大西山水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)及效益分析

王彪東

(建昌縣水利局,遼寧 葫蘆島 125300)

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大西山水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)及效益分析

王彪東

(建昌縣水利局,遼寧 葫蘆島 125300)

小型水庫由于建設(shè)年代久遠(yuǎn)，大多建設(shè)在解放初期，其工程質(zhì)量及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，運(yùn)行幾十年，基本都不能正常使用，出現(xiàn)諸多安全隱患，本文對(duì)小(2)型水庫大西山水庫存在的問題提出除險(xiǎn)加固措施，并對(duì)除險(xiǎn)加固后的水庫進(jìn)行效益分析，為同類小水庫工程提供參考。

除險(xiǎn)加固；病險(xiǎn)水庫；效益分析

建昌縣大西山水庫位于葫蘆島市六股河一級(jí)支流野雞溝河上，地處北溫帶大陸性濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季嚴(yán)寒少雪，春季多風(fēng)，秋季涼爽，四季分明。降雨適中，日照充足，溫差較大。主要受華北氣旋、臺(tái)風(fēng)及高空槽等天氣系統(tǒng)影響，全縣多年平均降雨量為582.5 mm，降雨量年內(nèi)分配不均，多集中在6—9月份，年最大凍土深可達(dá)1.2 m。大西山水庫距縣城20 km，距所在玲瓏塔鎮(zhèn)玲瓏塔村5 km，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧養(yǎng)魚、旅游等綜合利用的小(2)型水庫。該水庫集雨面積1.9 km2,河道長(zhǎng)度1.94 km,河道平均比降為132‰?？値烊?4.3萬m3。大西山水庫開工興建時(shí)間為1968年8月，1971年12月建成并投入使用。由于水庫年久失修、自然風(fēng)化嚴(yán)重，加之小型水庫管理工作跟不上，使水庫達(dá)不到應(yīng)起的作用。

大西山水庫樞紐工程由黏土心墻壩、右岸岸邊溢洪道、大壩右端輸水洞組成。原設(shè)計(jì)大壩壩高13.63 m，壩頂寬4 m；上游壩坡為一級(jí)，1∶1.67，下游壩坡分為二級(jí)，1∶2.0和1∶2.25，大壩壩頂長(zhǎng)143 m；溢洪道由進(jìn)口寬頂堰、人工開挖導(dǎo)流墻組成，堰頂凈寬18 m,消能方式為底流式消能，最大泄流量45.1 m3/s，輸水洞為壩下埋管，洞徑0.25 m×2 m，洞長(zhǎng)56 m，泄流量0.41 m3/s,水庫正常蓄水庫容19.03萬m3。

1 水庫存在的主要問題

1.1 水庫大壩壩體存在的問題

大壩總體變形及壩體沉降已經(jīng)穩(wěn)定，但土壩上游壩坡不穩(wěn)定，壩面及壩頂破損，需要維修。壩頂高程和黏土心墻頂高程滿足規(guī)范要求，但是壩基漏水。背水坡輸水渠道破損漏水嚴(yán)重，影響大壩安全。

1.2 溢洪道存在的問題

溢洪道進(jìn)水口水流條件不好，影響行洪安全；堰頂沒有防護(hù)，導(dǎo)流墻沒有建設(shè)，溢洪道沒有建設(shè)成型；沒有必要的消能防沖設(shè)施；尾水渠寬度不夠，且沒有防護(hù)設(shè)施。

1.3 輸水洞存在的問題

由于出口工作閘閥及檢修閘閥多年失修，均有局部腐蝕情況；出口消力池底板及邊墻局部損壞嚴(yán)重，并且漏水；啟閉閘閥室需改建；輸水洞進(jìn)口淤積，影響輸水，進(jìn)口沒有設(shè)置攔污柵。

1.4 其他存在的問題

水庫管理房面積小且破損，不能居住，沒有必要的各種觀測(cè)設(shè)施，沒有雨量站及水位計(jì)。

2 除險(xiǎn)加固工程

依據(jù)《遼寧省小(2)型水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》(遼寧省水利廳2011)、《大西山水庫大壩安全鑒定綜合評(píng)價(jià)報(bào)告》(葫蘆島市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院2007年7月)、《建昌縣大西山水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，大西山水庫樞紐屬小(2)型，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物的級(jí)別為5級(jí)，消能防沖等次要建筑物的級(jí)別為5級(jí)。根據(jù)土石壩永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)確定大西山水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)，按10 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，按20 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核；消能防沖等次要建筑物按照10 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

2.1 大壩加固

按照加固設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)壩頂高程255.20 m，壩頂寬度4.0 m，上游壩坡為一級(jí)，坡比為1∶2.5，底部護(hù)腳為拋石，上游壩坡為干砌塊石。下游壩坡分為二級(jí)，坡比為1∶2.0和1∶2.25，下游壩坡整理后采用草皮護(hù)坡，大壩壩頂長(zhǎng)143 m。下游壩腳新建貼坡排水體，重新設(shè)置反濾層，壩頂鋪設(shè)砂礫石路面。根據(jù)水庫的運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)大壩全線壩基滲漏段采用灌漿的措施處理大壩滲漏，漿液可根據(jù)壩體土層情況采用純水泥或水泥加黏土調(diào)制，該方法使用于壩體、壩肩或壩基處理。通過在心墻偏上部位鉆孔，按照一定的孔距布孔，自下而上或從上口直接灌漿，通過調(diào)整灌漿壓力，使?jié){液填充壩體內(nèi)空隙，從而形成一道新的防滲帷幕，起到防滲效果[1]。對(duì)壩基下部的碎石砂礫層進(jìn)行防滲堵漏處理，起到防滲目的，底至不透水層以下4.0 m，頂至低于壩體清基線1.0 m，總高為5.0 m。

2.2 溢洪道加固

溢洪道進(jìn)口采用反坡，開挖自然鋪蓋后成海漫，下接寬頂堰、陡坡，使用尾水渠和下游河道相連。設(shè)計(jì)溢洪道進(jìn)口反坡為0.01，建設(shè)的寬頂堰表層采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；溢洪道左側(cè)破碎巖質(zhì)開挖成1∶0.3邊坡，堰頂處建設(shè)導(dǎo)流墻；溢洪道右側(cè)土質(zhì)邊坡開挖成1∶1坡比，右側(cè)導(dǎo)流墻采用漿砌塊石結(jié)構(gòu)，設(shè)置伸縮縫和排水孔，進(jìn)行勾縫；新建挑坎下游鐵絲籠干砌石護(hù)坦，建設(shè)尾水堤和交通橋。

2.3 輸水洞加固

輸水洞進(jìn)口采用豎井型式，設(shè)置鑄鐵結(jié)構(gòu)與原有輸水洞連接，現(xiàn)澆豎井為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)3 m，寬2.5 m，高4.14 m。豎井以上設(shè)置Φ100 cm進(jìn)水孔。建設(shè)啟閉閘閥室和改造出水池。更換0.25 m啟閉閘閥4臺(tái)套，設(shè)置攔污柵2座。

3 效益分析

大西山水庫除險(xiǎn)加固工程自2014年竣工并投入使用，經(jīng)過除險(xiǎn)加固后，水庫運(yùn)行取得了較好的效果。

3.1 消除了病險(xiǎn)

通過對(duì)大西山水庫大壩、溢洪道、輸水洞的改造，水庫永久性擋水和泄水建筑物達(dá)到了正常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇，非常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇的規(guī)范要求，大壩抗滑穩(wěn)定性滿足了規(guī)范要求。

3.2 改善了工程特性

大西山水庫除險(xiǎn)加固工程建成，大壩上下游壩坡穩(wěn)定，無變形和坍塌產(chǎn)生。蓄水能力增強(qiáng)，改善了當(dāng)?shù)匦夂?。新?0 m2管理房一處，安裝電話一部，計(jì)算機(jī)一臺(tái)，建設(shè)通訊平臺(tái)，以利于防洪。增加必要的水文觀測(cè)設(shè)備和小型水庫設(shè)備，如超短波水文站設(shè)備等。

3.3 提高水庫的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益

大西山水庫除險(xiǎn)加固后，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

(1)大西山水庫除險(xiǎn)加固后，能夠確保水庫安全運(yùn)行,正常蓄水，有力地保護(hù)了當(dāng)?shù)?06省道、318省道和樞紐下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)玲瓏塔鎮(zhèn)兩岸公路及下游村莊。野雞溝河匯入六股河，大西山水庫除險(xiǎn)加固后，對(duì)六股河河道行洪調(diào)蓄能起到調(diào)度作用，從而減輕六股河干流防洪壓力。

(2)下游村莊的居民飲水問題得到了解決，水利部門按照人畜飲水設(shè)計(jì)進(jìn)行自留引水規(guī)劃設(shè)計(jì)，使水庫水過濾流入百姓家。

(3)水庫庫容總蓄水量將增加,合理調(diào)配地表水資源,減少下游地下水開采量,有利于保護(hù)深層地下水環(huán)境[2]。

(4)發(fā)揮生態(tài)效益,有效改善水庫周邊的生態(tài)環(huán)境[3]。

(5) 大大改善農(nóng)田生態(tài)條件,有利于調(diào)節(jié)種植結(jié)構(gòu),提高土地復(fù)種指數(shù)和農(nóng)作物產(chǎn)量,對(duì)水庫下游玉米進(jìn)行節(jié)水灌溉規(guī)劃，每年每畝增收200斤，與傳統(tǒng)灌溉方式相比，畝均節(jié)約用水40%以上。

(6)增加了水庫的水面面積，每年可增加水產(chǎn)養(yǎng)殖戶收入。

4 結(jié) 論

大西山水庫除險(xiǎn)加固工程竣工后，排除了壩體安全隱患，確保了水庫安全運(yùn)行和安全度汛。改善了周邊生態(tài)小環(huán)境，解決了下游人畜飲水及生態(tài)農(nóng)業(yè)節(jié)約用水需求，突出了以人為本的和諧理念。通過水庫除險(xiǎn)加固工程，水資源總量得到了豐富存蓄，為當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)、林、種植業(yè)經(jīng)濟(jì)

發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也為未來當(dāng)?shù)厮畮炻糜螛I(yè)帶來了新的亮點(diǎn)和新的社會(huì)效益。

[1] 楊金榜，朱彩紅，王加強(qiáng)，等.嵩縣小水庫除險(xiǎn)加固的問題及對(duì)策[J].河南水利與南水北調(diào)，2012(12)：60-61.

[2] 賈學(xué)剛，梁清林.安陽市病險(xiǎn)小水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)措施[J].河南水利與南水北調(diào)，2007(12)：32,58.

[3] 張斌，黨福堂.石堡川水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)及效益分析[J].陜西水利，2012(1)：105-106.

Analysis of engineering construction and benefit of the large Xishan reservoir

WANG Biaodong

(WaterResourcesBureauofJianchangCounty,HuLudao125300,China)

Due to the construction of small reservoir years long, small reservoir basically cannot normal use running for decades, most of them constructed in the early days of liberation, There are many security risks because of the low quality standard and the engineering design, This paper takes the reinforcement measures to the small (II) type large Xi Shan Reservoir, and analysis the benefit after reinforcement, which provides a reference for similar small reservoir engineering.

strengthening and eliminating dangers; dangerous reservoir; benefit analysis

王彪東(1982-)，男，工程師，從事水資源管理、水利工程管理、水利設(shè)計(jì)等工作。

TV697.3

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2096-0506(2016)11-0060-03