灤平縣窟窿山水庫除險加固工程概述

摘要：窟窿山水庫工程存在很多隱患，經過除險加固措施的全面實施，消除了工程隱患，摘掉了病險水庫的帽子。加固后的水庫工程效益顯著提高，抵御突發性重大事故風險的能力大大增強。

關鍵詞：窟窿山水庫 除險加固 工程質量

窟窿山水庫于2002年6月被確定為病險水庫。2002年9月批準立項，水庫除險加固工程于2003年12月開工，工期18個月。主要工程項目包括：攔河壩護坡工程、溢洪道增設溢流堰及水閘工程、折除重建放水洞、進水閘、啟閉機室、出口閘室、更換水電站引水管道、重建渠首分水閘工程等，總投資3563萬元。本文就除險加固工程做簡單論述。

1 工程概況

窟窿山水庫位于河北省灤平縣上游7.5公里處的牤牛河上，水庫控制流域面積142.2km2，總庫容1430萬m3，是一座以防洪、城市供水為主、兼顧灌溉、發電、養殖及林業、生態等綜合功能的中型水利樞紐工程。窟窿山水庫于1958年3月開工興建，1960年5月蓄水運用，防洪標準100年一遇設計，500年一遇校核，最大壩高24.08m。

1963年河北省中南部遭遇特大洪水后，將防洪標準提高到300年一遇設計，1000年一遇校核。溢洪道側槽改為正槽，底寬由29.0m加寬到65.0m。1975年河南省特大暴雨發生后又以最大可能降雨的洪水標準對水庫進行復核，大壩加高2.98m，溢洪道底寬由65.0m加寬到85.0m，堰頂高程由568.32m降至566.36m。經1964年、1974~1975年續建和1976~1978年的加固處理，水庫達到現狀規模。總庫容1430萬m3，水庫正常蓄水位569.00m，興利庫容526萬m3，死水位560.00m，死庫容50萬m3。水庫大壩長314m，壩頂高程573.9m，最大壩高24.08m，壩頂寬5m，為粘土心墻砂礫石殼壩。

2 工程存在的主要問題

窟窿山水庫存在的問題較多，也很嚴重，主要有以下7方面：①水庫淤積嚴重，庫容逐年減少，根據預測2020年設計死庫容全部淤死，致使水庫徑流調節能力大大降低，限制了水庫應有效益的發揮。②大壩上游護坡破損嚴重，抗滑穩定安全系數不能滿足規范要求，下游壩坡散亂不規則，破損較為嚴重，左壩頭基巖破碎滲漏嚴重，右壩頭下有透水層，有滲漏現象。③溢洪道無控制工程，溢流面板老化失修，破損嚴重。④放水洞實際水流流態與原設計不符，泄量超過11.0m3/s時洞內水流為明滿流交替狀態，引起閘室劇烈震動，消力池邊墻底部傾斜，很容易造成傾倒。⑤壩下游灌渠年久失修，滲漏嚴重。⑥電站設備老化，年久失修，已不能發揮效益，電站壓力管道為鑄鐵管。1987年9月17日曾爆管，后經修復沿用至今，已經老化。⑦金屬結構、機電設備、消防設施老化，監測設施失效，管理辦公設施陳舊。

3 除險加固措施

根據窟窿山水庫工程存在的問題，除險加固工程的主要任務是對存在不安全因素的壩坡進行加固，在溢洪道修建控制工程，提高水庫的調蓄能力。

3.1 水庫大壩加固處理 攔河壩為粘土心墻砂礫石殼壩，壩頂長314.0m，最大壩高24.08m。本次除險加固對上游壩坡采用壓坡和壩頂翻修處理，下游壩坡進行修整并重新護砌，恢復到原設計斷面，大壩上下游壩坡在566.14m高程設馬道，上游馬道寬6.0m，下游馬道寬8.0m，上游壩坡在557.14m高程增加4.0m馬道，壩頂高程恢復到573.9m，防浪墻頂高程574.75m。

3.2 溢洪道加固處理 溢洪道位于水庫右岸，為開敞式溢洪道，寬91.0m，總長251.93m，本次設計在進口中部增設2孔凈寬8.0m的泄洪閘，泄洪閘中心線與溢洪道中心線重合，底高程564.36m，在泄洪閘兩側原開敞式溢道上增設溢流堰，堰頂高程2.64m，總長71.0m。閘（堰）下游跌壩，陡坡挑坎在原建筑物基礎上增加0.4m厚鋼筋混凝土護面。拆除原來低標準交通橋，并在閘室上游設汽-10級鋼筋混凝土交通橋兼閘門檢修工程橋。

3.3 放水洞加固 放水洞位于水庫左岸，城門洞型花崗巖和預制混凝土塊襯肆，斷面尺寸1.8m×2.0m。有壓進口段長28.0m，進口底高554.0m。洞身長度158.0m，安全泄量11.0m3/s，因放水洞進、出口破壞嚴重，本次設計確定拆除重建進水閘啟閉機室、出口閘室、消力池。

3.4 發電站 發電站位于壩體右岸，為壩后式，引水管老化嚴重，決定更換為直徑600mm的鋼管，引水管總長120m，進口底高程560.30m，出口高程550.36m，最大過流量1.0m3/s。原發電廠房也固破舊不堪，拆除重建，采用地上式磚混結構。

3.5 渠首分水閘與渠道 渠首分水閘與放水洞出口節制閘同一閘室布置，與該閘同樣拆除重建。壩下260m長灌渠渠道年久失修，滲漏嚴重，影響壩體排水，確定拆除重建壩下渠道。

3.6 電氣設備及監測設備 水庫管理處新增1臺63KVA的變壓器，并利用原有的1臺30KW柴油發電機組作為通信等較重設備的備用電源。溢流道左岸原有變壓器容量為50KVA，本次改道更換為200KVA變壓器，從溢洪道，放水洞進出口，大壩照明等處負荷用電，并作為電站升壓變壓器。同時增加1臺120KW的柴油發電機組做為溢洪道及放水洞閘門的備用電源。電站裝設1臺HL260-WJ-50型水輪機和1臺SFW125-10型發電機。

本次加固后電站并網運行，重新架設10KV輸電線路。溢洪道和管道處的兩臺變壓器高壓電源均接于此線路。溢洪道左岸變壓器和柴油發電機組之間設置備用電源自動投入裝置。管理處變壓器和柴油發電機組之間設置手動閉鎖裝置，變壓器均采用S9-M型全密封免維護動浸式節能變壓器。新增柴油發電機組均采用S-120GFZ型自動化機組。0.4KV配電裝置采用GGD1型低壓配電屏，屏內設置NS型塑殼開關。動力電纜均采用阻燃電纜，變配電設備均采用戶內布置。

增設自動監控和自動監測設備時對工作閘門和大壩滲壓進行自動監控和監測，監控系統采用分層分布式結構。由監控中心、閘門現地控制單元、自動監測數據采集單元、采集終端及較件組成。監控中心布置在新建辦公樓內，閘門現地控制單元布置在相應啟閉機室控制柜上。監控系統預留遠方監控接口和監控功能，可以與省水利廳防汛調度指揮中心的計算機聯網。

本次加固工程增設雨水情自動測報系統。系統采用分層分布式結構，在水庫管理處辦公樓和灤平縣水務局分別在設置中心站。

4 工程質量

到2005年10月底，各項目工程已全部完工。主壩加固工程共完成117個單元工程，單元工程合格率100%，優良率77.8%，灌漿工程、測壓管工程、壩前坡加固工程、壓力管道工程、消力池工程、金屬結構工程、壩后坡加固工程質量均為優良、溢洪道工程共完成148個單元工程，單元工程合格率100%，優良率80%。

5 工程運行效果

除險加固工程從2005年底竣工重新投入運行至今五年多，通過對水庫除險加固工程實施后的各個工程部位運行效果的密切監測，總體效果良好。主壩上、下游通過新設馬道及采用壓坡和翻修處理，恢復到原設計斷面，提高了水庫大壩的抗滑安全系數。兩壩頭采用帷幕灌漿防滲處理，經監測，未發現滲漏現象。放水洞重建后，水流流態穩定，達到了原設計標準。溢洪道經過加固處理，增設了泄洪閘和溢流堰，提高了水庫汛限水位，增大了汛期興利庫容。增設了自動監測設施和監控系統，通過對水庫大壩的跟蹤監測的數據顯示，原病險水庫加固項目的各個工程部位，均滿足了設計要求，達到了除險加固的預期目的。

6 結語

窟窿山水庫除險加固工程的實施，消除了工程存在的隱患，摘掉了病險水庫的帽子，水庫興利庫容增加了180萬m3，供水、發電、養殖等綜合效益的發揮得到了可靠的保證。同時水庫的安全系數大大提高，抵抗突發性重大事故風險的能力也大大增強了，有效保證了下游人民生命財產的安全。

作者簡介：韓樹軍（1971-08），男（滿族），河北灤平人，高級工程師，從事水利水電施工工作18年。