二龍山水庫溢洪道維修工程設計

趙光輝，宋 鳳，袁靖姣

(1.賓縣水務局，黑龍江 賓縣 150400;2.龍江縣水務局，黑龍江 龍江 161100)

1 基本情況

1.1 工程概況

賓縣二龍山水庫位于賓縣賓州鎮西6 km處，居蜚克圖河上游，是一座集防洪、灌溉、養魚、旅游、城市供水等綜合利用的中型水庫，工程等級為三等3級。

二龍山水庫集雨面積275.5km2，土壩為黏土心墻砂殼壩，主體工程由大壩、溢洪道和輸水洞3個部分組成。設計標準為50 a一遇洪水，500 a一遇洪水校核，設計總庫容為9 400萬m3。水庫汛限水位為190.10 m，設計洪水位191.38 m，校核洪水位192.80 m。總庫容為9 400萬m3，其中防洪庫容為3 220萬m3。壩長800 m，壩頂寬度6 m，壩頂高程為194.50 m。

水庫始建于1958年9月，1966年6月整修續建，1974年竣工。2002年進行了除險加固，設計標準為100 a一遇洪水設計，校核標準為1000 a一遇。加固后水庫總庫容為9 950萬m3。壩長800 m，最大壩高22.65 m，壩頂寬8 m，壩頂高程195.15 m，在壩頂修建了防浪墻，高出壩頂1.2 m，墻頂高程為196.35 m。防浪墻為鋼筋混凝土結構。并對輸水洞和溢洪道閘門等進行了整修和加固處理，開挖拓寬了溢洪道，較大的提高了防洪能力。由于除險加固工程未驗收，現調度運用計劃按除險前標準執行。下游共保護居仁、賓西、永和、糖坊等三鎮一鄉所在地和阿城市的蜚克圖鎮，賓州鎮的6個屯，共計43個自然屯，保護耕地0.8萬hm2，人口6萬人，保護哈同公路、哈同輔線過境段各20 km，保護房屋30萬m2，固定資產6.2億元;另外水庫下游25 km處賓西鎮北新建工業開發區一處，固定資產51億元，總計保護資產57.2億元。

1.2 水文氣象

工程所在地屬大陸性季風氣候，夏季高溫、多雨，冬季嚴寒，最高氣溫為37℃，最低氣溫-40℃，多年平均封凍期為130 d左右，最大凍深2 m，多年平均降雨量450～700 mm。由于冬季長達6個月之久，加上夏汛和灌溉期的影響，施工期較短，最好的施工季節為全年的4～6月期間，庫水位正好處于較低水位，是施工的黃金季節。

1.3 工程現狀

1.3.1 土壩

土壩為均質黏土砂殼壩，壩長800 m，最大壩高22.0 m，壩頂寬6 m，壩頂高程為194.50 m。2002年除險加固，現壩長800 m，最大壩高22.65 m，壩頂寬為8 m，壩頂高程為195.15 m，防浪墻高程196.35 m。

1.3.2 溢洪道

位于水庫大壩西側，為控制型開敞式實用堰，堰上安有兩扇弧型鋼閘門，2孔總凈寬為20 m，堰頂高程為186.00 m，最大泄量為660 m3/s。

1.3.3 輸水洞

在大壩東側，為2孔穿堤鋼筋混凝土有壓圓涵(D=1.4 m)，進口安有兩扇3 m×1.4 m平板鋼閘門，進口底高程為178.78 m，洞長106 m，最大泄量為25 m3/s。

2 工程存在問題及建設的必要性

除險加固工程完工后，對整個水庫工程的效益發揮起了決定性作用。但由于在除險加固設計中，對溢洪道左右兩岸，由于水流橫向沖刷所造成的危害考慮不夠充分，致使水庫在正常溢洪時出現左右岸邊沖刷嚴重的現象，危及了溢洪道左右岸坡的安全。同時由于龍珠集團生產及生活廢水通過直徑400 mm的排水管在溢洪道左岸上集中自由排放，加之期間發生了3次較大的降雨，致使水庫溢洪道左側坡水直接匯入溢洪道排水溝內。由于該地段坡頂和溝底落差大，近30 m，況左岸屬于軟基，坡水無處可排，只能在此進入溝道，所以造成了溢洪道排水溝左側30～50 m處出現了一個較大漏斗式沖坑，東西長30 m，南北寬20 m。直接造成了溢洪道左岸出現了較大范圍的塌岸，況且塌坡速度較快，現左岸山坡已破爛不堪，加上右岸100～200 m段出現了70 m的脫坡段，致使該段山坡向路邊公路靠近。

二龍山水庫溢洪道出口，在二龍山水庫除險加固時，對出口的左側底部進行了加固處理，但經過幾年運行，出口護底的鋼筋籠塊石，被冰排撞毀15 m長，并沖出大坑。另外，左岸在除險加固時沒有采取工程措施進行處理，近年沖刷、坍塌非常嚴重。上述兩段將對溢洪道的行洪穩定非常不利，直接造成溝坡不穩定，溝道左右擺動，使左側水庫風景區停車場和右側公路的安全受到嚴重影響，如不及時治理，后果將不堪設想。因此對二龍山水庫溢洪道水毀地段進行維修加固是十分必要的。

3 工程設計

3.1 設計原則

實事求是，因地制宜，方案合理，經濟美觀。

3.2 設計標準

溢洪道按100 a一遇洪水設計，1000 a一遇校核，坡水按10 a一遇。

3.3 工程設計

3.3.1 左岸擋土墻

按照《賓縣二龍山水庫除險加固設計》(黑龍江省水利水電勘測設計研究院)中對溢洪道設計結果，和省水利設計院幾位專家現場研究確定，此次維修只將原鋼筋籠塊石沖毀處恢復，對右側沖坑不進行處理。留做沖刷坑，使之形成消能水墊。對左岸自溢洪道出口左側墻端頭處起修混凝土重力式擋土墻，墻總長82 m，墻高出鋼筋籠頂面4.5 m(高出泄洪水位0.5 m)，基礎滿足防凍要求并和基礎巖石相接觸。

為了防止水流對左岸的沖刷，在左岸修一處混凝土重力式擋土墻，擋土墻尺寸為:頂寬0.5 m，墻身底寬3.2 m，底板寬4 m，厚1 m;加0.5 m深齒墻，齒墻寬0.5 m。墻上設3排排水管。龍珠排水管由墻中穿過，施工中在墻中預埋混凝土管。

墻后回填土與墻頂齊平后，向上以1∶2的坡比做坡。

3.3.2 漏斗式沖坑處理

根據工程實際，對左岸漏斗式塌坡段進行回填土后在上面拋石，然后進行鋼筋網籠塊石護砌，使散入坡水進入鋼筋網籠塊石柔性結構消殺由于落差所形成的勢能后，緩慢進入下游溝道，保持左側山坡的穩定完整和山上停車場的安全。并對右岸采取按山坡穩定邊坡進行整形，確保右岸山坡和公路安全。

對已形成的陡崖進行回填土，然后對坡水匯入處，做一個半園形鋼筋網籠塊石柔性結構，使水流匯入后在此消殺能量，順利進入溝道。拋石厚度為3 m，然后進行鋼筋網籠護砌，網籠厚度為1.0 m，半園形護坡采用鋼筋網籠結構，厚度為1.0 m，邊坡為1∶1。網籠下設碎石墊層50 cm，砂墊層50 cm。消能段和下游溝底段連接采用鋼筋網籠護砌，下設碎石墊層和砂墊層各30 cm。同時完成沖溝土方回填任務，沖溝平均頂寬30 m，平均底寬9 m，長55 m，平均深6 m。并通過管道把集中排放的水直接送到溢洪道排水溝內，減少對岸坡的直接沖毀。管道為混凝土預制管40 cm，設計檢查井2處。

3.3.3 河底左側沖刷處理

采用鋼筋石籠襯護與原鋼筋石籠一致。鋼筋石籠尺寸為:高1 m，長10 m，順水流方向寬5 m為一個鋼筋籠，內設拉筋，鋼筋采用φ12螺紋鋼，間距為20 cm×20 cm，籠中裝滿塊石后采用鋼筋焊接封頂。鋼筋籠焊接要嚴格按照規范要求執行，不能點焊，塊石直徑要盡量大一些，頂面塊石直徑要大于40 cm，砌筑要求表面平整。

此項維修工程在2005年施工，2007年已全部完成維修任務，滿足設計要求。