通天水庫除險加固的設計技術要點

王曉飛

(訥河市六合河道堤防管理站，黑龍江訥河163100)

1 工程概況

通天水庫位于倭肯河上游左岸二級支流通天林場溝上，通天林場溝為碾子河河一級支流，地處勃利縣勃利鎮境內。水庫上游集雨面積30 km2，總庫容為102.54×104m3。由土壩、溢洪道、輸水洞組成。水庫始建于1958年，工程施工幾次停滯，至1984年方才竣工。水庫由土壩、溢洪道、輸水洞三部分組成。

通天水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪、旅游、養魚等綜合利用的小(1)水庫，設計灌溉水田73.3 hm2，保護下游勃利縣城，保護人口5萬人口，保護牡佳、勃七鐵路，保護省道308及勃利—羅泉縣級公路，保護耕地面積1333.3 hm2。

2 水庫存在的主要問題

根據通天水庫大壩安全鑒定報告，鑒定結論為三類壩，應盡早進行除險加固。水庫工程經過多年的運行，出現了很多質量問題，形成水庫運行障礙及隱患，目前存在的主要問題有:

1)土壩:大壩防洪標準經復核已達設計高程，但壩前迎水側塊石護坡經多年運行，現已風化、塌陷，下游排水棱體塊石風化、局部破損，壩后有滲漏現象。

2)溢洪道:兩側側墻、底板、陡坡及消力池漿砌石老化嚴重，陡坡漿砌石底板下游滲漏通道，陡坡段后效能設施不完善、尾水渠未開挖，溢洪道已不能正常使用。

3)輸水洞:現啟閉塔冰凍部位內外壁凍蝕嚴重，下游消力池破損嚴重，海漫沖毀;輸水洞閘門、啟閉設備銹蝕嚴重，閘門啟閉不靈，輸水洞已不能正常運行。

4)壩上沒有搶險照明設施，水庫無必要的觀測、通訊、交通設備及水文測報設施，水庫管理制度不善，大壩運行管理較差。

為保證水庫及下游人口生命財產安全，應盡早排除水庫險情，實現水庫安全運行，因此進行通天水庫除險加固建設是十分必要的。

3 水庫規模及防洪標準的確定

通天水庫總庫容102.54×104m3，本次設計按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252—2000及《防洪標準》GB50201—94規定，水庫屬于小(Ⅰ)型丘陵區水庫，工程等級為Ⅳ等，主要建筑物土壩、溢洪道、輸水洞為4級。水庫按10 a一遇洪水設計，按100 a一遇洪水校核。溢洪道消能防沖按20 a一遇洪水標準設計。

4 主要特征水位的確定

4.1 死水位

水庫原設計死水位265.7 m，死庫容為5.8×104m3。根據本次實測地形圖量算，該水位下庫容目前為0.3×104m3，灌溉輸水洞底高程目前為265.0 m，但該輸水洞目前基本廢棄，本次擬重建。

根據本次水文分析成果，壩址以上年輸沙量2 449.5 t，按水庫再運行50 a考慮，泥沙淤積庫容為9.42×104m3，按來沙60%淤積在水庫中，計算水庫泥沙淤積庫容需5.65×104m3，本次按照復核后的庫容曲線，運行期末水庫淤積高程為267.36 m，現狀死水位不能滿足未來水庫運用要求，故本次按滿足淤積和輸水洞放水要求確定死水位267.6 m，相應死庫容為7.0×104m3，可以滿足運用要求。

4.2 正常蓄水位

本次設計仍采用原設計的正常蓄水位271.50 m，相應庫容72.90×104m3。水庫按上述規模復核可灌水田面積113.3 hm2，灌溉保證率為75%，滿足水庫的工程任務要求，因此，本次設計正常蓄水位不變。

5 水庫除險加固的主要工程措施及技術要點

5.1 大壩工程處理措施

土壩上游設護坡，護坡上部頂高程為275.20 m高程，下部至死水位267.60m。護坡塊石厚30 cm，碎石墊層20 cm，砂礫石20 cm。死水位以下采用拋石固腳，邊坡為1∶4.0。土壩下游滲漏段在樁號0+180—0+280采用蓋重，首端1.0 m，末端0.5 m，長20 m。

5.2 溢洪道工程處理措施

1)對溢洪道進口底板、堰體及水平段底板、陡坡段底板、消力池底板進行混凝土襯砌補強，先把裂縫混凝土表面鑿毛2 cm，裂縫處鑿成梯型或U型槽，清除被修補處的灰塵、松動的雜物，用環氧樹脂進行封堵，再澆筑混凝土厚度20 cm，現狀高程為271.28 m，正常蓄水位高程為271.5 m，堰頂高程滿足要求。底板加鋼筋網一層直徑12 mm，間距20cm×20cm，用錨桿固定在底板基礎上。

2)左右兩側漿砌石邊墻損壞處維修，用環氧樹脂進行補強。

3)溢洪道消能工的完善:海漫段由兩部分組成，前段漿砌石段長7.7 m保留，后段干砌石段長12.3 m拆除重建，拆除表層護砌保留原基礎齒，干砌石厚度60 cm，碎石墊層30 cm，砂礫石墊層20 cm。尾端設置防沖槽深1.45 m，槽兩側岸邊進行護砌，干砌石厚度30 cm，碎石墊層20 cm，砂礫石墊層20 cm。出口尾水渠進行開挖。

5.3 輸水洞工程處理措施

輸水洞在原址拆除重建，現狀底高程基本滿足運行要求，考慮淤積影響底高程抬高0.5 m，盡量利用原底板在原位置處修建輸水洞。設計灌溉流量為2.0 m3/s，為1孔混凝土方涵，為壩下埋管形式。孔口尺寸為1.0m×1.8m。進口段為八字型采用混凝土U型槽結構，長度為6.0 m，凈寬由4 m變為1 m，底板頂高程為265.5 m;閘室段長3.5 m，寬2.6 m，高6.5 m;洞身長50 m，每段洞長10 m，共5段，i=1/1000，洞身斷面1.0×1.8 m;消力池為鋼筋混凝土U型槽結構，擴散式，凈寬由1 m增加至5 m，消力池長10 m，深1.0 m;海漫段長15 m，海漫采取30 cm干砌石護砌，下設碎石及砂礫石墊層各20 cm。海漫末端防沖槽進行干砌石護砌，防沖槽底寬為1.0 m，深度為1.0 m。

抗凍設計:由于輸水洞埋深很深達10 m，在凍深線以下且地基為砂巖，故洞身不考慮抗凍設計。出口墻后和消力池底板設置保溫板，防止凍脹產生。

6 結語

本水庫已經圓滿的通過黑龍江省水利廳的審查，現在已經開始施工。

［1］七臺河市水務局.勃利縣通天水庫大壩安全鑒定報告書［R］.七臺河:七臺河市水務局，2009.

［2］黑龍江省水利水電勘測設計研究院.勃利縣通天水庫除險加固工程初步設計報告［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2010.