東升水庫水毀修復工程技術分析

徐焱灼

(林甸縣水務局，黑龍江 林甸 166300)

1 水毀成因及建設必要性

林甸縣東升水庫始建于20世紀50—60年代，主壩長7 500 m，副壩長1 700 m，防洪標準P=2%。該水庫對保護人民生命財產安全具有重要意義。但每年汛期，沖刷嚴重，尤以5+050～5+210段最為嚴重，附近的村屯、農田飽受澇災困擾。

近幾年，隨著對水利工程投入的增加，截至到2003年，東升水庫防洪標準由原來的20 a一遇提高到50 a一遇，防洪能力整體增強，為了根治水害，改善環境，應對迎水面進行護坡加固。提高壩體的抗沖刷能力，有利于壩坡穩定，更好地發揮防洪作用。通過工程建設可緩解洪水對壩體的壓力，加強對汛期防洪能力，以較少的投資獲取較高的長期防洪效果。工程建設既可保護生態又可保護生產力，從而為經濟發展、農業增效，農民增收提供更多有利支撐。

原壩坡生長大量蘆葦，對壩前風浪起到了很好的消波作用。除險加固過程中，由于施工要求，水庫水位下降，壩前蘆葦的生態環境發生變化，加之水庫漁業養殖，投放了大量草魚，蘆葦嫩芽成為草魚優良飼料，因此蘆葦大面積死亡，壩體失去蘆葦保護，受到風浪直接沖刷。迎水坡原設計為草皮護坡，施工時草皮護坡鋪設時間短，草根沒能深入壩體，不能對壩坡表層直到加固作用。因此，該段在風浪作用下，造成壩坡大面積淘涮破壞。

2 工程建設的可行性

東升水庫水毀修復工程項目具有較好的前期工作基礎。水庫大部分堤壩形狀保護較好，工程建設基礎較好。

項目具有較好的群眾基礎。項目區所在地近幾年經濟發展勢頭強勁，人均純收入隨著水稻種植業的發展不斷增加，農民自主投入的積極性空前高漲。特別是在1998年大洪水后，當地群眾深受洪澇災害，普遍支持對東升水庫的治理，農民對項目的實施要求迫切。

資金投入較低，效果高。現有堤段已達50 a一遇防洪標準，只需在原有大壩的基礎上整修加固。

3 水庫水毀工程設計

3.1 工程等級

按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2000)[1]，東升水庫為大(2)型水庫，大壩工程級別為3級。防洪標準:按50 a一遇洪水設計。

3.2 主要設計依據的標準、規范及法律、法規

1)《防洪標準》(GB50201—94)[2]。

2)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2000)[3]。

3)碾壓式土石壩設計規范》(SL274—2001)[4]。

4)《水利水電工程初步設計報告編制規程》(DL5021—93)[5]。

5)《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》(SL/T98)。

3.3 護坡設計

護坡型式選取兩個方案進行比較，干砌石與混凝土護坡。由于干砌石護坡對石料的質量、形狀要求高，施工難度大，且林甸縣本地不產石料，所需石料需要外運，成本高，不經濟。而混凝土板護坡是在現場澆筑，可保證施工進度，整體性好，因此設計護坡形式采用現澆混凝土板護坡。

在主壩5+050～5+210段擬采用混凝土板護坡，混凝土板的厚度計算公式為:

式中:η為系數，對整體式大塊護面板取1.0;b為沿壩坡向板長，m;ρe為混凝土板的密度，t/m3;ρw為水的密度，t/m3;m為壩坡度系數;hp為累計頻率為1%的波高;Lm為平均波長，m。

經計算，設計工況下，t=0.05 m;校核工況下，t=0.07 m，結合水庫大壩護坡厚度為20 cm，本次設計采用t=0.2 m。護坡結構為100×80×20cm，現澆混凝土板+土工布+砂墊層，采用瀝青木板分縫。固腳采用現澆混凝土，固腳頂高程與大壩內側地一平，固腳斷面為梯形，頂寬為50 cm，底寬為80 cm，高100 cm，護坡與固腳混凝土采用C20。大壩修復采用均質土壩，利用原有大壩進行土方填筑，不改變原有設計標準。

4 施工組織設計

4.1 施工條件[6]

本次林甸縣東升水庫水毀修復工程位于林甸縣西北部，三合鄉境內，距縣城33 km。該區多年平均降雨量420 mm，降雨一般多集中在汛期6—9月份，占全年降雨量的70%;多年平均氣溫2.3℃，極端最低氣溫-39.2℃，極端最高溫度39.8℃;流域內多平均年蒸發量為1 459 mm(E20蒸發皿);封凍期為10月下旬，結凍期為4月中旬，結冰期200 d左右，最大凍土層深度2.3 m;風向多為西北和西南風，歷年平均風速為4.0 m/s，最大風力9級。工程所在地區交通比較方便，有G015國道從附近通過。所以土方施工定于10月25日—11月5日，混凝土工程于11月6日—11月15日完工。

4.2 施工導流

為確保施工順利進行，需在主壩內設計臨時圍堰，堰長160 m，頂寬0.5 m，邊坡比1∶1，圍堰高度根據堰前常水位149.00 m，超高0.5 m，故圍堰高度定為1.9 m。

圍堰采用編織袋裝土砌筑，使用黏土填縫，施工時先將裝好黏土的編織袋運到施工地點，再通過人工將編織袋運到施工現場進行人工填筑。

待相關的工程項目施工完畢后，用挖掘機將施工臨時圍堰拆除干凈，棄至指定的范圍。

4.3 建筑材料

4.3.1 大壩土料

根據工程地質資料，項目區內均為黏性土，大壩土方填筑所用土料，可從壩址下游富饒磚場附近料場取土。料場距工地約15 km。

4.3.2 砂、石料

林甸境內不產砂石料，故所需砂石料由齊齊哈爾馮屯料場購進，用汽車經G015國道運至工地，運距120 km。

4.3.3 其它材料

水泥、油料等建筑材料均由林甸縣購進，采用汽車運輸，運距為33 km。

5 工程施工

5.1 土方工程

土方施工以機械為主，先清除迎水坡內淤泥，再采用汽車運土，大壩所用黏土土料采用挖掘機挖、裝，自卸汽車運至壩上，拖拉機壓實，上壩土料不得含有草皮，農作物根、腐殖土雜物。土料填筑應水平分層進行，不得順坡填筑，新填筑土料與原狀壩土結合部位施工時采取刨毛處理，每層填筑厚度應滿足設計要求。

5.2 混凝土工程

主壩5+050～5+210段采用混凝土護坡，護坡采用20 cm厚現澆混凝土板，下墊一層無紡布，無紡布下鋪設10 cm厚砂墊層。混凝土護坡施工方便、易于修復、造價合理。

混凝土澆筑施工應嚴格按照《混凝土施工技術規范》要求施工。混凝土的配合比必須通過實驗確定，按一定厚度、次序、方向、分層進行，澆筑應保持連續性。

6 施工總體布置

原則是布局合理、施工方便、提高效率、保證工期。本工程的特點是施工距離短、無建筑物，因此施工布置較為簡單，為便于生產、生活，易于管理，工程設生活福利用房、油庫、機修間等。為解決生產生活用水，可就近打井，引用地下水。

7 工程管理

7.1 管理機構

林甸縣東升水庫水毀修復工程是在原有大壩基礎上進行的，在管理上從屬于林甸縣東升水庫管理處，故本次工程不單獨設站，在現有管理機構的基礎上進一步完善，明確分工職責和任務。

7.2 管理辦法

工程按照水利基本建設程序進行，工程竣工后，定期派人維護，確保堤防安全，延長使用壽命，充分發揮防洪減災的作用。建立完善的管理職責。

8 環境影響評價

8.1 工程對環境的影響分析

本次工程僅對原有大壩進行填筑、護坡，對局地氣候無改變，不會對流域水質、植被及人民生活、動物生存和農業生產產生不利影響。

8.2 施工期對環境的影響分析

1)在施工期，各種作業過程將對環境產生輕微而短暫的不利影響。施工活動將產生粉塵、飄塵;施工機械在運轉過程中排放廢氣。另外施工活動也將產生噪聲，對施工人員的健康產生輕微影響，施工期間還將帶來一些廢水和固體廢棄物。

2)在施工期，施工人員相對集中，統一食宿，易發生各種傳染病，應配備專業醫護人員進行防疫。

8.3 環境影響綜合評價結論

東升水庫水毀修復工程是一項防治水災、造福人民的興利工程。同時該工程對環境不利影響很小。

[1] 黑龍江省水利科學研究院.林甸縣水庫修復設計報告[R].哈爾濱:黑龍江省水利科學研究院，2011.

[2] 中華人民共和國水利部.GB50201—94防洪標準[S].北京:中國水利水電出版社，1994.

[3] 長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院.SL2252—2000水利水電工程等級劃分及洪水標準[S].北京:中國水利水電出版社，2000.

[4] 黃河水利委員會勘測規劃設計研究院.SL274—2001碾壓式土石壩設計規范[S].北京:中國水利水電出版社，2001.

[5] 水利部水利水電規劃設計總院.DL5021—93水利水電規劃設計規程[S].北京:中國水利水電出版社，1993.

[6] 卜貴賢.水利工程管理[M].鄭州:黃河水利出版社，2007.