瓦房店市小嶺水庫除險加固工程建設探究

蘇艷宇

(遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，沈陽110166)

1 概 況

1.1 自然概況

小嶺水庫位于瓦房店市李官鎮榆樹房村，地理位置為E122°02'，N40°02'，該地區屬溫帶季風性氣候，四季分明，多年平均氣溫9.5 ℃，最高氣溫35 ℃，最低氣溫－27 ℃，凍土層平均厚度0.85 m，多年平均降水量570 mm，降雨多集中在7 ～9月份，多年平均水面蒸發量1 430 mm。多年平均風速4 m/s，最大風速25 m/s，多年平均最大風速14.4 m/s。小嶺水庫位于浮渡河支流，系第IV 水文分區，流域面積F= 0.7 km2，河道長 L = 0.882 km，河道比 降J=48.4‰。

1.2 工程概況

小嶺水庫是一座集防洪、灌溉于一體的小(2)型水庫。該水庫始建于1975年，壩址以上集雨面積0.7 km2，河道長0.882 km，最大庫容為10.4 萬m3。水庫樞紐工程由攔河壩、溢洪道、輸水洞三大建筑物構成。水庫現壩頂平均高程10.5 m，壩長110 m，最大壩高10 m，壩頂寬3 m，大壩迎水坡比為1∶2.2，塊石護坡，背水坡比為1∶2.0，草皮護坡，背水坡無貼坡排水，水庫大壩為黏土心墻壩。溢洪道位于大壩左側，型式為正槽開敞式，底高程8.0 m，凈寬11．5 m，兩側無襯砌，末端無消能防沖設施。輸水洞位于大壩的右側，型式為壩下埋管，進口底高程為4.3 m，進出口之間坡度為1/100，洞長45.0 m，洞徑為φ150，壩后閥門。水庫建于“文化大革命”期間，屬于“三無”水庫，經過多年的運行已經是病險水庫，亟待對水庫進行除險加固。

2 大壩安全鑒定

2007年6月，由瓦房店市水利局組織專家組對《小嶺水庫大壩安全鑒定報告》進行審查，根據水利部《水庫大壩安全鑒定辦法》和《水庫大壩安全評價導則》，從防洪能力、大壩結構、大壩滲流、輸泄建筑物、運行管理5個方面進行安全評估。

評估結論如下:小嶺水庫屬小(2)型水庫，大壩防洪設計標準為10 a一遇、校核標準為50 a一遇。水庫大壩上、下游壩坡較陡，達不到抗滑穩定要求;迎水坡護坡石塊徑較小，殘缺不全，起不到護坡作用，下游無排水體;溢洪道兩側無襯砌，末端無消能防沖設施;大壩無管護設施，交通條件差。根據大壩安全分類標準，綜合評定小嶺水庫大壩為三類壩。

專家組同時建議采取下列除險加固措施:對大壩進行削坡、培厚處理;翻修迎水坡護坡石，增加下游排水體;對溢洪道襯砌，并增加消能防沖設施;增設大壩管理房;新修水庫防汛路、交通路1.0 km。

3 除險加固必要性

小嶺水庫的功能是以灌溉為主，兼有下游農田和村鎮的防洪，水庫下游涉及13.33 hm2，果樹、6.67 hm2，旱田的灌溉用水以及供紅磚廠用水1.5 萬m3。由于春耕時節干旱少雨，旱情嚴重，對農作物生長影響極大，產量低且不穩定。加之大壩病害嚴重，水利工程未配套完善，目前僅能灌溉3.33 m2，水庫的工程效益遠遠沒有發揮出來。也給紅磚廠的用水造成了很大困難。水庫下游涉及到一個村屯，水庫一旦失事，將直接威脅下游350 口人的生命財產安全。水庫除險加固后，將消除工程隱患，可保證下游的灌溉用水和生產用水;同時將改善當地生態環境，為本地區的農業產業結構調整起到積極的促進作用，為農業產業升級，進一步優化品種結構，優化產業結構，優化區域布局，全面提高農業和農村經濟整體素質和效益奠定了堅實的基礎［1］。因此，大壩、溢洪道存在嚴重隱患，水庫不僅不能夠很好的發揮效益，反而時刻威脅下游人民的生命財產安全，所以水庫除險加固迫在眉睫。

4 設計洪水計算

4.1 基本資料復核

流域內無水文站，按無資料地區降雨和徑流查《遼寧省水資源》，設計洪水根據1998年《遼寧省中小河流(無資料地區)設計暴雨洪水計算方法》，采用集水面積＜300 km2的設計洪水計算方法。地形圖為遼寧省測繪局出版的1∶10 000地形圖。

4.2 設計洪水計算

流域內無水文站，按無資料地區降雨和徑流查《遼寧省水資源》，設計洪水根據1998年《遼寧省中小河流(無資料地區)設計暴雨洪水計算方法》，采用集水面積小于300 平方公里的設計洪水計算方法進行設計洪水計算，成果見表1。

表1 設計洪水成果表

5 工程地質分析

5.1 區域地質

區域所在的地質單元屬于華北地臺膠遼古陸遼東臺隆復州～大連臺陷，地貌單元屬于遼東半島千山山脈西南延伸部分。巖性主要為長石石英砂巖。

5.2 庫區與壩址地質

庫區以丘陵及殘丘及沖溝微地貌為特征。庫區地層巖性以震旦系及第四紀地層為主，震旦系以長石石英砂巖地層為主，第四紀分布在丘間沖積～坡洪積谷地或坡地上，以粉質黏土混礫石層為主。

5.3 抗震設防

按《水工建筑抗震設計規范》(DL5073—2000)，《中國地震動區劃圖》(GB18306—2001)規定，壩區所在地區地震烈度為7 度，設計基本地震加速度為0.15 g，設計地震分組為第一組。

5.4 工程地質條件

庫區內沒有發現陡坡或危崖，沒有滑塌及危石脫落現象，庫區范圍很小，溝谷較短，沒有泥石流等不良地質作用的條件。

根據壩基鉆探揭露的地層，自上而下描述如下:

1)第四紀地層(Q):黏土心墻，頂部砂殼厚度1.0 m。揭露層厚10.0 m。

2)長石砂巖:紫紅色～暗紅色，含礫，層狀～中厚層狀，屬于震旦紀永寧組地層，分布在庫區壩基及兩壩肩部位。巖石層豎向描述如下:①強風化:巖石呈紫紅～紅褐色，巖心破碎狀及短柱狀，裂隙極發育，質軟，層厚0.5 ～1.5 m;②中風化:紫色，巖心呈短柱及長柱狀，層段巖層相對完整，裂隙面可見水銹或風化面，巖塊新鮮，揭露厚度4.0 m;③微風化:紫色，巖芯長柱狀，裂隙不發育，完整，少量裂隙面可見褐色鐵猛質及藍綠色熱液綠泥石膠結物，揭露厚度5m。大壩基礎開挖到弱風化巖，處理較好。

6 工程布置及建筑物

6.1 工程等別及設計標準

小嶺水庫最大庫容為10.4 萬m3。根據防洪標準(GB50201—94)中工程等別和級別劃分，小嶺水庫工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5 級，次要建筑物級別為5 級，防洪標準執行SL252—2000，按10 a一遇洪水標準設計，50 a一遇洪水標準校核。

6.2 工程布置及主要建筑物

本次除險加固設計主要是大壩、溢洪道及附屬建筑物。小嶺水庫壩頂平均高程10.5 m，壩長110 m，最大壩高10 m，壩頂寬3m，壩體防滲體為黏土心墻。溢洪道位于大壩左側，型式為正槽開敞式，底高程8.0 m，凈寬11．5 m，兩側無襯砌，末端無消能防沖設施。輸水洞位于大壩右側，型式為壩下埋管，進口底高程為4.3 m，總長45.0 m，內徑為0.15 m混凝土圓管，采用壩后式閘閥放水灌溉兼泄洪。

7 環境保護設計分析

小嶺水庫的功能以灌溉為主，兼有下游農田和村屯防洪。庫區周圍植被及生態環境保護較差，屬輕度水土流失區，本工程整治水土流失的有效措施是林草措施與工程措施相結合，根據實際情況，進行植樹種草，并同水保措施相協調，搞好工程環境的綠化工作。此次除險加固施工，對區域生態影響甚微，水質不會受到影響。除險加固后，水庫將正常發揮其應有的效益，促進當地農業和農村經濟的發展，對社會效益、經濟效益和環境效益都是十分有利的。

8 施工組織與工程管理

為了確保水庫除險加固工程按期保質保量完成任務，要求成立以瓦市水利局為項目法人，通過招標選擇專業施工隊承擔施工任務，由瓦市水利局工程管理科負責質量監督和技術指導工作，嚴格按著設計要求及水工規范進行施工和施工組織設計施工。

小嶺水庫由李官鎮水利站管理，主要設施包給村里看護，工程調度運用在水利局防汛辦指導進行工作，為了確保大壩安全，水庫實行了嚴格詳細的防洪調度，總的調度原則為:在汛期實行“以泄為主”，在非汛期實行限制水位下蓄水，汛期限制水位為8.0 m。

9 工程投資

工程總投資99.50 萬元。其中建安工程費79.69 萬元，機電設備及安裝工程0.8 萬元，臨時工程費6.49 萬元，獨立費用12.53 萬元。

10 結 語

小嶺水庫除險加固后，將消除工程隱患，可保證下游的灌溉用水和生產用水;同時將改善當地生態環境，為本地區的農業產業結構調整起到積極的促進作用，為農業產業升級，進一步優化品種結構，優化產業結構，優化區域布局，全面提高農業和農村經濟整體素質和效益奠定了堅實的基礎。因此，對小嶺水庫進行除險加固是十分迫切和必要的。

［1］洋廣. 談小型水庫除險加固工程措施［J］. 廣東科技，2007(12):54－55.