湯河水庫(kù)溢洪道水毀原因分析與工程措施

吳斌 遼寧省湯河水庫(kù)管理局

湯河水庫(kù)溢洪道水毀原因分析與工程措施

吳斌 遼寧省湯河水庫(kù)管理局

1 工程概況

湯河水庫(kù)壩址位于遼陽市弓長(zhǎng)嶺區(qū)境內(nèi)，太子河一大支流湯河干流上。是一座以防洪、工業(yè)和生活用水為主，兼顧灌溉、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的國(guó)家大Ⅱ型水利樞紐工程。水庫(kù)始建于1958年，為多年調(diào)節(jié)，按百年一遇洪水設(shè)計(jì)，可能最大洪水校核。壩址以上的控制流域面積為1228km2，流域多年平均降雨量771.2mm，多年平均徑流量2.89億m3。水庫(kù)總庫(kù)容7.07億m3，調(diào)洪庫(kù)容3.68億m3，興利庫(kù)容3.59億m3，多年調(diào)節(jié)水量2.15億m3，是鞍山、遼陽兩座城市生活和工業(yè)用水的主要來源。

湯河水庫(kù)的工程規(guī)模為大⑵型水庫(kù)，工程等別為Ⅱ等，主要建筑物等級(jí)為2級(jí)，按《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定，水庫(kù)永久性建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)仍按100年一遇洪水設(shè)計(jì)、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用10000年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)作為水庫(kù)的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)。水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位111.57m，校核洪水位116.14m、防洪限制水位107.86m、正常高水位109.36m，死水位85.26m。

溢洪道位于水庫(kù)大壩右岸的鞍形山谷內(nèi)，其形式為河岸、開敞、正堰控制式溢洪道。歷經(jīng)興建期、續(xù)建期、保壩加固期三個(gè)階段，由進(jìn)口段、控制段、泄槽段及尾渠段組成，設(shè)計(jì)最大泄洪流量為2713m3/s，是湯河水庫(kù)主要的泄洪建筑物。2002年實(shí)施溢洪道應(yīng)急工程，清除阻礙溢洪道下泄水流的土石方，加固防護(hù)堤。

2010年8月19日至22日間，湯河流域經(jīng)歷近15年來最大一場(chǎng)降雨過程，流域平均降雨量為173mm，最大降雨為湯河站的210mm，最小降雨為隆昌站的132.5mm。為防止水庫(kù)上游農(nóng)田受淹，按照省供水局調(diào)令指示，湯河水庫(kù)于8月20日5:51，開啟溢洪道雙孔閘門泄洪，閘門開度為0.3m，之后經(jīng)四次調(diào)節(jié)，閘門開度逐步加大，于20日15:12閘門開度增至1.05m，泄流量為194m3/s。受高速水流的淘涮影響，造成湯河水庫(kù)溢洪道邊墻基礎(chǔ)及防洪堤基礎(chǔ)被破壞。

2 溢洪道水毀原因分析

2.1 地質(zhì)原因

溢洪道主要巖體為弓長(zhǎng)嶺花崗巖，其間有千枚巖、變粒巖等捕虜體，工程地質(zhì)特性不同，風(fēng)化不均，透水性各向異性，以強(qiáng)風(fēng)化為主，局部全風(fēng)化的非均質(zhì)地質(zhì)體。溢洪道進(jìn)口段和陡坡段兩側(cè)山體較陡，巖石破碎，抗沖刷能力較差，節(jié)理裂隙發(fā)育，易產(chǎn)生滑坡或坍塌掉塊，難以適大泄量的考驗(yàn)。

2.2 設(shè)計(jì)缺陷

由于資金等多方原因，溢洪道原設(shè)計(jì)未設(shè)消能防沖設(shè)施，在堰后只對(duì)陡槽段進(jìn)行了襯砌，湯河水庫(kù)管理局在溢洪道泄槽左岸先后兩次修建了重力式鋼筋混凝土邊墻。在經(jīng)歷了1973、1975、1985、1986、1995、1996年六次泄流后已經(jīng)不同程度被破壞。

2.3 超強(qiáng)度暴雨

2010年8月19日至22日間，湯河流域經(jīng)歷近15年來最大降雨過程，溢洪道總歷時(shí)99小時(shí)的泄洪，對(duì)溢洪道尾渠段左岸邊墻基礎(chǔ)及其下游左岸防洪堤基礎(chǔ)造成沖刷破壞。

2.4 下游的大量采砂致使河床降低，也是導(dǎo)致破壞的原因之一。

3 處理措施

為確保水庫(kù)正常運(yùn)行及供水安全，2011年3月開始實(shí)施溢洪道水毀修復(fù)工程，包括左岸邊墻基礎(chǔ)防護(hù)及左岸防洪堤基礎(chǔ)防護(hù)兩部分。按過水流量1008立方米每秒修建，建筑物級(jí)別為4級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇。

本次溢洪道防護(hù)工程分左岸邊墻基礎(chǔ)防護(hù)及左岸防洪堤基礎(chǔ)防護(hù)兩部分。

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3.1 溢洪道泄槽左岸邊墻基礎(chǔ)防護(hù)工程

泄槽段垂直于邊墻基礎(chǔ)方向1.0m、順?biāo)飨?00m的范圍內(nèi)，滿槽灌C20混凝土、平均厚度為1.5m，將外露基礎(chǔ)進(jìn)行臨時(shí)性防護(hù)，以保證明年安全度汛，加固范圍0+328～0+428。防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水，泄量Q=1008m3/s。

3.2 尾渠左岸堤防基礎(chǔ)防護(hù)

3.2.1 堤防基礎(chǔ)防護(hù)

石籠采用2.5×2.0×0.5(長(zhǎng)×寬×高)，石籠內(nèi)石塊擺實(shí)，控制孔隙率小于35%，粒徑200mm以上石料不小于50%。防護(hù)長(zhǎng)度為420m。加固范圍0+518～0+938。

防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水。

3.2.2 管橋修復(fù)工程

在管橋原址重新修建一座簡(jiǎn)易管橋，長(zhǎng)度80m，寬度7.2m，管橋兩端高、中間低，形成弧形路面與西端防洪堤、東端松樹溝溝口路順勢(shì)銜接；管橋上下游兩側(cè)砌筑漿砌石邊墻，墻身寬度0.6m，高度1.3m，基礎(chǔ)埋深1.2m，寬度0.8m；在主河道部位布設(shè)ф800承插涵管6排，橋身回填沙礫料，碾壓夯實(shí)，面層鋪筑C20混凝土橋面，厚度20cm。

3.2.3 清理疏浚河道工程

采用推土機(jī)、挖掘機(jī)，拆除溢洪道行洪期間修筑的塊石丁壩以及開挖河床修筑的臨時(shí)土堤，回填行洪沖刷河床形成的沖溝，平整疏浚河道，恢復(fù)河床比降至原0.44%比降。

4 施工質(zhì)量控制

本工程質(zhì)量評(píng)定全部合格，合格率100%。

本工程原材料及中間產(chǎn)品質(zhì)量全部合格，其中混凝土試件質(zhì)量達(dá)到合格等級(jí)，混凝土試件強(qiáng)度按5＞n≥2（共檢測(cè)2組）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，混凝土試塊強(qiáng)度同時(shí)滿足下列要求：

Rn≥1.15R標(biāo)

Rmin≥0.95R標(biāo)

即：R=25.5Mpa>1.15R標(biāo)=23Mpa Rmin=25Mpa>0.95R標(biāo)=19Mpa滿足要求。

5 結(jié)語

5.1 溢洪道雖經(jīng)重新修復(fù)，但因資金問題未做整體修復(fù)處理，目前也只能滿足小流量的沖擊， 如再遇到較大泄流量，還有可能面臨毀壞的危險(xiǎn)。

5.2 抓緊水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)和施工，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 加強(qiáng)工程管理。溢洪道雖經(jīng)修復(fù)處理,但仍是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)注意維修養(yǎng)護(hù)，使其在達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，確保水庫(kù)安全。

吳斌,性別.女.出生年月.1972年2月.籍貫.遼寧省開原市. 職稱 工程師 單位：遼寧省湯河水庫(kù)管理局 研究方向水利工程施工與管理。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.032