小浪底南岸灌區負圖水庫改建措施

張銀濤，郭立新，毛海辰，蔡義華

（1.平頂山市水利工程質量檢測站，河南 平頂山 467000；2.河南省陸渾水庫管理局，河南 洛陽 471003；3.靈寶市水利局，河南 靈寶 472500；4.商丘市梁園區水利局，河南 商丘 476000）

1 項目基本情況

小浪底南岸灌區工程位于河南省洛陽市和鞏義市北部邙嶺地區，北靠黃河，南臨洛河。灌區轄孟津縣、偃師市、洛陽市郊區和鞏義市共21個鄉鎮，總土地面積10.43萬hm2，設計灌溉面積3.58萬hm2，向孟津縣城供水1 887萬m3，向鞏義市城鎮供水177萬m3，屬于大（2）型灌區。

灌區布置渠道43 條，包括1 條總干渠，7 條干渠，4 條分干渠。灌區共布置新建建筑物485座，其中：其中隧洞38座，渡槽30座，倒虹46座，明埋洞5座，泵站14座，節制閘13座，退水閘12 座，橋梁80 座，分水閘48 座；分水斗門182 座，渠下涵2 座，跌水11 座，消力箱1 座，調節池座；調蓄工程2 座（負圖水庫擴容改造、金水河水庫擴容改造）。工程共需要布置施工生產生活區53 處，分別設置施工工廠、材料倉庫、砂石料場及生活營地。工程布置臨時交通道路總長283 km，其中土路154.70 km，泥結碎石路128.30 km。工程臨時堆料堆置于渠道兩側占地范圍內。工程以挖方為主，棄方量較大，開挖土石方除用于渠道填筑外，棄方需選擇棄渣場堆放，工程共布置棄渣場35處。

2 水文

小浪底南岸灌區內的河流水系屬黃河流域，灌區河流分為三類，一類是外源河流，黃河、洛河、澗河、金水河；第二類是區內水源河流，有瀍河、洛溝河、圖河、河清河、塢羅河；第三類是與引黃干渠有交叉的溝道，主要有丘溝、落駕溝、牛王溝、游王溝、北陳溝、官莊等。外源河流除黃河外，其它河流豐枯不均，枯水季節斷流的現象時有發生；灌區內河流為季節性河流，枯水流量小，常出現斷流；交叉的溝道除汛期外，平常為干溝。

小浪底南岸灌區內河流多為季節性產流河道。暴雨主要發生在6-9月，較大暴雨發生時間多在7月中旬至8月中旬，暴雨中心主要集中在上游山區。降雨特征是歷時短、強度大、中心明顯，歷時一般不超過24 h，特點是先弱后強，集中在最后兩三個小時。灌區內溝道與坡面坡度較陡，暴雨集中，易形成洪水。

與灌區有關河流的地表徑流量均存在時空分布年內分配不均，年際變化大的特點。黃河因年降水量主要集中于6-9月，故河川徑流量主要集中在7-10月，約占全年的58.50%，設計水平年2000年黃河小浪底站年徑流量為277.10億m3。澗河流域地表徑流與黃河相似，澗河多年平均徑流量為1.19億m3。伊洛河黑石關站多年平均天然徑流量為28.33 億m3。灌區內有金水河、負圖水庫和九泉（已擴建）3 座小水庫參與引黃調蓄，3座小水庫先后均進行了除險加固，其洪峰、洪量及洪水過程線采用各水庫除險加固后設計洪水成果。灌區地下水補給來源主要是降雨入滲。

3 負圖水庫調蓄工程改建措施

3.1 大壩加高

大壩向下游側加高，壩軸線向下移11 m。加高后大壩壩頂長203.00 m，壩頂寬6.50 m，壩頂高程213.00 m，最大壩高23 m。壩頂上游側設0.30 m厚C25鋼筋混凝土防浪墻，壩頂設0.20 m厚C20混凝土路面寬4.10 m，下游側設1.50 m寬綠化帶。

大壩上游坡在高程190.00～200.75 m 坡比為1 ∶3，高程200.75 m 處設1.50 m 寬馬道，高程200.75～209.15 m 坡比為1∶2.50，高程209.15 m處設1.50 m寬馬道，高程209.15～213.00 m（壩頂）坡比為1∶2.50；下游坡在高程213.00～202.85 m坡比為1∶2.00，高程202.85 m處設2 m寬馬道，高程202.85～194.70 m坡比為1∶2.50，高程194.70～190.40 m設貼坡排水坡比為1∶2.50。

大壩擴建工程對上游壩坡已有的C20混凝土面板予以保留，擴建部分新建上游面板、馬道、踏步與原有工程順接。大壩上游新筑壩坡設0.12 m厚C20現澆混凝土面板，護坡底部設1.50 m深、0.50 m厚C20混凝土齒墻，面板與岸坡處設0.50 m深、0.30 m厚岸坡齒墻。大壩下游護坡采用植草護坡。大壩下游高程194.70 m以下設貼坡排水，貼坡排水結構由外到內的結構依次為0.40 m厚干砌石、0.30 m厚礫石、0.10 m厚粗砂。大壩樁號D0+101處設下壩踏步，上游踏步至壩腳，下游踏步至貼坡排水頂。在大壩下游壩坡樁號D0+067和D0+141處設橫向排水溝，高程202.85 m馬道內側和高程194.70 m貼坡排水頂設縱向排水溝，左右壩肩設有岸坡排水溝。踏步及排水溝均采用C20混凝土。

3.2 溢洪道改建

溢洪道位于大壩右岸，由進口段、控制段、泄槽段、消力池、海漫等部分組成，全長248 m。進口段長70 m，進口段采用梯形斷面，坡比為1 ∶1，底寬13 m，底板采用0.30 cm 厚C20 混凝土，兩岸采用0.20 m 厚現澆C20 混凝土護砌。控制段長20 m，底寬13 m，底板采用0.30 m 厚C20 混凝土，兩岸采用0.20 m 厚C20混凝土護坡。緩坡段長28 m，緩坡段兩岸護砌采用C20混凝土重力式擋墻，墻高5.29～3.70 m。泄槽段長62 m，泄槽段兩岸護砌采用C20 混凝土重力式擋墻，墻高3.70～2.50 m。消力池池長38 m，消力池兩側采用C20 混凝土重力式擋墻，墻頂設防護欄桿，墻高3.50 m，消力池底寬10 m，底板采用0.80 m厚C30 鋼筋混凝土；消力池池身深1.50 m，厚1 m。海漫長30 m，縱坡為1 ∶50。樁號Y0+203～0+213 底板為0.80 m 厚M7.50 漿砌石，樁號Y0+213～0+223 底板為0.80 m 厚干砌石，樁號Y0+223～0+233底板鋪設2 m厚拋石防沖槽；樁號Y0+203～0+223兩岸擋墻采用C20 混凝土重力式擋墻，墻高2 m，Y0+223～0+223僅右岸設擋墻。

樁號Y0+165～0+233 右岸為高邊坡挖方段，邊坡分為3級，高程190.27～200.27 m 坡比為1 ∶1.50，在高程200.20 m 處設2 m 寬平臺，平臺內側設C20 混凝土排水溝；高程200.27～210.27 m坡比為1∶1，在高程210.27 m處設2 m寬平臺，平臺內側設C20混凝土排水溝；高程210.27 m至現狀地面線坡比為1∶1，坡頂設C20 混凝土排水溝。在高程190.27～200.27 m 邊坡上鋪設草坪磚，在高程200.27 m至坡頂邊坡上采用錨桿掛網噴0.10 m厚C20細石混凝土防護，φ18錨桿長5 m，縱橫間距2 m，錨桿孔采用1∶1水泥砂漿灌注。

在溢洪道樁號Y0+058設交通橋，橋面高程214.37 m，橋寬5.50 m，凈寬4.50 m，橋梁總長26 m，共兩跨，每跨長13 m。橋板采用C40預制鋼筋混凝土空心板，橋臺橋墩為C30混凝土。

3.3 輸水洞改建

輸水設施布置在大壩左岸上游壩腳處，主要包括進水塔、輸水洞及工作橋。輸水設施進水口采用進水塔型式。進水塔由閘室、豎井塔身、檢修平臺、控制室等部分組成。閘室前端設C20混凝土護坦，護坦長10 m，寬5.50 m，厚0.50 m，閘室順水流方向長8 m，垂直水流方向寬5.50 m。

輸水洞中心線位于大壩樁號D0+035，輸水洞總長166 m，分為3段，樁號S0+000～S0+146采用直墻圓拱形隧洞，軸線為弧線布置，其中在樁號S0+080、S0+120 處為拐點；樁號S0+146～S0+156 為消力池，樁號S0+156～S0+166 為塊石防沖槽。隧洞凈寬1.50 m，凈高1.80 m（直墻段高1.05 m、頂拱半徑0.75 m），頂拱、側墻及底板采用0.30 m厚C25鋼筋混凝土。

進水塔工作橋中心線位于大壩樁號D0+060，工作橋全長66 m，共8跨，其中第1～7跨長8 m，最后一跨長10 m。橋板頂高程為213.00 m，橋板為C25鋼筋混凝土“T”形梁結構，寬2 m，厚0.80 m，兩側設不銹鋼欄桿，高1.20 m。工作橋每跨之間設C25鋼筋混凝土單排架，共計7個。

3.4 庫底清淤擴挖設計

負圖水庫經過多年運行，庫區淤積嚴重，庫區高程約在194.50 m，為滿足調蓄庫容要求，此次擴容改造需對庫底及庫周進行清淤擴挖。由現狀庫容曲線得知，擴挖前興利庫容215萬m3，不能滿足調蓄興利庫容383萬m3。需要進行清淤擴挖168萬m3。

清淤高程為192.26～190.00 m，清淤長度自上游壩腳樁號0+000至上游樁號0+600，全長600 m，清淤邊坡采用1∶1.75，其中樁號0+036 平均清淤寬度235.80 m ，樁號0+162 平均清淤寬度100.20 m，樁號0+422平均清淤寬度63.80 m，清淤總量為13.22萬m3。

庫周擴挖高程為192.26～208.00 m，擴挖部分包括主河槽和兩條支溝，主河槽擴挖長度自上游壩腳樁號0+000至上游樁號1+770，總長1 770 m，支溝一擴挖長度765 m，支溝二擴挖長度723 m。其中主河槽樁號0+036 平均擴挖寬度278 m，樁號0+162 平均擴挖寬度145 m，樁號0+422 平均擴挖寬度105 m，樁號0+622 平均擴挖寬度84.30 m，樁號0+775 平均擴挖寬度160 m，樁號1+040 平均擴挖寬度121.50 m，樁號1+255 平均擴挖寬度70.30 m，樁號1+540平均擴挖寬度38 m，樁號1+730平均擴挖寬度38 m；支溝一平均擴挖寬度90 m；支溝二平均擴挖寬度50 m。擴挖邊坡采用1∶1.75，分別在高程192.26、200.00、208.00 m設置2 m寬平臺。主河槽擴挖量118.52萬m3，支溝一總擴挖量22.54 萬m3，支溝二總擴挖量13.72 萬m3，總擴挖量154.78 萬m3。高程208.00 m 以上至現狀地面邊坡為1:1，開挖量39.60萬m3。庫區總開挖量207.6萬m3。

4 結語

小浪底南岸灌區工程建成后將有效改善灌區的農業生產和城鄉供水條件，增加糧食產量，提高農民收入，促進經濟社會發展。