馬樓水庫除險加固總體方案比選

【摘要】根據(jù)調(diào)洪演算的結(jié)果，馬樓水庫按現(xiàn)有壩高和基本保持泄洪閘現(xiàn)有泄洪能力的情況下，在正常或非常運用情況下，水庫50年一遇設計洪水位為57.40m，200年一遇校核洪水位為58.17m，均高于水庫主壩現(xiàn)狀允許最高靜庫水位，因此防洪安全不能滿足要求。文章就馬樓水庫除險加固工程擬采用的4種除險加固方案按泄洪閘建設規(guī)模、泄洪閘工程位置等方面進行比選，從中選出最優(yōu)方案，為類似工程提供參考。

【關鍵詞】水庫；除險加固；方案比選

0、項目概況

馬樓水庫位于河南省商丘市虞城縣賈寨鎮(zhèn)東北部約6km的黃河故道上，地理位置在東經(jīng)115°45′～115°49′，北緯34°33′～34°35′之間，是一座以灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐。水庫控制流域面積1155km2（其中鄭閣水庫以下區(qū)間面積570km2），興利水位55.00m，興利庫容1100萬m3，水庫死水位51.50m，死庫容為30萬m3。水庫原設計洪水為20年一遇，校核洪水為50年一遇。

多年來水庫一直帶病運行，主壩、副壩、泄洪閘均存在著不同的安全隱患，同時馬樓水庫又是商丘市引黃的重要調(diào)蓄工程，由于種種原因，水庫未能達到正常使用要求，且一直處于低水位運行狀態(tài)，有效庫容未得到利用。2010年12月經(jīng)商丘市水利局鑒定、2011年5月經(jīng)水利部大壩安全管理中心核查，水庫安全鑒定為三類壩，屬病險水庫，急需進行除險加固，徹底解決水庫的安全隱患。

1、擬定方案

按保持現(xiàn)有壩高不變的情況下，通過不同孔徑的調(diào)洪演算，泄洪閘閘孔凈寬增加到64m后，50年一遇設計洪水位為56.20m，200年一遇校核洪水位為56.79m，能滿足《防洪標準》要求；按基本保持泄洪閘現(xiàn)有規(guī)模（閘孔總凈寬40m）的情況下，通過調(diào)洪演算，50年一遇設計洪水位為57.40m，200年一遇校核洪水位為58.17m，主壩壩頂高程由58.50m增加至59.50m，能滿足《防洪標準》要求。現(xiàn)擬采用四種除險加固方案進行比選，按泄洪閘建設規(guī)模、泄洪閘工程位置等方面比選，從中選出最優(yōu)方案。

1.1 方案一

在原閘址基本按原有規(guī)模拆除重建泄洪閘，重建泄洪閘閘孔凈寬總40m，主壩壩頂高程增加至59.50m，同時封堵主壩水毀缺口。

1.2 方案二

在主壩樁號0+750位置基本按原有規(guī)模重建泄洪閘，重建泄洪閘閘孔總凈寬40m，主壩壩頂高程增加至59.50 m，同時封堵主壩水毀缺口。

1.3 方案三

保持現(xiàn)有主、副壩壩高不變，在原閘址擴大重建泄洪閘規(guī)模，重建泄洪閘閘孔總凈寬64m，同時封堵主壩水毀缺口。

1.4 方案四

保持現(xiàn)有主、副壩壩高不變，在主壩樁號0+750位置擴大重建泄洪閘規(guī)模，重建泄洪閘閘孔總凈寬64m，同時封堵主壩水毀缺口。

2、投資比較

根據(jù)以上四種方案計算主要工程量，工程量相同部分不考慮，對不同方案進行投資比較。先按泄洪閘規(guī)模相同，工程位置不同即方案一和方案二、方案三和方案四進行投資比較，各選出一個較優(yōu)方案，結(jié)果見表1、2；再根據(jù)以上所選兩個方案，即方案二和方案四進行投資比較，見表3。

3、4種方案的優(yōu)缺點

3.1 按泄洪閘原規(guī)模不變，工程位置比較

3.1.1 方案一，在原址重建泄洪閘

優(yōu)點：工程挖填土方量及砼量相對較小，工程投資相對較小。缺點：水庫最高洪水位58.17m，現(xiàn)有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加，且溢洪道在山東境內(nèi)，距管理所較遠，由河南管理有諸多不便。

3.1.2 方案二，在主壩樁號0+750位置重建泄洪閘

優(yōu)點：溢洪道在河南虞城境內(nèi)，距管理所較近，便于管理。缺點：水庫最高洪水位58.17m，現(xiàn)有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加，且工程挖填土方量及砼量較大，工程投資相對偏大，較方案一偏大70.65萬元。

3.1.3 比較結(jié)論

泄洪閘按原規(guī)模修建，水庫最高洪水位58.17m，現(xiàn)有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加。經(jīng)比較，雖然溢洪道在河南境內(nèi)投資有所增加，但相差不大，應虞城縣水務局要求并結(jié)合河南省虞城縣政府與山東單縣政府簽署的相關協(xié)議，從工程管理方面考慮，方案二相對較合理一些。

3.2 按擴大泄洪閘規(guī)模，工程位置比較

3.2.1 方案三，在原址重建并擴大泄洪閘規(guī)模

優(yōu)點：水庫最高洪水位56.79m，現(xiàn)有主壩壩頂高程滿足要求；工程挖填土方量及砼量相對較小，工程投資相對較小。缺點：溢洪道在山東境內(nèi)，距管理所較遠，電力線路相對較長，由河南管理有諸多不便。

3.2.2 方案四，在主壩樁號0+750位置重建并擴大泄洪閘規(guī)模

優(yōu)點：水庫最高洪水位56.79m，現(xiàn)有主壩壩頂高程滿足要求；溢洪道在河南虞城境內(nèi)，距管理所較近，便于管理。缺點：工程挖填土方量及砼量較大，工程投資相對偏大，較方案三偏大124.24萬元。

3.2.3 比較結(jié)論

擴大泄洪閘規(guī)模，水庫最高洪水位56.79m，現(xiàn)有主壩壩頂高程滿足要求，不增加水庫淹沒范圍。經(jīng)比較，雖然溢洪道在河南境內(nèi)投資有所增加，但相差不大，從工程管理方面考慮，方案四相對較合理一些。

3.3 對方案二和方案四即在主壩0+750位置建泄洪閘，對不同規(guī)模泄洪閘進行比較

3.3.1 方案二，按原規(guī)模重建泄洪閘

優(yōu)點：泄洪閘投資少，現(xiàn)有泄洪閘不擴寬。缺點：水庫最高洪水位58.17m，現(xiàn)有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加；馬樓水庫為平原型水庫，大壩需與兩岸地形自然連接，形成封閉庫區(qū)，增加主壩壩頂高程，勢必增加險工段土方工程量，否則洪水期將會淹沒原有庫區(qū)兩岸鄉(xiāng)村，給當?shù)厝罕妿砩柏敭a(chǎn)損失；增加壩頂高程，增加了大壩安全隱患，而黃河故道灘地高于堤外地面8 ～10m，一旦失事，后果不堪設想；方案二投資較方案四偏大742.80萬元，庫區(qū)淹沒給當?shù)厝罕妿淼纳柏敭a(chǎn)損失無法估計。

3.3.2 方案四，按擴大規(guī)模重建泄洪閘

優(yōu)點：水庫最高洪水位56.79m，現(xiàn)有主壩壩頂高程滿足要求；工程投資較小，水庫除險加固后不影響兩岸群眾的生活及生產(chǎn)，洪水期不增加淹沒損失。缺點：泄洪閘投資大，管理工作增加，泄洪閘需擴寬。

4、結(jié)論

建設項目設計方案應在滿足設計功能和采用合理先進技術(shù)的條件下，盡可能降低投入，除考慮一次性建設投資的比選，還應考慮項目運營過程中的費用比選， 根據(jù)以上各方案比較及綜合分析庫區(qū)周邊各因素關系，從工程安全、工程投資及管理等多方面綜合系統(tǒng)分析，本次水庫除險加固工程采用方案四。

參考文獻：

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作者簡介：張國海（1982-），男（漢族），河南安陽人，工程師，碩士，目前主要從事水利工程管理及設計。