甘峪水庫放水設(shè)施存在的問題及對(duì)策研究

周永亮

【摘要】甘峪水庫放水設(shè)施在多年運(yùn)用過程中存在滑坡體威脅、閘門關(guān)閉不嚴(yán)，滲漏嚴(yán)重，操作不便等問題。筆者通過對(duì)水庫工程現(xiàn)狀的描述，從三方面分析了放水設(shè)施存在的問題，闡述了解決問題的必要性，同時(shí)針對(duì)問題研究應(yīng)對(duì)方法，最總提出解決放水設(shè)施問題的綜合對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】水庫；放水設(shè)施；問題；對(duì)策

一、工程概況

甘峪水庫位于西安市鄠邑區(qū)西南約23km處。是一座以灌溉、城鄉(xiāng)供水為主，兼有防洪功能的?。ㄒ唬┬退畮?。水庫于1969年10月動(dòng)工興建，1972年10月竣工，同年11月蓄水。原設(shè)計(jì)按照100年洪水一遇設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核，設(shè)計(jì)總庫容380萬m3，有效庫容260.77萬m3。1999年11月經(jīng)組織專家進(jìn)行安全鑒定，認(rèn)定為三類病險(xiǎn)水庫，2008年完成除險(xiǎn)加固施工，經(jīng)除險(xiǎn)加固后設(shè)計(jì)總庫容401.53萬m3，興利庫容226.77萬m3。

二、工程設(shè)施現(xiàn)狀

甘峪水庫樞紐由大壩、溢洪道和放水洞組成。大壩為均質(zhì)土壩，經(jīng)2008年水庫除險(xiǎn)加固后最大壩高50.7m，壩頂長(zhǎng)200m，壩頂寬5m，底寬217.3m。迎水坡為干砌石護(hù)坡。背水坡為植草護(hù)坡，壩后采用堆石體排水，在堆石體上游與壩體接觸處設(shè)反濾層。

溢洪道布置在樞紐建筑物右岸，為開敞式溢洪道。溢洪道斷面為梯形，溢洪道總落差49.73m，總長(zhǎng)度387.5m。最大泄洪流量80m3/s。（1980年8月24日）

放水洞位于大壩右端坡積體上，進(jìn)口段基礎(chǔ)為巖石。進(jìn)口為岸坡分級(jí)臥管和斜拉桿轉(zhuǎn)盤閘門相結(jié)合的控制型式，洞身比降1/200，輸水洞為圓型斷面，洞長(zhǎng)193.4m，設(shè)計(jì)最大輸水量4m3/s。

三、放水設(shè)施存在的問題

根據(jù)《西安市鄠邑區(qū)甘峪水庫復(fù)核加固設(shè)計(jì)，工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，咸陽地區(qū)水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，1984年元月。水庫現(xiàn)有放水設(shè)施進(jìn)水口位于大壩右端坡積體上，放水洞上段60m基礎(chǔ)放置于東山坡基巖地基上，基巖為半風(fēng)化綠泥陽起片巖，剩余段基礎(chǔ)放置于坡積層上，坡積層由大小不等的碎石、巖塊及風(fēng)化巖屑組成，容易產(chǎn)生放水洞地基不均勻沉陷，產(chǎn)生環(huán)狀裂縫，對(duì)放水洞及大壩的安全產(chǎn)生威脅。

大壩右壩肩存在滑坡體，分為三段，由北至南分別為北部古滑坡體，中部穩(wěn)定區(qū)，南部淺層滑坡區(qū)。1973年和1983年南部淺層滑坡區(qū)曾發(fā)生滑坡，兩次堵塞放水洞進(jìn)口，對(duì)工程的運(yùn)行安全造成嚴(yán)重威脅。

放水采用岸坡分級(jí)臥管和斜拉桿轉(zhuǎn)盤閘門相結(jié)合的控制型式。各級(jí)臥管斗門為平板鋼閘門，手動(dòng)直聯(lián)螺桿啟閉。斜拉桿轉(zhuǎn)盤閘門采用卷揚(yáng)機(jī)及鋼絲繩啟閉。在多年運(yùn)用過程中存在閘門關(guān)閉不嚴(yán)，滲漏嚴(yán)重等現(xiàn)象。也存在操作不方便，放水流量很難控制的問題。同時(shí)還存在管理人員經(jīng)驗(yàn)不足產(chǎn)生開啟過度，對(duì)閘門產(chǎn)生損壞的隱患。

甘峪水庫是西安市鄠邑區(qū)西南地區(qū)重要的地表水源，水庫運(yùn)行40多年來，累計(jì)蓄水4.36億m3，灌溉農(nóng)田230萬畝次，也是區(qū)域飲用水源地，承擔(dān)這城鄉(xiāng)供水的重要任務(wù)，水庫樞紐工程的安全顯得非常重要。根據(jù)《甘峪水庫潰壩淹沒范圍圖》，若水庫潰壩產(chǎn)生將直接影響下游7個(gè)鎮(zhèn)，125個(gè)村莊、19.6萬人和15.7萬間房屋的安全，同時(shí)對(duì)通訊光纜和s107省道等重要交通干線造成影響。

目前由于放水洞基礎(chǔ)、東山坡滑坡、放水閘門等問題，使放水設(shè)施安全性降低，對(duì)甘峪水庫整個(gè)樞紐工程的安全產(chǎn)生不利因素，不利于管理單位更高效的運(yùn)行調(diào)度，不能最大程度的發(fā)揮水庫的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。所以急需解決甘峪水庫放水設(shè)施相關(guān)問題，做出科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、可行的解決方案，消除放水設(shè)施隱患。

四、解決放水設(shè)施問題對(duì)策研究

放水設(shè)施是水庫樞紐工程的重要組成部分，要徹底解決放水設(shè)施存在的問題，就必須針對(duì)性的拿出對(duì)策。

（一）現(xiàn)有放水設(shè)施基礎(chǔ)研究

放水洞位于坡積體上，基礎(chǔ)巖性不一，承載能力偏低，容易產(chǎn)生不均勻沉降導(dǎo)致洞身裂縫發(fā)生，需對(duì)其進(jìn)行加固處理?，F(xiàn)在可用方案有兩種，一是進(jìn)行洞內(nèi)加固方案，可采用在放水洞內(nèi)安裝套管的辦法，材質(zhì)可選用壁厚不小于8mm鋼管，但該方案縮小了過水?dāng)嗝?，影響放水流量，不利于效益充分發(fā)揮，基礎(chǔ)問題未徹底治理。二是進(jìn)行洞外基礎(chǔ)處理方案，但需要開挖大壩，顯然行不通也必須禁止。

（二）右壩肩滑坡體研究

根據(jù)《大壩右壩肩滑坡巖土工程勘察報(bào)告》，西安巖土公司，2004年4月。大壩右壩肩淺層滑坡相應(yīng)水平長(zhǎng)度112m，寬度約60m，滑坡層厚度一般為2m，最厚達(dá)4m，為淺層滑坡，方量約9000m3。淺層滑坡范圍山體較陡，滑坡體為第四紀(jì)松散堆積物（坡積物）表層風(fēng)化巖石且堆積物十分松散，基巖傾向由于坡向一直，滑動(dòng)面巖石面陡，傾角為30°-40°。故穩(wěn)定性很差，每遇雨季，滑坡體飽和，產(chǎn)生坡面徑流，并發(fā)生泥石流或局部滑坡。通山公路切割坡腳，破壞了原山坡穩(wěn)定性，加劇了淺層滑坡的發(fā)生。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，在天然狀態(tài)下，淺層滑坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=1.19是穩(wěn)定的，在飽和狀態(tài)下Ks=0.92是不穩(wěn)定的。

2008年對(duì)淺層滑坡進(jìn)行治理，采用了削坡、挖截水溝、地表排水等綜合治理措施。但治表未治本，淺層滑坡仍舊滑動(dòng)嚴(yán)重。若要徹底治理淺層滑坡就需進(jìn)行清理，但問題較大，清除后坡面巖石會(huì)繼續(xù)風(fēng)化，風(fēng)化后破碎巖石會(huì)繼續(xù)下滑，坡面仍不穩(wěn)定，還會(huì)威脅放水設(shè)施的安全，故清除方案不可行。

（三）放水設(shè)備問題研究

由于原有放水設(shè)備存在閘門關(guān)閉不嚴(yán)，滲漏嚴(yán)重，操作不便等現(xiàn)象。若按照原有設(shè)備更換新的設(shè)備不能從根本上解決滑坡體威脅放水設(shè)施問題，同時(shí)運(yùn)行操作不便問題并未解決，故應(yīng)采取新建放水塔方案，采用平面鋼閘門，手電兩用直聯(lián)螺桿式啟閉機(jī)控制放水。

（四）放水設(shè)施改造綜合對(duì)策研究

根據(jù)以上應(yīng)對(duì)措施綜合分析，利用原放水洞及清楚滑坡體方案均不合理，新建放水塔，改造放水設(shè)備應(yīng)放棄利用原有放水洞的方案，重新選址新建放水設(shè)施。

要解決甘峪水庫放水設(shè)施問題，可將放水洞置于大壩左岸山體，同時(shí)在左岸新建放水塔和啟閉設(shè)施，同時(shí)建設(shè)工作橋、消力池等相關(guān)建筑物及設(shè)施，最終與下游灌溉和供水渠道相接。此方案及避開了滑坡體的威脅，同時(shí)方便了運(yùn)行管理，保證了供水流量，安全性大大提高，可充分發(fā)揮水庫社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1].《西安市鄠邑區(qū)甘峪水庫復(fù)核加固設(shè)計(jì)，工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，咸陽地區(qū)水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，1984年元月。

[2]. 《大壩右壩肩滑坡巖土工程勘察報(bào)告》，西安巖土公司，2004年4月。