土路面，無防浪墻、無路沿石。副壩迎水坡坡比1∶1，背水坡坡比1∶1.50，坡面無護砌，無排水體。溢洪道緊鄰副壩右壩肩，為開敞式明渠，現狀溢洪道進口底部高程147.37 m，底寬2.50 m，最大泄流量 3.50 m3/s。主壩輸水洞位于主壩左壩肩，進水口為爬坡漏型式，洞身為無壓混凝土圓涵，洞徑0.40 m，涵洞長度52 m;副壩輸水洞位于副壩右壩肩，進水口為爬坡漏型式，洞身為無壓混凝土圓涵，洞徑0.40 m，涵洞長度23 m。

3 前期工作過程

水庫存在許多安全隱患，在南陽市桐柏縣水利局的領導下，按照《水庫大壩安全評價導則》SL258-2017，結合水庫現狀，河南靈捷水利勘測設計研究有限公司編制了《南陽市桐柏縣黎明水庫大壩安全評價報告》，2020年8月，桐柏縣水利局組織專家對水庫進行鑒定，形成《大壩安全鑒定報告書》，水利部委托黃河水利委員會對該水庫的病險問題進行了現場核查，2020年9月 7日，黃委會以運管函 〔2020〕1號向水利部運行管理司匯報了該水庫的病險情況，認為除險加固很有必要。

2021年3月河南靈捷水利勘測設計研究有限公司做出了《南陽市桐柏縣黎明水庫除險加固工程初步設計報告》，由桐柏縣水利局組織專家對初步設計進行了評審。

4 工程存在的問題

2020年8月，桐柏縣水利局組織專家對水庫進行鑒定，確定該壩為三類壩。水庫存在的問題如下：①大壩抗滑穩定安全系數不滿足規范要求。溢洪道底板及右岸抗沖刷能力差，現狀護砌已損壞，邊墻倒塌，邊墻穩定系數不滿足要求。主副壩輸水洞進口淤堵，出口洞周有滲水明流，副壩輸水洞出口周邊壩體土流失。大壩結構安全評價為C級。②大壩壩體填筑質量較差,壩頂路面凹凸不平,迎水坡坡腳淘刷嚴重;背水坡坡面有凹陷，局部滑塌。壩體及壩基存在滲漏問題。溢洪道進口段和控制段右岸護砌已損壞，左岸擋墻單薄，無消能設施，無尾水渠，主副壩輸水洞進口淤堵，出口洞周有滲水明流，副壩輸水洞出口周邊壩體土流失。綜合評價，大壩工程質量“不合格”。③水庫無大壩監測、通信、電力等管理設施，無管理房屋，無防汛倉庫，防汛道路路況差，管理設施不完善。該水庫大壩運行管理綜合評價為“不規范”。④經水庫防洪能力復核，現狀情況下，水庫主壩壩頂高程滿足《防洪標準》的規范要求，副壩壩頂高程欠高，不滿足規范要求。溢洪道過流能力能夠滿足泄洪要求。大壩防洪能力評價為C級。⑤壩體座于下元古界花崗片麻巖及第四系松散堆積層上，河槽段壩基與壩體結合面處理差，主壩及副壩壩體、壩基均存在滲漏。水庫大壩滲流性態不安全，大壩滲流安全評價為C級。

5 除險加固工程方案

5.1 大壩除險加固工程設計

5.1.1 壩頂工程

除險加固設計主壩壩項長 89 m，副壩壩頂長 64 m。主壩現狀壩頂高程為150.69～150.90 m，副壩現狀壩頂高程為149.15～149.61m，均高于理論壩頂高程，主壩設計壩頂高程150.60 m，副壩設計壩頂高程149.10 m。結合現狀壩頂，設計壩項寬7 m，采用C25混凝土路面，下設15 cm厚砂礫石墊層，路面傾向下游側設 3%的緩坡。沿壩頂上游側新建寬25 cm、高 60 cm的C25混凝土防護墻，防護墻埋深60 cm。下游側新建寬15 cm、高 50 cm的C25混凝土預制塊路沿石，路沿石埋深30 cm。在壩頂設集中泄水窨井，設帶孔蓋板，與壩坡橫向排水溝對應，以利于快速泄水。

5.1.2 上游護坡工程

除險加固將迎水坡培厚整修至設計斷面后，采用12 cm厚的現澆 C20混凝土護坡，護坡板設計尺寸為1.90 m×1.90 m，四周設置10 cm 寬無砂混凝土填縫。坡腳設 Mu60M7.5 漿砌石齒墻。主壩在145 m處設上游戧臺，寬1.50 m。

5.1.3 下游壩坡工程

壩坡整修工程：對下游壩坡按設計坡比進行培厚整修并采用植草護坡，坡比為1∶2.25。

5.1.4 新建貼坡排水體工程

除險加固在大壩背水坡新建貼坡排水體，主壩排水體頂高程140.30 m，樁號0+019～0+069:副壩排水體頂高程145.20 m，樁號0+010～0+058，坡比均為1∶2.25。排水體上部干砌塊石厚 30 cm，下設直徑0.50～4.00 cm 碎石厚 20 cm (其中 0.50～2.00 cm碎石和2～4 cm 碎石各50%)，粗砂墊層厚 20 cm。

5.1.5 大壩防滲加固工程

除險加固工程大壩采用粘土斜墻防滲，主壩處理處理范圍為樁號0+000～0+089，副壩處理處理范圍為樁號0+000～0+062。

5.2 溢洪道工程設計

黎明水庫溢洪道全長 50 m，包括進口段、明渠段、泄槽段、消力池段、出口段、尾水渠段等。溢洪道除險加固工程內容包括: 進口段樁號-0+003～0+000 右岸新建 C20混凝土重力式擋墻。樁號0+000～0+005.30 為進口段，底部采用20 cm厚 C20混凝土護砌，高程147.37 m，底寬2.50 m；兩岸新建 C20混凝土重力式擋墻。明渠段樁號0+005.30～0+015 為明渠段，底寬2.50 m，采用20 cm厚 C20混凝土底板，縱坡1∶200；兩岸采用C20混凝土重力式擋墻進行護砌。泄槽段樁號0+015～0+017.40 為泄槽段，底寬2.50 m,采用C20混凝土底板，坡比1∶1;兩岸采用C20混凝土重力式擋墻進行護砌。消力池段樁號0+017.00,0～0+022.80，新建消力池，池長 5 m，寬2.50 m，池深0.60 m。底板厚 0.40 m，為C25 鋼筋混凝土結構;消力池底板設中75 mmPVC 排水孔，間距1.50 m;兩岸采用C20混凝土重力式擋墻進行護砌。出口段樁號0+022.8～0+028.8 為出口段，底寬2.50 m，采用35 cm厚 Mu60M7.5漿砌石護砌;兩岸采用C20混凝土重力式擋墻進行護砌。尾水渠段樁號0+028.80～0+050，開挖疏浚長度21.20 m，右岸為現狀山體，左岸邊坡按坡高1 m，坡比1∶1整治。

5.3 輸水洞工程設計

輸水洞除險加固工程:主、副壩輸水洞進出口、進口斜臥管拆除重建，新建消力池。主、副壩輸水洞進口拆除重建及新建洞身連接段：主壩輸水洞新建斜臥管洞身采用40 PVC 管，管箍采用C25 鋼筋混凝土,進口處新建 C25 鋼筋混凝土進水池，進口高程139.07 m，底板高程137.57 m，尺寸為4.24 m ×2.50 m(長×寬)。進水池頂板采用斜坡式，坡比1∶2.25，頂板處設置階梯式放水孔，共 3孔。檢修孔尺寸為0.60 m×0.60 m，下部設置鋼爬梯。進口處新建 C25 鋼筋混凝土洞身連接段，與現狀洞身連接，長度9 m。新老洞身結合處設置 C20混凝土截水環，長度1 m，外包老洞身厚 0.50 m。

5.4 管理工程設計

為了便于水庫管理及綜合開發經營，除險加固擬新建管理房 51.11 m。新修防汛道路 0.30 km。設計在主壩樁號0+045 和副壩樁號0+037 垂直于壩軸線方向設浸潤線觀測管一排共 3孔。主、副壩共設 4處位移觀測點和2處位移基點。主、副壩背水坡壩腳各設量水堰1座，迎水坡各設水尺1個。在大壩壩端增設水庫標識牌。

5.5 機電、金屬結構

管理房電源引自附近村莊變壓器處干線，單回路供電，新建低壓供電線路 0.50 km 至管理房，電纜 YJV-16 mm2。管理房內設照明系統一套，管線到位。設計輸水洞放水孔采用φ20 cm圓形鑄鐵拍門控制。

5.6 環境保護及水土保持工程。

桐柏縣黎明水庫除險加固工程，由桐柏縣小水庫除險加固工程建設管理局具體負責該工程的全面組織、實施?？h計委、財政局、土地局、公安局、月河鎮政府等職能部門領導人應積極配合、協調工程實施過程中的資金、征地、質檢、安全保衛等工作。

6 項目管理

該工程在項目管理上嚴格按照基本建設程序，實行項目法人制、施工招投標制和工程監理制。在工程實施過程中，必須嚴把質量關，建立項目管理責任制和質量管理安全保證體系。明確質量責任人，抓好工程質量、工程安全、工程進度。