紅旗水庫除險加固工程管理模式探析

楊 揚

(遼寧省盤山縣農業水利事務服務中心，遼寧 盤錦 124000)

紅旗水庫坐落于遼寧省盤錦市繞陽河上游，是一座以灌溉為主要功能的樞紐工程，年均調蓄水量3 500萬 m3，對確保甜水、胡家兩鄉鎮15萬畝水田灌溉用水以及繞陽河水資源調度發揮著關鍵作用。水庫樞紐由左岸庫堤、右岸庫堤、擋水土壩、泄洪閘(深孔閘、新建閘、淺孔閘)、5座出庫和4座入庫泵站等構成。工程等別為II等，兩岸庫堤、擋水土壩、泄洪閘等主要建筑物級別為3級，出入庫泵站級別為4級。

水庫校核和設計洪水為100年、20年一遇，校核和設計水位7.78 m、6.75 m，對應的泄量為2 906 m3/s、1 794 m3/s，正常蓄水位4.2 m(庫容1 060.0萬 m3)，死水位2.7 m(庫容9.0萬 m3)。場區位于遼河三角洲沖積平原，全新統第四系(Q4)海陸交互沉積物構成，地貌單一且地勢起伏較大，最大高差約5.00 m。場地范圍內的地表水主要為繞陽河河水，地下水類型為第四系孔隙水，主要是大氣降水、河水入滲補給，蒸發為主要排泄方式，水位隨季節變化。

1 水庫除險加固設計

1.1 必要性分析

紅旗水庫為盤山縣的主要攔河蓄水灌溉工程和庫容量最大的蓄水工程，也是解決胡家和甜水15萬畝水田泡田、插秧、補水的命脈工程，并對近年發展的水產養殖業、養魚、養蟹等效益非常顯著。張家東站、張家西站、張家站，太平一站為紅旗水庫的充庫站，春儲入庫時開啟四站，以西繞總干、雙繞總干為輸水干渠，水源為遼河，干旱年份遼河、大遼河聯合運用。4座入庫泵站設計流量34.5 m3/s，聯合運用13～15 d可完成儲庫。張家站，太平一站同時兼顧灌溉和排澇的任務。紅旗站、軍屬站、楊家荒站、大倉一站、大倉二站為紅旗水庫的出庫站，出庫設計流量35.0 m3/s，泡插、補水期，給胡家鎮及大荒鄉供水，同時兼顧排澇的任務。

紅旗水庫的深孔閘和新建閘設計洪水標準為20 a，淺孔閘設計洪水標準低于20 a，而2000年繞陽河整治設計已按50 a標準規劃治理，且水庫兩側庫堤現已修建完成?？梢?，紅旗水庫對繞陽河上游的防洪作用、水庫灌溉效益以及盤山縣的社會經濟發展發揮著重要作用。根據水電科學研究院以及省水利專家組鑒定意見，紅旗水庫已成為Ⅲ類水庫，建議盡快采取除險加固措施。

1.2 存在的問題

紅旗水庫樞紐工程經長期服役運行，加之維修管理不善、老化失修已不同程度存在問題，主要體現為：

1)壩體

兩側庫岸回水范圍內無防浪設施；土壩迎水坡護坡損壞。

2)閘門損壞嚴重

木閘門腐爛，啟閉機失靈已達到報廢標準；10孔淺孔閘消能設施破壞、混凝土剝蝕開裂、碳化嚴重，鋼筋外露銹蝕嚴重；4孔深孔閘閘門止水效果不好，混凝土閘門強度達不到設計要求；35孔新建閘工作橋梁、排架柱大部分產生裂縫，局部混凝土脫落，下游沖刷破壞等，已影響水閘的運行安全。

3)泵站老化

8座出、入庫泵站機、配電設備嚴重老化，且均為國家淘汰產品，出流量不能達到設計要求，導致耗能大及運行管理費用高；此外，由于無法正常運用不能及時將內水排出，將直接影響15萬畝稻田的效益，同時由于稻田內養蟹不施用農藥，故對于實現雙千田、生態效益以及生產綠色產品有很大的意義。目前，各泵站泵房破損嚴重，已不能保證運行操作人員的安全等，直接影響水庫的正常蓄水和灌溉配水運用[1-3]。

1.3 工程設計

1.3.1 兩岸庫堤及擋水土壩

紅旗水庫兩岸庫堤是繞陽河大堤的一部分，在2000年繞陽河整治工程中，兩岸庫堤堤頂高程按50 a洪水標準設計實施，經本次復核現堤頂高程能夠滿足紅旗水庫的設計洪水和校核洪水要求；結合《碾壓土石壩設計規范》要求，對兩岸庫堤的迎水面需進行防風浪干砌石護坡，左岸護坡長度7 810 m，右岸護坡長度6 333 m，在壩腳設置防沖刷漿砌石護腳。

紅旗水庫擋水土壩總長1 630 m；加固維修主要是拆除原有破損的漿砌石護砌及護腳，在壩體迎水面鋪設干砌石護面，壩頂設漿砌石防浪墻；在壩腳設置防沖刷漿砌石護腳。

1.3.2 淺孔閘

重建淺孔閘位于新建閘的右側，由上游鋪蓋、閘室、消力池、海漫和下游防沖槽組成。閘門為鋼閘門，門高1.7 m，單孔凈寬5.0 m，總泄流寬度25.00 m。

1.3.3 新建閘

新建閘工作橋結構強度經復核滿足規范要求，但由于工作橋、排架柱結構外觀質量較差，混凝土多處脫落，鋼筋暴露銹蝕，故僅對混凝土保護層脫落進行處理。按原設計運行要求，新建閘閘下未建消能防沖設施，但由于實際運行操作的限制，下游河床局部已形成沖坑，本次加固設計考慮增建消力池，解決沖刷破壞問題；經水力計算，水躍發生在原20 m長的橡膠壩底板內，由于原橡膠壩底板結構性能良好，為簡化施工，節省工程投資，本次消能防沖設計擬在下游混凝土護坦末端增設漿砌石海漫和防沖槽[4，5]。

地質勘探資料表明，閘室底部粉土基礎未發現明顯液化特征，但閘底板持力層在庫區一側下方存在軟弱層，有沉降不均可能造成27～32孔閘室沉降。閘室穩定復核計算中，對新建閘個別閘段(27#～32#)的不均勻沉降進行了重點復核，閘體完建期和正常運用期基礎壓應力均小于地基容許承載力值。但為防止此段閘體不均勻沉降進一步發展，對已發生沉降部分(27～32孔)閘底板基礎進行旋噴加固處理。

1.3.4 深孔閘

深孔閘工作橋結構強度經復核滿足規范要求，但由于工作橋、排架柱結構外觀質量較差，混凝土多處脫落，鋼筋暴露銹蝕，故僅對混凝土保護層脫落進行處理。

由現場檢測安全報告，深孔閘海漫后的下游河床發生較大沖刷破壞，最大沖坑深約8.8 m，下游河床面下切嚴重，海漫下沉，比原海漫高程降低0.3 m以上。最高處約0.7 m。經消能復核計算，原消力池深度及長度均滿足要求，加固維修主要是拆除原漿砌石海漫，新建漿砌石海漫，并增設防沖槽。

1.3.5 出、入庫泵站

紅旗水庫的出、入庫泵站改造主要是重建太平一站、紅旗站、楊家荒站、大倉一站；對張家東站的泵房進行拆除重建，對混凝土脫落進行處理；對軍屬站的泵房屋面進行拆除重建，對混凝土脫落進行處理；將張家排灌站、張家西站合建為一個站(取名張家西排灌站)，站址為張家西站原站址。

2 工程施工與組織管理

2.1 施工管理

2.1.1 場地布置

工程壩址處和泵站處的上下游河道比較平坦開闊，河道兩側大堤外為荒地，場地平坦無障礙物，可以作為施工臨時設施的布置場地。工程地點距離盤錦市約25 km，交通方便，施工所需的鋼筋、水泥、反濾粗砂、混凝土骨料及砌石料均需外購。施工用電可以利用工程原有線路供電或泵站輸電線路，施工用水可以通過打井解決。紅旗水庫管理所地處盤山縣縣城，現有職工居住盤山縣城，管理所不設職工宿舍。泵站大多數工作人員在各泵站，故管理所各職能科室辦公室人員按24人考慮，建房標準按人均建筑面積15 m2計，總計360 m2，其中現有面積200 m2、增設160 m2。生產、生活區占地面積不少于房屋建筑面積的3倍，總計1 000 m2。

2.1.2 工程觀測

管理處對樞紐工程按碾壓式土壩、堤防、水閘設計規范進行觀測、檢查巡視，對閘門及機電設備進行養護、維修。每項觀測都要做好日常觀測記錄、資料整理、保管并建檔，針對出現的問題要及時分析處理。此外，工程施工期應結合施工場界周圍環境狀況，對可能帶來的環境影響及影響因子，如水庫壩下水質、施工場地噪聲、大氣、人群健康進行必要的定點監測，做到及時發現問題及時解決[6]。

2.1.3 施工進度

工程設計的目的為針對存在問題的工程部位進行除險加固，拆除重建泵站，確保紅旗水庫正常運行，充分發揮其重要的社會以及經濟效益。人工拆除原有混凝土結構及砌石，采用常規施工方法進行土方開挖及填筑，除工作橋部分混凝土采用人工抹面之外，其余部分混凝土采用常規方法施工。主要工程量如下：各類砌石和混凝土拆除1.80萬 m3，石籠拆除0.17萬 m3，土方開挖和填筑合計3.87萬 m3，土工布鋪設1.06萬 m2，各類墊層5.65萬 m3，混凝土澆筑0.66萬 m3，干砌石和漿砌石8.61萬 m3，基礎換砂0.25萬 m3。該工程第一年汛后開工，第二年6月末完工。

2.2 組織管理

2.2.1 管理范圍

工程管理范圍主要包括工程區和生產生活區，其中工程區有庫堤、擋水土壩、泄洪閘、出入庫泵站、觀測設施、交通設施等各類建筑物周圍，水庫土地征用線以內的庫區以及從壩軸線向上下游100 m、兩側距庫堤堤腳各100 m范圍；生產生活用房占地面積按3倍的房屋建筑面積計算。實際工程中，以工程管理范圍外界線外延50 m(一般建筑物)或200 m(主要建筑物)作為工程保護范圍[7]。

在水庫管理范圍內，在原有綠化基礎上，進一步搞好水庫的環境美化綠化工作。適當種植楊柳、槐樹、花卉等，可在管理站附近設置八角涼亭等。

2.2.2 管理機制

結合《水庫工程管理設計規范》的規定，工程規格為中型，水庫管理部門的級別為縣級,需組建紅旗水庫管理處，隸屬盤山縣水利局領導。水庫與水閘及出、入庫灌排泵站等工程實行統一管理，現有人員編制為60人。依據編制定員試行標準有關規定，管理處生產運行人員編制為44人，管理人員超編嚴重。

此外，設專職人員，具體負責和落實從工程施工開始至項目投入運行的環保管理工作，管理和監督項目施工期環境保護工作，協調各有關部門之間的環保工作，行政上歸盤山縣水利局領導，負責管理，組織監測，資料整編、保管、報送。施工單位接受環境監理和有關部門的管理與監督，設立專人負責環境保護措施和相關對策的實施，執行設計文件中的規定直至工程竣工驗收合格。

2.2.3 管理設施

水庫內部交通主要以墩頂交通橋作為交通干道，擋水土壩與庫堤內部交通主要以壩頂作為交通干道。出、入庫泵站對外交通以現有交通線路為主，擋水土壩壩頂與庫堤堤頂同繞陽河防洪堤堤頂相連，也是良好的對外交通道路[8]。

由于現紅旗水庫管理處無交通工具，為滿足抗洪搶險及工程管理實際要求，考慮項目特點和管理任務，結合本次除險加固需配置交通工具：工具車1輛，防汛專用車1輛，面包車1輛，載重汽車1輛。由于工程地理位置特別重要，應設置專用通信方式與上級防汛指揮中心建立聯系，配置計算機Internet網和手持機2臺、計算機1臺、程控交換機1臺。

3 結語

紅旗水庫除險加固工程形成了較為完善的管理體系，明確了加固整治的總體目標和原則，工程設計方案科學合理，除險加固項目的實施在很大程度上改善了水庫的運行現狀，對實現水庫灌溉效益、防洪功能以及促進區域發展發揮著巨大作用。